Basisprincipes Versie 2

book/basisprincipes/basisprincipes_intro.md

@@ -8,92 +8,11 @@ De onderdelen van een draagconstructie worden als geprefabriceerde elementen of
 
 Niet zelden zijn er grote kolomvrije ruimtes nodig, waarbij grote overspanningen onontbeerlijk zijn. Behalve aan uitzonderlijk transport van grote prefab constructieelementen, kunnen we dan ook denken aan het op de bouwplaats aan elkaar monteren van kleinere delen. Bij betonconstructie kunnen we denken aan in het werk gestort beton. De elementen daarvan, zoals de wapening en de betonspecie worden als ‘grondstoffen’ aangevoerd. Constructief gezien, is het verstandig om grote kolomvrije ruimten boven in het gebouw te ontwerpen, het liefst direct onder het dak. Daardoor kunnen de afmetingen van de draagconstructiedelen beperkt blijven, zie **figuur 1**. Er behoeven geen zware balken te worden toegepast om kolommen te ondersteunen. Nadeel is dat bij grote vergaderzalen er veel mensen naar boven moeten, wat ruime verkeersruimten en voldoende liften noodzakelijk maakt. We zullen hier dus een compromis moeten vinden.
 
-```{figure} C:\Users\minke\Downloads\Figuur 1 draagconstructie principe.jpg
+```{figure} Images/Figuur1draagconstructieprincipe.jpg
 ---
-height: 1073px
 name: draagconstructie principe
 ---
-**Figuur 1:** draagconstructie principe
+draagconstructie principe
 ```
 
-In **hoofdstuk 7.4.2** Voorbeeldberekeningen worden enkele algemene onderdelen voor het dimensioneren van een draagconstructie besproken. Daarbij wordt uitgegaan van een eenvoudig kantoorgebouw met een skeletconstructie. De te dimensioneren en te controleren ligger en kolom zijn genomen uit genoemd kantoorgebouw. Bij de uitkragende ligger wordt hierop voortgeborduurd. De vakwerkberekeningen maken geen deel uit van deze schematisering en zijn op zichzelf staande voorbeelden.
-
-## Materialisatie
-
-Voor de draagconstructie staan ons verschillende materialen ter beschikking. De meest gebruikelijke zijn baksteen, beton, staal en hout. Baksteen wordt vooral gebruikt voor wanden en staal voor kolommen en liggers Geprofileerde staalplaten worden veel gebruikt voor daken en gevels en staalplaatbetonvloeren. Beton en hout kunnen voor alle draagconstructie-elementen worden toegepast. Enkele minder gebruikte bouwmaterialen voor draagconstructies zijn natuursteen, aluminium, vezel versterkte kunststoffen en glas. Vooral met de laatste twee materialen wordt de laatste tijd veel geëxperimenteerd.
-
-Elk materiaal heeft zijn gunstige eigenschappen maar ook zijn beperkingen. Hout is een licht materiaal maar is meer dan staal en beton beperkt in zijn draagkracht. Het materiaal is onderhevig aan kruip en er zijn bovendien heel moeilijk momentvaste verbindingen mee te realiseren. Met beton en staal kunnen veel grotere afmetingen worden gerealiseerd en is ook de draagkracht groter. Met staal kunnen relatief gemakkelijk momentvaste verbindingen worden gemaakt, waardoor ook grotere uitkragingen mogelijk zijn. Beton is een relatief zwaar constructiemateriaal en heeft als vervelende eigenschap dat het, evenals hout, kruipt, waardoor grote vervormingen kunnen ontstaan.
-
-Hout wordt als zeer duurzaam gezien, duurzaam in de betekenis van weinig energie voor vervaardiging en gemakkelijk vervangbaar. Bij staal is dat minder. Wel is staal goed recyclebaar maar de fabricage kost veel energie, terwijl ook de winning van het ijzererts steeds meer energie zal gaan kosten. Desondanks kwam bij een onderzoek naar de duurzame bouw van een middelgroot kantoor een staalskelet met houten kanaalplaatvloeren als meest duurzame draag-constructie naar voren. Duurzaamheid hangt ook sterk af van het gebruik van de materialen. Bij bijvoorbeeld betonkern-activering kan ook een betonconstructie heel duurzaam zijn, eventueel in combinatie met gerecycled beton als grondstof voor de nieuwe betonconstructie.
-
-## Sterkte, stijfheid en stabiliteit
-
-Elke draagconstructie moet aan drie eisen voldoen: sterkte, stijfheid en stabiliteit. Dat betekent dat ze onder een bepaalde belasting (zie hoofdstuk 6 voor het bepalen van belastingen en belastingcombinaties) niet mag bezwijken, niet overdreven mag vervormen en niet mag omvallen. Alle belastingen, zowel verticaal als horizontaal, moeten daarbij via de draagconstructie naar de fundering geleid kunnen worden. Verticale belastingen zijn voornamelijk afkomstig van het gewicht van de gebruikte materialen en het gebruik. De belangrijkste horizontale belasting voor Nederland is wind. Ook aardbevingskrachten worden steeds minder zeldzaam, die komen hier niet aan bod.
-
-### Sterkte en stijfheid
-Het dimensioneren van constructie-elementen gebeurt in grote mate op basis van de eisen voor sterkte en stijfheid. De zwaarst belaste constructie-elementen zullen doorgaans maatgevend zijn en bepalen de afmetingen van de volledige draagconstructie. Zowel sterkte als stijfheid kunnen daarbij maatgevend zijn. Kolommen en wanden die hoofdzakelijk op druk worden belast, zullen eerst op sterkte falen. Bij vloerplaten zal dan weer vaak de stijfheid bepalend zijn. Uiteraard is het belangrijk altijd beide na te kijken. Hoofdstuk 3 toont enkele schattingsregels om tijdens het voorontwerp constructieelementen te dimensioneren. Hoofdstuk 7.4.2 toont aan de hand van voorbeeldberekeningen hoe je met eenvoudige formules constructie-elementen op sterkte en stijfheid kan controleren en dimensioneren. Als ontwerper heb je heel wat instrumenten in handen om de sterkte en stijfheid van een draagconstructie te verhogen. Je kiest de materialen, maar ook de afmetingen van de profielen. Een grotere doorsnede verlaagt bijvoorbeeld de normaalspanning in een kolom of trekstaaf. Een grotere profielhoogte zorgt dan weer voor een hoger oppervlaktemoment en dus een lagere buigspanning in bijvoorbeeld een ligger. Maar ook de overspanningslengte, de hart-op-hart afstand en het gewicht van een constructie spelen een belangrijke rol.
-
-### Stabiliteit
-Een draagconstructie kan zowel lokaal als globaal instabiel zijn. De meest voorkomende lokale instabiliteit is knik. Knik ontstaat wanneer elementen die worden onderworpen aan een hoge drukkracht plots uit het vlak gaan buigen. De verplaatsingen die daardoor ontstaan zijn vaak erg groot en hebben doorgaans gevolgen voor de stabiliteit van het volledige gebouw. Knik is voornamelijk een aandachtspunt in kolommen, drukstaven, dragende wanden en andere draagconstructie-elementen die voornamelijk op druk worden belast. Hoofdstuk 5 toont enkele veel voorkomende knikgevallen. Naast het nakijken van individuele elementen, is het ook belangrijk de horizontale stabiliteit van de volledige draagconstructie in orde te brengen. Horizontale belastingen zoals de windbelasting moeten, net als de verticale belasting, via de draagconstructie naar de fundering worden afgeleid. De constructie moet daarbij standzeker zijn. Algemeen maken we onderscheid tussen een geschoorde en ongeschoorde constructie. Een ongeschoorde constructie ontleent zijn stabiliteit aan de primaire constructie door moment- of buigvaste verbindingen (portalen). Bij een geschoorde constructie worden stabiliteitselementen zoals stabiliteitskruisen of schijven toegevoegd om de horizontale stabiliteit te verzekeren.
-
-```{figure} C:\Users\minke\Figuur 2 WVB.jpg
----
-height: 484px
-name: WVB
----
-**Figuur 2:** Windverband (wvb), windkruis, geschoord
-raamwerk. Vaak toegepast bij skeletbouw.
-```
-
-```{figure} C:\Users\minke\Figuur 3 Muren.jpg
----
-height: 527px
-name: muren
----
-**Figuur 3:** Schijf, wand, stabiliteitsmuur. Vaak
-toegepast in schijvenbouw. Vaak uitgevoerd in beton,
-metselwerk/kalkzandsteen, HSB.
-```
-
-```{figure} C:\Users\minke\Figuur 4 portaal.jpg
----
-height: 532px
-name: portaal
----
-**Figuur 4:** Portaal. Momentvaste verbinding tussen
-kolommen en ligger.
-```
-
-```{figure} C:\Users\minke\Figuur 5 portaal in fundering.jpg
----
-height: 554px
-name: portaal in fundering
----
-**Figuur 5:** Portaal. Momentvaste verbinding tussen
-kolommen en fundering.
-```
-
-Bij schijvenbouw zorgen de schijven doorgaans voor voldoende standzekerheid. Bij skeletbouw daarentegen moeten maatregelen worden genomen om de standzekerheid te verzekeren. Bij gebouwen met slechts enkele verdiepingen kunnen momentvaste verbindingen tussen de funderingsconstructie, de kolommen en de liggers worden toegepast. Bij toepassing van prefab betonnen kolommen kiest men gewoonlijk voor ingeklemde kolommen, momentvast verbonden met de fundering. Bij staalconstructies kiest men eerder voor momentvaste verbindingen tussen kolommen en liggers. Een voorbeeld daarvan zijn portalen. Wanneer de gebouwhoogte toeneemt, nemen ook de momenten in de verbindingen van een ongeschoorde constructie sterk toe. De constructie-elementen zullen dan erg zwaar uitgevoerd moeten worden om al te grote vervormingen te voorkomen. Daarom kiest men bij hogere gebouwen meestal voor geschoorde constructies. Schijven, schoren en stabiliteitskruisen zorgen dan voor de standzekerheid. Ook lift- en leidingschachten of wanden van trappenhuizen worden vaak als stabiliteitskernen gebruikt. Een stabiel gebouw met een geschoorde constructie moet aan de volgende regels voldoen:
-
-1. Vloeren en daken moeten (in het horizontale vlak) in principe als stijve of vormvaste constructies worden uitgevoerd.
-
-2. Er zijn per verdiepingsvloer en het dak minimaal drie verticale stabiliteitsvlakken nodig (schijven of diagonalen).
-
-3. Deze drie stabiliteitsvlakken mogen niet allemaal evenwijdig aan elkaar lopen en ook mogen de snijassen ervan niet samenvallen. (In de plattegrond gezien mogen de projectielijnen van de stabiliteitswanden niet door één punt gaan: rotatie-instabiliteit.)
-
-Hoe verder de snijassen uit elkaar liggen, hoe stijver de constructie is en des te kleiner de krachten in de stabiliteitselementen zijn. Bedenk ook dat stabiliteitselementen alleen krachten kunnen opnemen in hun vlak en niet loodrecht op het vlak! In de praktijk worden meestal minimaal vier stabiliteitswanden toegepast, zodat horizontale krachten in alle richtingen beter opgenomen kunnen worden. Als vuistregel geldt dat in een geschoorde constructie de totale lengte van de stabiliteitselementen in een bepaalde richting minimaal 1/5 bedraagt van de lengte van het gebouw in diezelfde richting.
-
-```{figure} C:\Users\minke\Figuur 6 horizontale stabiliteit.jpg
----
-height: 692px
-name: horizontale stabiliteit
----
-**Figuur 6:** Minimaal drie schijven of windverbanden zijn
-nodig om horizontale stabiliteit te verzorgen (niet
-evenwijdig en niet snijdend in hetzelfde punt).
-```
-
-## Een controleberekening uitvoeren
-Aan de hand van een controleberekening ga je na of een constructie-element de belasting die erop zal plaatsvinden kan dragen. Dit stroomschema toont de verschillende stappen die je daarvoor moet ondernemen. De gegevens die je daarvoor nodig hebt, zoals materiaaleigenschappen en vuistregels, kan je terugvinden in de verschillende hoofdstukken van dit vademecum.
-
-![Controleberekening](C:\Users\minke\Controleberekening uitvoeren.jpg)
+In **hoofdstuk 7.4.2** Voorbeeldberekeningen worden enkele algemene onderdelen voor het dimensioneren van een draagconstructie besproken. Daarbij wordt uitgegaan van een eenvoudig kantoorgebouw met een skeletconstructie. De te dimensioneren en te controleren ligger en kolom zijn genomen uit genoemd kantoorgebouw. Bij de uitkragende ligger wordt hierop voortgeborduurd. De vakwerkberekeningen maken geen deel uit van deze schematisering en zijn op zichzelf staande voorbeelden.

book/basisprincipes/controleberekening.md

@@ -1 +1,9 @@
-# Een controleberekening uitvoeren
+# Een controleberekening uitvoeren
+
+Aan de hand van een controleberekening ga je na of een constructie-element de belasting die erop zal plaatsvinden kan dragen. Dit stroomschema toont de verschillende stappen die je daarvoor moet ondernemen. De gegevens die je daarvoor nodig hebt, zoals materiaaleigenschappen en vuistregels, kan je terugvinden in de verschillende hoofdstukken van dit vademecum.
+
+```{figure} Images/Controleberekeninguitvoering.jpg
+---
+name: Controleberekening
+---
+```

book/basisprincipes/materialisatie.md

@@ -1 +1,7 @@
-# Materialisatie
+# Materialisatie
+
+Voor de draagconstructie staan ons verschillende materialen ter beschikking. De meest gebruikelijke zijn baksteen, beton, staal en hout. Baksteen wordt vooral gebruikt voor wanden en staal voor kolommen en liggers Geprofileerde staalplaten worden veel gebruikt voor daken en gevels en staalplaatbetonvloeren. Beton en hout kunnen voor alle draagconstructie-elementen worden toegepast. Enkele minder gebruikte bouwmaterialen voor draagconstructies zijn natuursteen, aluminium, vezel versterkte kunststoffen en glas. Vooral met de laatste twee materialen wordt de laatste tijd veel geëxperimenteerd.
+
+Elk materiaal heeft zijn gunstige eigenschappen maar ook zijn beperkingen. Hout is een licht materiaal maar is meer dan staal en beton beperkt in zijn draagkracht. Het materiaal is onderhevig aan kruip en er zijn bovendien heel moeilijk momentvaste verbindingen mee te realiseren. Met beton en staal kunnen veel grotere afmetingen worden gerealiseerd en is ook de draagkracht groter. Met staal kunnen relatief gemakkelijk momentvaste verbindingen worden gemaakt, waardoor ook grotere uitkragingen mogelijk zijn. Beton is een relatief zwaar constructiemateriaal en heeft als vervelende eigenschap dat het, evenals hout, kruipt, waardoor grote vervormingen kunnen ontstaan.
+
+Hout wordt als zeer duurzaam gezien, duurzaam in de betekenis van weinig energie voor vervaardiging en gemakkelijk vervangbaar. Bij staal is dat minder. Wel is staal goed recyclebaar maar de fabricage kost veel energie, terwijl ook de winning van het ijzererts steeds meer energie zal gaan kosten. Desondanks kwam bij een onderzoek naar de duurzame bouw van een middelgroot kantoor een staalskelet met houten kanaalplaatvloeren als meest duurzame draag-constructie naar voren. Duurzaamheid hangt ook sterk af van het gebruik van de materialen. Bij bijvoorbeeld betonkern-activering kan ook een betonconstructie heel duurzaam zijn, eventueel in combinatie met gerecycled beton als grondstof voor de nieuwe betonconstructie.