Constructie
Even verkennen
Geen vermelding van schaal: van meubels over ruimtes tot gebouwen tot landschap tot stad
tot …
Ganse levensduur: gedurende het ganse proces: tijdens het ontwerp, tijdens bouwproces,
tijdens het gebruik, maar ook daarna (life cycle managment, cradle to cradle, …)
Wat is constructie?
Constructie= alle materialen, elementen en structuren die ervoor zorgen dat het geheel de
krachten die erop inwerken kan weerstaan; en dit bij de ontwerpfase, over de
uitvoeringsfase, tot de gehele levensduur van de structuur, het element of het materiaal.
Materiaal
= een verzameling van eigenschappen
Fysische eigenschappen: sterkte, stijfheid, eigengewicht, isolatiewaarde, …
Esthetische eigenschappen: kleur, textuur, transparantie, reflectiegraad, …
Duurzaamheid en ecologie
Soorten materialen:
Hout: natuurlijk bouwmateriaal voor zowel constructieve als afwerkingstoepassingen
Natuursteen: natuurlijk bouwmateriaal voor allerlei toepassingen
Baksteen: gedroogde gebakken klei, bouwmateriaal sinds ca. 3000 v.C.
Beton: kunstmatig steenachtig bouwmateriaal, bestaande uit cement, water, zand, grind
Glas: kunstmatig transparant materiaal, hoofdzakelijk bestaande uit silica
Staal: legering van ijzer en een beperkt percentage koolstof
Richard Serra
Element
=materialen in een vorm= materialen met dimensies, afmetingen; eigenschappen in een vorm
Balken of liggers: horizontale, ééndimensionale slanke constructie-elementen; veelal in
hout, staal of (gewapend) beton
Kolommen: verticale eendimensionale slanke constructie-elementen; veelal in hout, staal of
(gewapend) beton
o Bv. Griekse zuilen: Dorisch, ionisch, Korintisch
Platen: horizontale tweedimensionale, vlakke, constructie elementen
o Bv. Sandwichpanelen
Wanden: verticale, tweedimensionale, vlakke constructie-elementen
o Bv. Stalen wanden
Elementen 1D 2D
Horizontaal Balk Plaat
Verticaal Kolom Wand
1D: 1 van de afmetingen is veel groter ten opzichte van de andere afmetingen
2D: 1 van de afmetingen is veel kleinere ten opzichte van de andere afmetingen
, 3D: meerdere elementen samen, elementen die verbonden worden, vormen structuren
4D:
o Tijd: constructie bekijken over ganse levensduur
o Vergelijk: cradle to cradle, life cycle management
Let op: elementen definiëren als samenstellende delen van een constructie, dan is er de
facto een 5de soort van element --> de verbindingen
Structuur
= een configuratie van verschillende elementen tezamen; een samenstelling van elementen die aan
elkaar gekoppeld worden met verbindingen
Massieve structuren
Massieve houten structuur:
Peter Zumthor, Leis House
José Zanine Caldas
Massieve steense structuur:
Leeuwenpoort, Mycene, Griekenland ca. 1250 v.C. “Cyclopische muren”
Caruso St. John Architects, Brick house, Londen
Juliaan Lampens, Huis Vanwassenhove
Stefan Zwicky, Concrete Chair – naar Le Corbusiers LC2
Skeletstructuren
Houten skeletstructuren:
Works Partnership Architecture, Portland Office Building, 2015
Gerrit Rietveld, Red&Blue Chair, 1917
Betonnen skeletstructuur:
De Vylder Vinck Tailleu, Huis Bernheimbeuk, 2011
Le Corbusier, Maison Domino, 1914
Stalen skeletstructuur:
Ludwig Mies van der Rohe, Fransworth House, 1945-1951
Muller van Severen, “Installation”, 2012
Gemengde structuur:
Philip Johnson, Ludwig Mies van der Rohe, Seagram Building, 1958
Massieve + skeletelementen
De betonnen kern wordt gebruik om laterale stijfheid te verzekeren; de skeletstructuur
wordt gebruikt om een lichtere structuur te kunnen maken
Elementen Onderscheid naar functie
Dragende elementen Dragen de krachten & lasten over; zorgen voor sterkte stijfheid en
stabiliteit
Alle dragende of structurele elementen samen vormen de
draagstructuur
Scheidende elementen Zorgen voor afscheiding van ruimtes, functies, (klimatologische)
omstandigheden, …
, Structuren Definitie in functie van elementen
Massieve structuren Dragende elementen en scheidende elementen zijn dezelfde
Skeletstructuren Dragende elementen en scheidende elementen zijn verschillende
elementen
Gemengde structuren Combinatie van massief en skelet
Structuren Definitie in functie van krachten
Massieve structuren Krachten worden overgedragen over de ganse structuur
Skeletstructuren Krachten worden slechts overgedragen over enkele punten in de
structuur
Bv. Kolommen en balken
Gemengde structuren Combinatie van massief en skelet
Over krachten
Doelstelling van constructies: krachten weerstaan
3 keer S: vormen van weerstand tegen inbuigende krachten
Sterkte
=weerstand tegen doorbuiging (element-niveau)
Weerstand tegen doorbuiging is een kwestie van materiaal en element
Stijfheid
= weerstand tegen vervorming (materiaal-niveau)
Trekproef: 3 manieren van reageren
1. Brosse breuk
2. Plastische vervorming
3. Duktiele breuk
Spanning-Rek –diagram:
Resultaten van trekproef worden in diagram weergegeven: vervorming uitgezet ten opzichte
van de spanning
o Bezwijklast: van elastisch naar plastisch
Spanning-rek-diagram vertelt ons hoe een materiaal zal reageren op belasting, welke
vervorming er zal optreden, hoeveel vervorming en wanneer het materiaal zal falen
Stabiliteit
=weerstand tegen beweging (structuur-niveau)
Instabiele structuur zal onder invloed van belasting gaan bewegen
Stabiliteit heeft te maken met de ganse structuur: gebruikte elementen, verbindingen,
materialen
Kruisverbanden zorgen voor laterale stabiliteit
o Bv. Wind bepalende factor bij skeletstructuur
Gemengde structuren: massieve elementen zorgen voor laterale stabiliteit
Voorbeeld: Tacoma Narrows Bridge
, De specificiteit van de windbelasting bracht de brug in beweging; de materiaalkeuze en
beperkte evenwicht maakten het onmogelijk om de beweging te dempen
Krachten in constructies
Wetten van Newton:
1ste wet: traagheidswet= een voorwerp waarop geen kracht inwerkt, is in rust of beweegt
zich met een constante snelheid voort
2de wet: kracht veranderd de snelheid= de verandering van beweging is rechtevenredig met
de inwerkende kracht en volgt de rechte lijn waarin de kracht werkt
Kracht heeft een grootte en richting en beiden hebben invloed op de verandering van
beweging
o F= m x a (kracht= massa x versnelling) --> eenheid: newton: 1N= 1kg x m/s 2
o Zwaartekracht: FZ= m x g (kracht= massa x valversnelling) --> g= 9,81m/s 2
o FZ= 9,81 x m= ± 10 x m --> dus 1kg= ± 10N
o Massa (kg) is een eigenschap van materie en gewicht (N) is een maat voor de
aantrekking van de massa
3de wet: actie en reactie= als een voorwerp A een kracht uitoefent op een voorwerp B
(actie), gaat deze gepaard met een even grote maar tegengestelde kracht B op A (reactie)
Externe krachten of lasten: krachten uitwendig aan de structuur
Gebruikslasten of veranderlijke lasten: alle inwerkende krachten bij gebruik
o Mensen, meubels, installaties, machines, …
o Weersbelasting: regen, wind, sneeuw, …
Dode lasten of eigengewicht: het gewicht van de ganse constructie onderhevig aan de
zwaartekracht
Lastendaling: lasten laten dalen beginnen bij bovenste deel van constructie, want alle lagen
daaronder dragen de last van de lagen op hen
Eurocodes= Europese normen
Interne krachten: reactiekrachten, reacties in de structuur/ elementen/ materiaal op de uitwendige
krachten
Soorten krachten:
Puntlast= de kracht werkt op het element in op 1 punt
Bv. Kolom is puntlast op vloer
Verdeelde last= de kracht werkt op het element in over een zekere lengte
Wand op vloerplaat
Koppel= samenstel van 2 even grote krachten maar tegengestelde krachten waarvan de
werklijnen niet samenvallen. Geeft aanleiding tot rotatie
Bv. Ketting van fiets
Krachten ten opzichte van het element:
Normaalkracht (Fn)= kracht die inwerkt volgens de as van een element
o Geeft aanleiding tot trek en/of druk
Dwarskracht (Fd)= kracht die inwerkt op de as van een element
o Geeft aanleiding tot afschuiving
