Hoofdstuk 2: kracht en evenwicht
Algemeen
Grootheid = een eigenschap van een element dat kan worden gemeten.
Maateenheid is de maat van de eigenschap bv. cm.
Bouwwerk en krachten
1. Krachten die er op werken
2. Krachten aan de hand van de bouwmethode en gebruikte materialen
Belangrijkste kenmerken zijn:
o Sterkte = mate waarin iets bestand is tegen de krachten waar die aan wordt blootgesteld
o Stijfheid = de mate waarin een materiaal zich tegen bepaalde vervormingen gaat verzetten, niet
flexibel is.
o Stabiliteit van constructies
Het berekenen van de krachten is aan de hand van codes en normen. We moeten berekenen onder welke
krachten een werk moet blijven staan.
Belangrijk om rekening te houden met de levensduur van materialen en de doelen dat een gebouw heeft.
We moten ook rekening houden met criteria rond veiligheid en bruikbaarheid zonder extreem onderhoud
of renovatie.
We houden ook rekening met de risico’s (kans x gevolg). Hierbij zijn de veiligheidsfactoren essentieel. We
rekenen ook over het algemeen met zwaardere lasten voor extra veiligheid.
Wat is kracht?
Grooteenheid: F en maateenheid: Newton (N) 1000N = 1kN
1n is de kracht nodig om een massa van 1kg een versnelling te geven van 1m/s².
F is de oorzaak van een bewegingsverandering in de bewegingstoestand van een
voorwerp (of constructie)
Gebouwen ondervinden ook een horizontale kracht van bv. De wind.
Volgens de 2de wet van Newton
Kracht= massa x versnelling
Valversnelling of aantrekkingskracht van de aarde = 9,8 m/s². Dus de kracht N die een massa op aarde
uitoefent = kg x 9,8 m/s².
Draagstructuur
Alle elementen die een kracht moeten opnemen zijn of bevatten een draagstructuur. Kan gaan over een
volledig object (muur) of een deel van een object (skelet).
De gebouwschil is afwerking aan de binnen en buiten kant. Kent meerdere functies dan alleen
draagstructuur. Het gaat over een heel gebouw. Skeletbouw is dus geen gebouwschil, maar een deel
ervan. Massiefboud is de gebouwschil, hoe we deze vormen.
Soorten krachten
- Zwaartekracht : constructie mag niet hieronder ineen zakken
- Magnetische kracht : speelt soms ook een rol
- Wrijvingskracht : ruwe opp. zorgen voor wrijvingskracht. Deze kracht houd zaken soms al aan
elkaar. in veel gemetste constructies zit wrijving in die het mee versterkt.
- …
KRACHT heeft altijd een welbepaalde grootte en richting (vectorgrootheid)
, Actie / reactie
3de Wet van Newton, actie/ reactie: voorwerp A oefent kracht uit op voorwerp B, dan zal voorwerp B een
even grote maar tegengestelde kracht uitoefenen op voorwerp A actie = reactie
Krachten komen altijd voor in paren, je hebt altijd een kracht en zijn tegen kracht.
Stijfheid
Hoe stijver iets is hoe minder deze zal doorbuigen. Als de doorbuiging te
groot is is er dus onvoldoende stijfheid. De doorbuiging is afhankelijk van:
- Afmeting constructie of onderdeel
- Lengte (vrije) overspanning
- Optredende belasting
- Materiaal en eigenschappen
Een kleine doorbuiging van een plafond kan geen kwaad.
Elasticiteitsmodulus (E): kracht per doorsnede-oppervlak (N/mm²)
Sterkte en spanning
- Sterkte = spanning waarbij materiaal bezwijkt of niet bezwijkt = breuksterkte, dit is wanneer het
bezwijkt. Het is afhankelijk van materiaaleigenschappen, vorm en afmetingen. Sommige vormen
zijn meer bestand tegen krachten.
- Druksterkte = weerstand materiaal tegen indrukking (belasting)
- Treksterkte = weerstand van materiaal als gevolg van trekspanning
Spanning
σ = spanning (N/mm²)
F = kracht (N)
A = oppervlakte doorsnede in mm²
De spanning in een materiaal hangt af van de oppervlakte doorsnede
Hier is een spanning-rekdiagram van staal. Dit wordt gebruikt door ingenieurs en je wilt hierbij
dat je materiaal in het plastisch gebied blijft.
Belastingen
Krachten zijn vaak in de vorm van een belasting of een gewicht dat ergens op duwt.
Ze zijn belangrijk voor:
- Veiligheid, als ontwerper moet je met de functie van de ruimte rekening houden met hoeveel
belasting er zal zijn.
- Bruikbaarheid: het moet bruikbaar zijn
- Tijdsduur: hoe langer een belasting is hoe groter te doorbuiging. Je kan zware lasten wel even op
een constructie zetten als je ze maar niet te lang laat staan.
Variabele belastingen (niet permanent aanwezig, voor een tijdelijke periode)
- Windbelasting
- Sneeuwbelasting en gelijkaardig
- Mensen op het dak
- Belasting op de zolder
- Belasting op verdieping
- Belasting op begane grond (eventueel kelder)
Alle belastingen zetten zich door op de muren en dan naar de fundering. Er is een kracht daling
of laste daling. De krachten gaan namelijk in een neerwaartse beweging naar de funderingen.
Permanente belastingen (eigengewicht)
- Materialen, ze hebben hun eigen gewicht dat ze moeten kunnen dragen
- constructie
- afwerkingen, …
Algemeen
Grootheid = een eigenschap van een element dat kan worden gemeten.
Maateenheid is de maat van de eigenschap bv. cm.
Bouwwerk en krachten
1. Krachten die er op werken
2. Krachten aan de hand van de bouwmethode en gebruikte materialen
Belangrijkste kenmerken zijn:
o Sterkte = mate waarin iets bestand is tegen de krachten waar die aan wordt blootgesteld
o Stijfheid = de mate waarin een materiaal zich tegen bepaalde vervormingen gaat verzetten, niet
flexibel is.
o Stabiliteit van constructies
Het berekenen van de krachten is aan de hand van codes en normen. We moeten berekenen onder welke
krachten een werk moet blijven staan.
Belangrijk om rekening te houden met de levensduur van materialen en de doelen dat een gebouw heeft.
We moten ook rekening houden met criteria rond veiligheid en bruikbaarheid zonder extreem onderhoud
of renovatie.
We houden ook rekening met de risico’s (kans x gevolg). Hierbij zijn de veiligheidsfactoren essentieel. We
rekenen ook over het algemeen met zwaardere lasten voor extra veiligheid.
Wat is kracht?
Grooteenheid: F en maateenheid: Newton (N) 1000N = 1kN
1n is de kracht nodig om een massa van 1kg een versnelling te geven van 1m/s².
F is de oorzaak van een bewegingsverandering in de bewegingstoestand van een
voorwerp (of constructie)
Gebouwen ondervinden ook een horizontale kracht van bv. De wind.
Volgens de 2de wet van Newton
Kracht= massa x versnelling
Valversnelling of aantrekkingskracht van de aarde = 9,8 m/s². Dus de kracht N die een massa op aarde
uitoefent = kg x 9,8 m/s².
Draagstructuur
Alle elementen die een kracht moeten opnemen zijn of bevatten een draagstructuur. Kan gaan over een
volledig object (muur) of een deel van een object (skelet).
De gebouwschil is afwerking aan de binnen en buiten kant. Kent meerdere functies dan alleen
draagstructuur. Het gaat over een heel gebouw. Skeletbouw is dus geen gebouwschil, maar een deel
ervan. Massiefboud is de gebouwschil, hoe we deze vormen.
Soorten krachten
- Zwaartekracht : constructie mag niet hieronder ineen zakken
- Magnetische kracht : speelt soms ook een rol
- Wrijvingskracht : ruwe opp. zorgen voor wrijvingskracht. Deze kracht houd zaken soms al aan
elkaar. in veel gemetste constructies zit wrijving in die het mee versterkt.
- …
KRACHT heeft altijd een welbepaalde grootte en richting (vectorgrootheid)
, Actie / reactie
3de Wet van Newton, actie/ reactie: voorwerp A oefent kracht uit op voorwerp B, dan zal voorwerp B een
even grote maar tegengestelde kracht uitoefenen op voorwerp A actie = reactie
Krachten komen altijd voor in paren, je hebt altijd een kracht en zijn tegen kracht.
Stijfheid
Hoe stijver iets is hoe minder deze zal doorbuigen. Als de doorbuiging te
groot is is er dus onvoldoende stijfheid. De doorbuiging is afhankelijk van:
- Afmeting constructie of onderdeel
- Lengte (vrije) overspanning
- Optredende belasting
- Materiaal en eigenschappen
Een kleine doorbuiging van een plafond kan geen kwaad.
Elasticiteitsmodulus (E): kracht per doorsnede-oppervlak (N/mm²)
Sterkte en spanning
- Sterkte = spanning waarbij materiaal bezwijkt of niet bezwijkt = breuksterkte, dit is wanneer het
bezwijkt. Het is afhankelijk van materiaaleigenschappen, vorm en afmetingen. Sommige vormen
zijn meer bestand tegen krachten.
- Druksterkte = weerstand materiaal tegen indrukking (belasting)
- Treksterkte = weerstand van materiaal als gevolg van trekspanning
Spanning
σ = spanning (N/mm²)
F = kracht (N)
A = oppervlakte doorsnede in mm²
De spanning in een materiaal hangt af van de oppervlakte doorsnede
Hier is een spanning-rekdiagram van staal. Dit wordt gebruikt door ingenieurs en je wilt hierbij
dat je materiaal in het plastisch gebied blijft.
Belastingen
Krachten zijn vaak in de vorm van een belasting of een gewicht dat ergens op duwt.
Ze zijn belangrijk voor:
- Veiligheid, als ontwerper moet je met de functie van de ruimte rekening houden met hoeveel
belasting er zal zijn.
- Bruikbaarheid: het moet bruikbaar zijn
- Tijdsduur: hoe langer een belasting is hoe groter te doorbuiging. Je kan zware lasten wel even op
een constructie zetten als je ze maar niet te lang laat staan.
Variabele belastingen (niet permanent aanwezig, voor een tijdelijke periode)
- Windbelasting
- Sneeuwbelasting en gelijkaardig
- Mensen op het dak
- Belasting op de zolder
- Belasting op verdieping
- Belasting op begane grond (eventueel kelder)
Alle belastingen zetten zich door op de muren en dan naar de fundering. Er is een kracht daling
of laste daling. De krachten gaan namelijk in een neerwaartse beweging naar de funderingen.
Permanente belastingen (eigengewicht)
- Materialen, ze hebben hun eigen gewicht dat ze moeten kunnen dragen
- constructie
- afwerkingen, …
