Structuur en morfologie
1. De basis en spanning
HISTORISCHE CONTEXT
Structuur Dubbele functie
- een object kan weerstand bieden tegen de zwaartekracht
en de windkracht
- Vorm geven ah object = tektoniek
Jagers en boeren 10.000-3000 VC = trail and error
Oud Mesopotamië 6800-600 VC = vorm door de structuur
Oude Egypte 3300-332 VC = winddruk meerekenen
Grieken en Romeinen 3000 VC - 500 NC = meer verfijnd en vormgeving via
versieringen, beton via bekisting
Middeleeuwen 500-1500 NC = gotiek met veel constructieve vernieuwingen
Renaissance 1500-1800 NC = mix val veel constructie wijzen
Industriële revolutie vanaf 1750 NC = verlichting en wetenschappelijke
uitvindingen dat leidt tot exponentiële vooruitgang in kennis
en inzichten tot ontplooiing vd industriële revolutie en
ontwikkeling van nieuwe materialen en daarmee gepaarde
wijze van bouwen
→ James Watt, Isaac Newton, Robert Hooke, Alessandro
Volta,…
Stoommachine Uitvinding vd pomp aandrijving door James Watt
= grondwater wegpompen → kolen en ertsen ontginnen →
verhitten vd ertsen via kolen → eerste vorm van staal
Moderne tijd 1769-heden = hangende balkonen uit staal, wapening voor
beton,…
ONTWERPEN VE STRUCTUUR
Ontwerpen Natuur, Geometrie, Context en Performance
→ Elke wijze heeft te maken met structuur
Reboot: 5 R’s
Refuse weiger te consumeren → weiger nieuw te bouwen
= is er een noodzaak voor meer, is de noodzaak louter
consumptie of verbruik voor éénzijdige behoeftebevredeging?
Reduce Consumeer minder, soms noodzaak om nieuw te bouwen
= hoe zo min mogelijk, hoe groot moet het gebouw zijn,
hoeveel materialen zijn noodzakelijk, hoe zal het gebouw zo
weinig mogelijk verbruiken tijdens gebruik?
→ compact gebouw dat weinig energie vraagt en eenvoudig
functioneert
Structuur en morfologie: 1
,Reuse Hergebruik van gebouwen in zijn totaliteit eventueel mits
renovatie of herinrichting
= ontwerp gebouwen om ze opnieuw in te richten
→ vraagt kennis, inzet en verantwoordelijkheid van
verschillende partijen
Repurpose Hergebruik zoveel mogelijke reeds bestaande elementen
= Urban mining: stad als open mijn waar elementen voor het
rapen zijn
→ mits een know-how van al deze elementen
Recycle Bouwelementen afkomstig van gerecycleerde materialen,
hernieuwbare energie om gebouwen te koelen en te
verwarmen
→ laatste keuze: vraagt veel energie
BEGRIJPEN VE STRUCTUUR
Leren lezen
1. Verticale snede doorheen vloer en plafond
: architect = alles onder 1m50 (functioneel)
: ingenieur = alles boven 1m50 (structureel)
2. Balk
3. Kolom
→ hol = staal
: SHS = square hollow section
: CHS = circular hollow section
: RHS = rectangular hollow section
4. Plan
◻︎: holle kolom
◼︎: volle kolom → primair
→ secundair = hatch
→ kolomen nummeren !!
HR: houtenrooster = houtenbalken
BB: betonbalk
Q: permanente last
5. Structuur lezen in werkelijkheid (dia 60-64)
Intrepeteren
Leren begrijpen: kracht, spanning, moment → sterkte, stijfheid en stabiliteit
Rekenen: spanning, sterkte en vervorming via formules
Structuur en morfologie: 2
, KRACHTEN
1e wet van Newton: traagheidswet Een lichaam zal in een staat van rust verkeren of een
constante snelheid hebben, wanneer er geen uitwendige
kracht op werkt
2e wet van Newton F = m . a: als een lichaam een uitwendige kracht ondervindt,
zal het lichaam versnellen
3e wet van Newton: actie-reactie Wanneer een lichaam A een kracht uitoefent op een lichaam
B, dan zal het lichaam B eenzelfde, tegengestelde kracht
uitoefenen op lichaam A
Actiekrachten Inwerkende krachten die een reactie ve object veroorzaken
= drukkracht, trekkracht en draaiing
Drukkracht (→←) Alles vervormt = verkorting ~ balk
Trekkracht (←→) Alles vervormt = verlenging ~ kettinglijn
Draaiing (↻) ~ scharnier
Reactie krachten Terugwerkende, interne krachten vh object op een actiekracht
= horizontale kracht, verticale kracht en moment die worden
opgenomen op een scharnier, een rolopleg of een inklemming
Scharnier ≠ verplaatsen
= draaien
→ 2 onbekende: reactiekrachten Rx en Ry
Rolopleg ≠ verticaal verplaatsen
= horizontaal verplaatsen
= draaien
→ 1 onbekende: reactiekracht Ry
Inklemming ≠ verplaatsen
≠ draaien
→ 3 onbekende: reactiekrachten Rx, Ry en M
Elementen Actiekrachten worden doorgegeven doorheen een stijf niet-
vervormbaar element naar de opleg
: element = balk, kolom, plaat of ander stijf en niet-
vervormbaar deel ve structuur
: vervormbare elementen = maar 1 actiekracht overdragen
Knopen Verbinding van verschillende elementen
= doorgeven vd actiekrachten
Scharnierende knoop ~ eenvoudige boutverbinding
↓ = hol
= 3 evenwichtsvergelijkingen
Ingeklemde knoop ~ meerdere boutrijen nodig = meer materiaal
↓ = vol
= 2 evenwichtsvergelijkingen
Lasten
Puntlast: F Een last die op 1 punt toekomt
= kN
= ontbinden in Fx en Fy
Structuur en morfologie: 3
1. De basis en spanning
HISTORISCHE CONTEXT
Structuur Dubbele functie
- een object kan weerstand bieden tegen de zwaartekracht
en de windkracht
- Vorm geven ah object = tektoniek
Jagers en boeren 10.000-3000 VC = trail and error
Oud Mesopotamië 6800-600 VC = vorm door de structuur
Oude Egypte 3300-332 VC = winddruk meerekenen
Grieken en Romeinen 3000 VC - 500 NC = meer verfijnd en vormgeving via
versieringen, beton via bekisting
Middeleeuwen 500-1500 NC = gotiek met veel constructieve vernieuwingen
Renaissance 1500-1800 NC = mix val veel constructie wijzen
Industriële revolutie vanaf 1750 NC = verlichting en wetenschappelijke
uitvindingen dat leidt tot exponentiële vooruitgang in kennis
en inzichten tot ontplooiing vd industriële revolutie en
ontwikkeling van nieuwe materialen en daarmee gepaarde
wijze van bouwen
→ James Watt, Isaac Newton, Robert Hooke, Alessandro
Volta,…
Stoommachine Uitvinding vd pomp aandrijving door James Watt
= grondwater wegpompen → kolen en ertsen ontginnen →
verhitten vd ertsen via kolen → eerste vorm van staal
Moderne tijd 1769-heden = hangende balkonen uit staal, wapening voor
beton,…
ONTWERPEN VE STRUCTUUR
Ontwerpen Natuur, Geometrie, Context en Performance
→ Elke wijze heeft te maken met structuur
Reboot: 5 R’s
Refuse weiger te consumeren → weiger nieuw te bouwen
= is er een noodzaak voor meer, is de noodzaak louter
consumptie of verbruik voor éénzijdige behoeftebevredeging?
Reduce Consumeer minder, soms noodzaak om nieuw te bouwen
= hoe zo min mogelijk, hoe groot moet het gebouw zijn,
hoeveel materialen zijn noodzakelijk, hoe zal het gebouw zo
weinig mogelijk verbruiken tijdens gebruik?
→ compact gebouw dat weinig energie vraagt en eenvoudig
functioneert
Structuur en morfologie: 1
,Reuse Hergebruik van gebouwen in zijn totaliteit eventueel mits
renovatie of herinrichting
= ontwerp gebouwen om ze opnieuw in te richten
→ vraagt kennis, inzet en verantwoordelijkheid van
verschillende partijen
Repurpose Hergebruik zoveel mogelijke reeds bestaande elementen
= Urban mining: stad als open mijn waar elementen voor het
rapen zijn
→ mits een know-how van al deze elementen
Recycle Bouwelementen afkomstig van gerecycleerde materialen,
hernieuwbare energie om gebouwen te koelen en te
verwarmen
→ laatste keuze: vraagt veel energie
BEGRIJPEN VE STRUCTUUR
Leren lezen
1. Verticale snede doorheen vloer en plafond
: architect = alles onder 1m50 (functioneel)
: ingenieur = alles boven 1m50 (structureel)
2. Balk
3. Kolom
→ hol = staal
: SHS = square hollow section
: CHS = circular hollow section
: RHS = rectangular hollow section
4. Plan
◻︎: holle kolom
◼︎: volle kolom → primair
→ secundair = hatch
→ kolomen nummeren !!
HR: houtenrooster = houtenbalken
BB: betonbalk
Q: permanente last
5. Structuur lezen in werkelijkheid (dia 60-64)
Intrepeteren
Leren begrijpen: kracht, spanning, moment → sterkte, stijfheid en stabiliteit
Rekenen: spanning, sterkte en vervorming via formules
Structuur en morfologie: 2
, KRACHTEN
1e wet van Newton: traagheidswet Een lichaam zal in een staat van rust verkeren of een
constante snelheid hebben, wanneer er geen uitwendige
kracht op werkt
2e wet van Newton F = m . a: als een lichaam een uitwendige kracht ondervindt,
zal het lichaam versnellen
3e wet van Newton: actie-reactie Wanneer een lichaam A een kracht uitoefent op een lichaam
B, dan zal het lichaam B eenzelfde, tegengestelde kracht
uitoefenen op lichaam A
Actiekrachten Inwerkende krachten die een reactie ve object veroorzaken
= drukkracht, trekkracht en draaiing
Drukkracht (→←) Alles vervormt = verkorting ~ balk
Trekkracht (←→) Alles vervormt = verlenging ~ kettinglijn
Draaiing (↻) ~ scharnier
Reactie krachten Terugwerkende, interne krachten vh object op een actiekracht
= horizontale kracht, verticale kracht en moment die worden
opgenomen op een scharnier, een rolopleg of een inklemming
Scharnier ≠ verplaatsen
= draaien
→ 2 onbekende: reactiekrachten Rx en Ry
Rolopleg ≠ verticaal verplaatsen
= horizontaal verplaatsen
= draaien
→ 1 onbekende: reactiekracht Ry
Inklemming ≠ verplaatsen
≠ draaien
→ 3 onbekende: reactiekrachten Rx, Ry en M
Elementen Actiekrachten worden doorgegeven doorheen een stijf niet-
vervormbaar element naar de opleg
: element = balk, kolom, plaat of ander stijf en niet-
vervormbaar deel ve structuur
: vervormbare elementen = maar 1 actiekracht overdragen
Knopen Verbinding van verschillende elementen
= doorgeven vd actiekrachten
Scharnierende knoop ~ eenvoudige boutverbinding
↓ = hol
= 3 evenwichtsvergelijkingen
Ingeklemde knoop ~ meerdere boutrijen nodig = meer materiaal
↓ = vol
= 2 evenwichtsvergelijkingen
Lasten
Puntlast: F Een last die op 1 punt toekomt
= kN
= ontbinden in Fx en Fy
Structuur en morfologie: 3
