Wetenschappen en techniek: techniek
Constructies
3.7.1 Wat is een kracht?
Krachten zijn overal om ons heen, maar zijn moeilijk te vatten. Een kracht op zich kan je niet zien, wel
de uitwerking en het gevolg ervan.
Vb. een tennisspeler: op het moment dat de tennisspeler de bal slaat, oefent hij een kracht uit. Op
het moment dat de bal het racket raakt, houdt de speler rekening met een aantal zaken:
Het aangrijpingspunt (je moet met je racket de bal op de juiste plaats raken)
De grootte (je moet hard genoeg slaan)
De richting (de bal moet in de juiste richting vliegen). De pijlpunt geeft ons de zin van de
kracht weer
Tijdens het contact tss de bal en het racket wordt de bal tijdelijk ingedeukt en vervormen de snaren
van de racket. De bal gaat in een bepaalde beweging bewegen. Als de speler pech heeft en het net
raakt dan kun je nog een ander gevolg van kracht waarnemen: de bal verandert van richting
Het gevolg van een kracht op een voorwerp is merkbaar door de (tijdelijke) verandering van
de vorm van het voorwerp, zijn snelheid en richting
Kracht (F) force
Officiële eenheid van kracht is de newton (N)
Wordt getekend als een pijl = vector heeft een startpunt (aangrijpingspunt) of de plaats waar
de kracht inwerkt op het voorwerp
Lengte van de pijl => stelt de grootte van de kracht voor
Richting van de pijl => geeft weer in welke richting de kracht werkt
Verschillende soorten krachten: spierkracht, veerkracht, magnetische kracht, elektrische kracht,
weerstand, wrijving, spankracht
Overbrengingen: je kunt ook een kracht uitoefenen op één punt en zo je voorwerp op een
andere plaats in beweging brengen
3.9.1 Wat zijn constructies?
Constructie = iets wat door mensen gemaakt wordt en uit verschillende onderdelen is samengesteld
(huizen, wegen, bruggen, torens,…) Construeren = ‘maken’, ‘in elkaar zetten’.
Afhankelijk van de toepassing is de bouw van de constructie anders (complex of eenvoudig)
Om een goede constructie te creëren, moet je altijd verschillende keuzes maken
- Materiaal kiezen
- Juiste vorm kiezen
- Juiste verbindingstechniek
,3.9.2 Stevigheid van constructies
Constructies moeten sterk en stevig zijn: er werken grote krachten in op een constructie te
grote krachten, breken de bouwwerken en voorwerpen (stoelen en tafels)
Ontwerpers moeten goed nadenken over hoe de constructies vormgeven zodat de kracht die
inwerken op de constructie kunnen worden opvangen.
De ontwerper moet rekening houden met:
Eigen gewicht van de constructie
Weer omstandigheden waaraan de constructie wordt blootgesteld (wind, regen, zon,…)
Trillingen van vb. vrachtwagens
Verschillende krachten om in de gaten te houden
Trekkrachten die de constructie uit elkaar willen trekken
Drukkrachten die de constructie in elkaar willen duwen
Wringkrachten die de constructie kapot willen wringen
Buigkrachten die de constructie willen kromtrekken
Krachten opvangen door speciale vorm van constructie kiezen
Boog
Bij boogconstructies worden de krachten die inwerken op de burg afgeleid naar de zijdelingse delen
van de boog worden extra ondersteunt door een brede voet aan het einde (steunberen) of andere
pijlers de boog kan hierdoor een groter gewicht dragen
Vb. aquaducten, bruggen, kathedralen,…
Driehoek
De constructie is moeilijk te vervormen
Vb. elektriciteitsmasten, fietskader
Vierhoeken
Minder stevig worden verstevigd door een diagonaal krijg je opnieuw een driehoek
Vb. stelling van bij gebouw
,Profielen
= staven met een bepaalde vorm (buisprofielen, H-, I-, L-, T- en U-profielen)
Voordeel: constructies die krachten goed opvangen en tegelijkertijd licht zijn
Profielen kunnen vervaardigd zijn uit staal, beton, gewapend beton
Vb. aan de onderkant van bruggen
Piramide
dankt zijn stevigheid aan zijn brede basis en smalle top minder makkelijk omvergeduwd
worden
Vb. elektriciteitsmast
Huizen en bruggen hout en steen de meest gebruikte materialen
Soorten materialen:
Steen vangt drukkrachten op, maar is slecht bij trekkrachten
Hout vangt druk- en trekkrachten op
Beton = mengsel van zand, grind en cement + water hard als steen wordt, maar niet zo sterk
gevoelig voor trekkrachten (zal scheuren)
IJzer, staal en aluminium licht, maar toch sterke constructie maken + vangen goed trekkrachten op
Materialen delen:
Gewapend beton => vloeibare beton over vlechtwerk van ijzer gieten druk- en trekkracht wordt
door het ijzer opgevangen
, Verbindingstechniek
Vaste verbinding: gebruik je als je een verbinding niet meer wil verbreken enkel verbreken door
de constructieonderdelen stuk te maken Je hebt hiervoor verbindingsmateriaal nodig =
materiaalverbinding
Vb. lijm (materiaal lijm), solderen (materiaal soldeertin, lassen, metselen,…)
Losmaakbare verbindingen: kun je losmaken zonder de onderdelen van de constructie te
beschadigen
Voordeel: je kan ze telkens opnieuw in elkaar zetten en uit elkaar halen
Vb. bout- en moerverbindingen, klittenbandverbinding, ritssluiting
Verbinding kan star of beweegbaar zijn
Starre verbinding = nodig voor vb. een muur => niet de bedoeling dat een muur kan bewegen
Beweegbare verbinding: vb. een scharnier van de deur => de deur moet open kunnen gaan zonder
dat ze los hoeft van de muur
3.9.3 Bruggen als voorbeeld van een constructie
Bruggen heb je in alle soorten en maten. Een brug telt verschillende onderdelen
- Landhoofd of bruggenhoofd = overgang tussen de grond naar een brug, sluis of viaduct gebouwd
op zeer stevige funderingen
- Overspanning = de afstand tussen de hoofddragers of pylonen
- Doorvaarthoogte zodat schepen gemakkelijk doorkunnen zonder de brug te moeten ophalen
- Rekening houden met verschillende soorten belasting:
1. Permanente belasting = de brug moet haar eigen gewicht kunnen dragen
2. Niet- permanente belasting = het gewicht van vb. vrachtwagens, personenverkeer, fietsers,…
3. Trillingsbelasting = trillingen ontstaan vb. wanneer een zwaar geladen vrachtwagen over de
brug rijdt
4. Sneeuwbelasting
5. Windbelasting
Een vakwerkbrug
herken je door het vakwerk = meestal een stalen constructie die opgebouwd is uit driehoekige
delen aan beide zijden van de brug. Het vakwerk hoeft niet boven aan de brug vast te zitten, maar
kan ook onder het wegdek aangebracht worden
Constructies
3.7.1 Wat is een kracht?
Krachten zijn overal om ons heen, maar zijn moeilijk te vatten. Een kracht op zich kan je niet zien, wel
de uitwerking en het gevolg ervan.
Vb. een tennisspeler: op het moment dat de tennisspeler de bal slaat, oefent hij een kracht uit. Op
het moment dat de bal het racket raakt, houdt de speler rekening met een aantal zaken:
Het aangrijpingspunt (je moet met je racket de bal op de juiste plaats raken)
De grootte (je moet hard genoeg slaan)
De richting (de bal moet in de juiste richting vliegen). De pijlpunt geeft ons de zin van de
kracht weer
Tijdens het contact tss de bal en het racket wordt de bal tijdelijk ingedeukt en vervormen de snaren
van de racket. De bal gaat in een bepaalde beweging bewegen. Als de speler pech heeft en het net
raakt dan kun je nog een ander gevolg van kracht waarnemen: de bal verandert van richting
Het gevolg van een kracht op een voorwerp is merkbaar door de (tijdelijke) verandering van
de vorm van het voorwerp, zijn snelheid en richting
Kracht (F) force
Officiële eenheid van kracht is de newton (N)
Wordt getekend als een pijl = vector heeft een startpunt (aangrijpingspunt) of de plaats waar
de kracht inwerkt op het voorwerp
Lengte van de pijl => stelt de grootte van de kracht voor
Richting van de pijl => geeft weer in welke richting de kracht werkt
Verschillende soorten krachten: spierkracht, veerkracht, magnetische kracht, elektrische kracht,
weerstand, wrijving, spankracht
Overbrengingen: je kunt ook een kracht uitoefenen op één punt en zo je voorwerp op een
andere plaats in beweging brengen
3.9.1 Wat zijn constructies?
Constructie = iets wat door mensen gemaakt wordt en uit verschillende onderdelen is samengesteld
(huizen, wegen, bruggen, torens,…) Construeren = ‘maken’, ‘in elkaar zetten’.
Afhankelijk van de toepassing is de bouw van de constructie anders (complex of eenvoudig)
Om een goede constructie te creëren, moet je altijd verschillende keuzes maken
- Materiaal kiezen
- Juiste vorm kiezen
- Juiste verbindingstechniek
,3.9.2 Stevigheid van constructies
Constructies moeten sterk en stevig zijn: er werken grote krachten in op een constructie te
grote krachten, breken de bouwwerken en voorwerpen (stoelen en tafels)
Ontwerpers moeten goed nadenken over hoe de constructies vormgeven zodat de kracht die
inwerken op de constructie kunnen worden opvangen.
De ontwerper moet rekening houden met:
Eigen gewicht van de constructie
Weer omstandigheden waaraan de constructie wordt blootgesteld (wind, regen, zon,…)
Trillingen van vb. vrachtwagens
Verschillende krachten om in de gaten te houden
Trekkrachten die de constructie uit elkaar willen trekken
Drukkrachten die de constructie in elkaar willen duwen
Wringkrachten die de constructie kapot willen wringen
Buigkrachten die de constructie willen kromtrekken
Krachten opvangen door speciale vorm van constructie kiezen
Boog
Bij boogconstructies worden de krachten die inwerken op de burg afgeleid naar de zijdelingse delen
van de boog worden extra ondersteunt door een brede voet aan het einde (steunberen) of andere
pijlers de boog kan hierdoor een groter gewicht dragen
Vb. aquaducten, bruggen, kathedralen,…
Driehoek
De constructie is moeilijk te vervormen
Vb. elektriciteitsmasten, fietskader
Vierhoeken
Minder stevig worden verstevigd door een diagonaal krijg je opnieuw een driehoek
Vb. stelling van bij gebouw
,Profielen
= staven met een bepaalde vorm (buisprofielen, H-, I-, L-, T- en U-profielen)
Voordeel: constructies die krachten goed opvangen en tegelijkertijd licht zijn
Profielen kunnen vervaardigd zijn uit staal, beton, gewapend beton
Vb. aan de onderkant van bruggen
Piramide
dankt zijn stevigheid aan zijn brede basis en smalle top minder makkelijk omvergeduwd
worden
Vb. elektriciteitsmast
Huizen en bruggen hout en steen de meest gebruikte materialen
Soorten materialen:
Steen vangt drukkrachten op, maar is slecht bij trekkrachten
Hout vangt druk- en trekkrachten op
Beton = mengsel van zand, grind en cement + water hard als steen wordt, maar niet zo sterk
gevoelig voor trekkrachten (zal scheuren)
IJzer, staal en aluminium licht, maar toch sterke constructie maken + vangen goed trekkrachten op
Materialen delen:
Gewapend beton => vloeibare beton over vlechtwerk van ijzer gieten druk- en trekkracht wordt
door het ijzer opgevangen
, Verbindingstechniek
Vaste verbinding: gebruik je als je een verbinding niet meer wil verbreken enkel verbreken door
de constructieonderdelen stuk te maken Je hebt hiervoor verbindingsmateriaal nodig =
materiaalverbinding
Vb. lijm (materiaal lijm), solderen (materiaal soldeertin, lassen, metselen,…)
Losmaakbare verbindingen: kun je losmaken zonder de onderdelen van de constructie te
beschadigen
Voordeel: je kan ze telkens opnieuw in elkaar zetten en uit elkaar halen
Vb. bout- en moerverbindingen, klittenbandverbinding, ritssluiting
Verbinding kan star of beweegbaar zijn
Starre verbinding = nodig voor vb. een muur => niet de bedoeling dat een muur kan bewegen
Beweegbare verbinding: vb. een scharnier van de deur => de deur moet open kunnen gaan zonder
dat ze los hoeft van de muur
3.9.3 Bruggen als voorbeeld van een constructie
Bruggen heb je in alle soorten en maten. Een brug telt verschillende onderdelen
- Landhoofd of bruggenhoofd = overgang tussen de grond naar een brug, sluis of viaduct gebouwd
op zeer stevige funderingen
- Overspanning = de afstand tussen de hoofddragers of pylonen
- Doorvaarthoogte zodat schepen gemakkelijk doorkunnen zonder de brug te moeten ophalen
- Rekening houden met verschillende soorten belasting:
1. Permanente belasting = de brug moet haar eigen gewicht kunnen dragen
2. Niet- permanente belasting = het gewicht van vb. vrachtwagens, personenverkeer, fietsers,…
3. Trillingsbelasting = trillingen ontstaan vb. wanneer een zwaar geladen vrachtwagen over de
brug rijdt
4. Sneeuwbelasting
5. Windbelasting
Een vakwerkbrug
herken je door het vakwerk = meestal een stalen constructie die opgebouwd is uit driehoekige
delen aan beide zijden van de brug. Het vakwerk hoeft niet boven aan de brug vast te zitten, maar
kan ook onder het wegdek aangebracht worden
