BOUWCONSTRUCTIE 1.2
1. DRAAGSTRUCTUUR
Permanente belasting: krachten die op een gebouw inwerken zijn de optelsom van eigen gewicht van
de structuur
Niet-permanente belasting: windbelasting, sneeuwbelasting, mensen, flexibele wanden, meubels, ….
→ De krachten kunnen alle richtingen uit en moeten verticaal naar beneden via funderingen worden
afgeleid. Draagstructuur = ruimtelijk stijf en draagkrachtig systeem
Opwaartse kracht is minstens even groot als neerwaartse kracht = kan even groot zijn of groter.
1.2. Vlakvormige structuurelementen
Een plaat
- Vlakvormig structuurelement
- Krachten werken loodrecht in op vlak (vloerplaat)
Een schijf
- Vlakvormig structuurelement
- Krachten werken in het vlak (dragende muur)
CLT
Hedendaagse techniek: CLT platen (Cross Laminated Timber)
- Opgebouwd uit planken
- Kruiselings op elkaar gelijmd
- Neemt trekkracht op → als balk fungeren
- Ecologische voordelen
1.3. Lijnvormige structuurelementen
Een balk
- Horizontaal
- Rechte lengteas belast door krachten, loodrecht op staafas
Een kolom
- Verticaal
- Rechte lengteas belast door krachten in staafrichting
In de prehistorie vs 2000
- Bouwkundige structuren gemaakt
- Verticale stenen met een horizontale plaat (dolmen, menhirs)
- Nu: prefab-gebouwen opgebouwd uit grote platen zowel horizontaal/verticaal geplaatst = ruimte
,1.4. Boogvormige structuurelementen
Een boog
- Gewelfde constructie = opening overspant
- Druk van last erboven opvangt en afleidt
- Boog belangrijk onderdeel
- Uit 1 geheel of meerdere wigvormige stenen/rechthoekige stenen met wigvormige voegen
Spatkrachten in constructie opvangen:
1. Oplegpunten met elkaar verbinden door een trekstaaf (staal) → horizontale krachten opvangt.
2. Dikke steenpunten, brede fundering plaatsen (romeinse aquaducten)
3. Minder spatkrachten moeten opvangen (gotische periode) = spitsbogen die op steunpunten met
pinakels verzwaard werd.
→ de krachten gaan op de boog komen recht naar beneden = steunpunten veel dunner gemaakt
worden.
1.5. Gewelf
- Doorsnee gebogen constructie die ruimte met rechthoekig plattegrond overdekt.
- Zijdelingse druk die gewelf uitoefent wordt, opgevangen door al dan niet verzwaarde muren.
,Een tonggewelf
- Gewelf dat over hele lengte dezelfde vorm heeft.
- Doorsnede = halve cirkel → gewelf = halve cilinder
Een kruisgewelf
- Kruising van 2 tonggewelven
- Assen loodrecht op elkaar
Een koepel
- Boog wentelt om een verticale as = koepel
- Spatkrachten moeten opgevangen worden = trekkers of ringbalk
Pantheon
- Nog steeds grootste koepel in gewapend beton
Grote diameter (43,3m) mogelijk te maken, enkele doordachte constructies:
1. Druk koepel opgevangen door zware muren, op sommige plaatsen 7m dik
2. Materiaal koepel = basis basalt (zwaar, druk vast) bovenaan uit puimsteen (licht vulkanische
gesteente)
3. Oculus voorkomt dat spanningen in koepel weggewerkt worden
4. Koepel bestaat uit cassettes = gewicht besparend
5. Koepel dunner naar boven toe
1.6. De soorten krachten die op een constructie inwerken
Een puntlast
- Een belasting die aangrijpt op constructiedeel, oppervlakte aangrijpingsvlak klein in verhouding tot
constructiedeel.
- Puntlast: aangrijpingspunt, richting en grootte.
- Belasting samengebundeld in 1 punt.
Voorbeelden puntlast:
1. Kolom op plaat
2. Persoon op vloer
3. Poten van magazijnstelling op voer van magazijn
Een eenparig verdeelde belasting
- Belasting gelijkmatig als balk verdeeld wordt over oppervlak
- Vergelijken met muur op funderingszool of vloerplaat op muur of balk
, 1.7. Spanningen in constructie
- Balk of plaat opgelegd op 2 steunpunten zal doorbuigen door eigen gewicht en externe belasting.
Trekspanning
- Balk doorbuigt zal onderaan lager worden = wordt er aan materiaal getrokken.
- Sommige materialen kunnen trekkrachten opvangen (staal, hout)
- Natuursteen, beton = niet geschikt om veel trekkrachten op te vangen (geen grote overspanningen
mogelijk)
- Oplossing beton = wapening onderaan balk plaatsen → wel grote trekkrachten opvangen.
Drukspanning
- Bovenaan balk = omgekeerde: balk wordt samengedrukt.
- Beton, natuursteen kunnen hoge drukkrachten weerstaan → geen wapening nodig.
- Praktijk: toch drukwapening maar veel kleinen sectie dan trekwapening.
- Overgang drukspanning naar trekspanning = geen normaalspanning (krachten lengterichting van
balk) = neutrale zone.
Schuifspanning
- Dwars op de balk = niet in lengterichting maar in breedte en hoogte van balk.
- Gevolg van vervorming van balk: bovenaan dikker/onderaan dunner.
- Dwarswapening = krachten opvangen.
Buigspanning
- Buiging spanning vergroot de afstand van de kracht tot steunpunten = afhankelijk van vorm van
balk (hoe hoger de balk, hoe lager de buigspanning).
Schematische voorstelling van balk op 2 steunpunten en in midden een
puntlast.
Eronder zie je schuifkrachten en daaronder de (buig)momentenlijn.
- Buigmoment = torsiekracht in materiaal
Voorbeeld: moment in de moer gelijk voor hand a en b: kracht b is de
helft, maar afstand is dubbel.
Hetzelfde bij een zwevende zitbank: hoe dieper de zitbank is, hoe
groter het moment is op hangbeugel bij eenzelfde belasting.
1. DRAAGSTRUCTUUR
Permanente belasting: krachten die op een gebouw inwerken zijn de optelsom van eigen gewicht van
de structuur
Niet-permanente belasting: windbelasting, sneeuwbelasting, mensen, flexibele wanden, meubels, ….
→ De krachten kunnen alle richtingen uit en moeten verticaal naar beneden via funderingen worden
afgeleid. Draagstructuur = ruimtelijk stijf en draagkrachtig systeem
Opwaartse kracht is minstens even groot als neerwaartse kracht = kan even groot zijn of groter.
1.2. Vlakvormige structuurelementen
Een plaat
- Vlakvormig structuurelement
- Krachten werken loodrecht in op vlak (vloerplaat)
Een schijf
- Vlakvormig structuurelement
- Krachten werken in het vlak (dragende muur)
CLT
Hedendaagse techniek: CLT platen (Cross Laminated Timber)
- Opgebouwd uit planken
- Kruiselings op elkaar gelijmd
- Neemt trekkracht op → als balk fungeren
- Ecologische voordelen
1.3. Lijnvormige structuurelementen
Een balk
- Horizontaal
- Rechte lengteas belast door krachten, loodrecht op staafas
Een kolom
- Verticaal
- Rechte lengteas belast door krachten in staafrichting
In de prehistorie vs 2000
- Bouwkundige structuren gemaakt
- Verticale stenen met een horizontale plaat (dolmen, menhirs)
- Nu: prefab-gebouwen opgebouwd uit grote platen zowel horizontaal/verticaal geplaatst = ruimte
,1.4. Boogvormige structuurelementen
Een boog
- Gewelfde constructie = opening overspant
- Druk van last erboven opvangt en afleidt
- Boog belangrijk onderdeel
- Uit 1 geheel of meerdere wigvormige stenen/rechthoekige stenen met wigvormige voegen
Spatkrachten in constructie opvangen:
1. Oplegpunten met elkaar verbinden door een trekstaaf (staal) → horizontale krachten opvangt.
2. Dikke steenpunten, brede fundering plaatsen (romeinse aquaducten)
3. Minder spatkrachten moeten opvangen (gotische periode) = spitsbogen die op steunpunten met
pinakels verzwaard werd.
→ de krachten gaan op de boog komen recht naar beneden = steunpunten veel dunner gemaakt
worden.
1.5. Gewelf
- Doorsnee gebogen constructie die ruimte met rechthoekig plattegrond overdekt.
- Zijdelingse druk die gewelf uitoefent wordt, opgevangen door al dan niet verzwaarde muren.
,Een tonggewelf
- Gewelf dat over hele lengte dezelfde vorm heeft.
- Doorsnede = halve cirkel → gewelf = halve cilinder
Een kruisgewelf
- Kruising van 2 tonggewelven
- Assen loodrecht op elkaar
Een koepel
- Boog wentelt om een verticale as = koepel
- Spatkrachten moeten opgevangen worden = trekkers of ringbalk
Pantheon
- Nog steeds grootste koepel in gewapend beton
Grote diameter (43,3m) mogelijk te maken, enkele doordachte constructies:
1. Druk koepel opgevangen door zware muren, op sommige plaatsen 7m dik
2. Materiaal koepel = basis basalt (zwaar, druk vast) bovenaan uit puimsteen (licht vulkanische
gesteente)
3. Oculus voorkomt dat spanningen in koepel weggewerkt worden
4. Koepel bestaat uit cassettes = gewicht besparend
5. Koepel dunner naar boven toe
1.6. De soorten krachten die op een constructie inwerken
Een puntlast
- Een belasting die aangrijpt op constructiedeel, oppervlakte aangrijpingsvlak klein in verhouding tot
constructiedeel.
- Puntlast: aangrijpingspunt, richting en grootte.
- Belasting samengebundeld in 1 punt.
Voorbeelden puntlast:
1. Kolom op plaat
2. Persoon op vloer
3. Poten van magazijnstelling op voer van magazijn
Een eenparig verdeelde belasting
- Belasting gelijkmatig als balk verdeeld wordt over oppervlak
- Vergelijken met muur op funderingszool of vloerplaat op muur of balk
, 1.7. Spanningen in constructie
- Balk of plaat opgelegd op 2 steunpunten zal doorbuigen door eigen gewicht en externe belasting.
Trekspanning
- Balk doorbuigt zal onderaan lager worden = wordt er aan materiaal getrokken.
- Sommige materialen kunnen trekkrachten opvangen (staal, hout)
- Natuursteen, beton = niet geschikt om veel trekkrachten op te vangen (geen grote overspanningen
mogelijk)
- Oplossing beton = wapening onderaan balk plaatsen → wel grote trekkrachten opvangen.
Drukspanning
- Bovenaan balk = omgekeerde: balk wordt samengedrukt.
- Beton, natuursteen kunnen hoge drukkrachten weerstaan → geen wapening nodig.
- Praktijk: toch drukwapening maar veel kleinen sectie dan trekwapening.
- Overgang drukspanning naar trekspanning = geen normaalspanning (krachten lengterichting van
balk) = neutrale zone.
Schuifspanning
- Dwars op de balk = niet in lengterichting maar in breedte en hoogte van balk.
- Gevolg van vervorming van balk: bovenaan dikker/onderaan dunner.
- Dwarswapening = krachten opvangen.
Buigspanning
- Buiging spanning vergroot de afstand van de kracht tot steunpunten = afhankelijk van vorm van
balk (hoe hoger de balk, hoe lager de buigspanning).
Schematische voorstelling van balk op 2 steunpunten en in midden een
puntlast.
Eronder zie je schuifkrachten en daaronder de (buig)momentenlijn.
- Buigmoment = torsiekracht in materiaal
Voorbeeld: moment in de moer gelijk voor hand a en b: kracht b is de
helft, maar afstand is dubbel.
Hetzelfde bij een zwevende zitbank: hoe dieper de zitbank is, hoe
groter het moment is op hangbeugel bij eenzelfde belasting.
