Inleiding_tot_bouwtechnisch_ontwerpen_-_BTO

Examenvragen BTO
1. Wat is het verschil tussen gewapend, voor- en nagespannen beton?
Voorgespannen beton is een uitbreiding van gewapend beton op gebied
van grotere overspanningen. In die zin worden betonconstructies soms
economische dan staalconstructies.
Voorgespannen beton
Gewapend beton
+ hoogwaardigere materialen
- minder hoogw.
- duurder
+ goedkoper
- hoogwaardige technologie
+ minder hoogw.
+ volledige betonsnede benut
- niet benut
+ lichtere, esthetische elementen (belangrijk bij grote - zwaarder
overspanningen  eigengewicht)
+ niet gescheurd dus staal beter beschermd
- wel gescheurd
+ vloeistofdichter
- minder
+ kabelverloop kan beter gekozen worden
+ ook ter plaatse
+ dwarskrachtsterkte is groter (door ingevoerde
- minder groot
drukspanningen en gunstig inwerkende
krachtcomponenten)
+ proefbelasting dus intrinsiek veiliger
- onzeker
Voorgespannen beton
in bekisting dunnere staaldraden die
al onder trekspanning staan.
Betonspecie gestort en verhard. Dan
de
bekisting
en
spankracht
weghalen en uiteinden afknippen.
 permanente drukspanning
Nagespannen beton
in betonbalk uitgespaard kanaal.
Hierin een stalen staaf zoals een
lange bout. Op het draadeinde
wordt deze vast aangedraaid.
Specifieker per gebouw.
 constant blijvende drukkracht F
2. De opbouw van een plat dak moet thermische isolatie en vochtdiffusie
erin bevatten. Bespreek.
De helling van een plat dak moet altijd iets groter zijn dan de verwachte
buiging opdat het water dat neervalt zou kunnen wegvloeien. Het heeft een
kuipvorm met hellingen naar een wegvloeipunt. Het plat dak wordt
afgeschermd door een membraan/folie. Deze folie moet tegen UV-licht
bestand zijn en waterdicht in alle omstandigheden. De thermische uitzetting
kan best gebeuren in dikte want uitzetting in de lengte zou voor spanningen
zorgen. Daarom kiest men voor een soepelere folie. Deze folie moet perfect
dicht zijn en langs alle kanten overlappen. De soepele folie geeft geen
ondersteuning en wapening is dus nodig.
De bovenste laag is niet damp-open waardoor het vocht niet meer wegkan.
Daarom is er nood aan een 100% dicht dampscherm vanbinnen. Dit zorgt
ervoor dat er zeker geen water aan de isolatie komt.
Jozefien De Smet 2015-2016
3. Geef de structurele opbouw van een plat dak.
Dakbedekking:
Dakdichting in helling naar een afvoerpunt om oneffenheden weg te werken,
te overlappen in de dichtingen en de doorbuiging van de structuur te
compenseren. De kuipvormige plaatsing heeft aan de randen een opstand
om water te dwingen af te voeren naar de daarvoor geschikte afvoerput.
De gewenste vorm van de dakdichting(sfolie) wordt gerealiseerd in de
ruwbouw. Daarop wordt de dichting bevestigd (mechanisch of gekleefd).
De regenwaterafvoerpijp wordt aangesloten op de dakdichtingsfolies door
het inkleven van een tapbuis die voldoende overlapt met de afvoerpijp.
Concept van een warm dak: op de bebording wordt een dampscherm
geplaatst, daarop de isolatie en daarop de dakdichting.
Dakrand afwerking moet gesteund worden en afgedekt worden met een
dichtingslaag of met een dakrandprofiel dat waterdicht wordt
aaneengesloten met dakdichtingslagen.
Alle verdere aansluitingen om het water af te voeren naar buiten of naar het
afvoerpunt.
Structuur:
De dragende structuur kan bestaan uit een balkenlaag. Meteen al in helling
geplaatst en met een tegen helling om het water af te voeren. Deze balken
zijn langsheen de hoofdplanken geplaatst en bevestigd. De dragende
balken moeten gesteund worden vb door een dubbele balk (dimensioneren
in functie van belasting).
De structuur van het dak draagt op de houten keperwand en is aan beide
zijden afgewerkt met tussen de kepers isolatie.
Afwerking:
Uitnivellering van plafond met latten langsheen de dragende balken.
Winddichtingsfolie en latten voor de elektrospouw.
Afsluiting tussen binnen en buiten: luchtdichting en thermische isolatie.
Plafondafwerking met vb pleisterwerk op een pleisterdrager.
Aaneensluiting van de afwerkingen.
4. Geef de opbouw van een hellend dak.
Een dak heeft enkele functies, elke laag krijgt een of meer functies
toegewezen. Deze zijn bescherming (zon, regen en wind), isolatie (warm
binnen en koud buiten) en geluidsisolatie.
Dakbedekking:
Om regen snel te laten wegvloeien wil men zo steil mogelijk, om de
dakpannen op het dak te houden moet men dus minder steil bouwen. Deze
factoren spreken elkaar tegen dus men zoekt een middenweg.
In Vlaanderen worden heel veel dakpannen gebruikt (overvloed aan klei).
Vroeger waren er links en rechts opgelegde dakpannen, afhankelijk van de
overheersende windrichting. Nu zijn er alleen rechts opgelegde dakpannen
omdat de zijsluiting toch voldoende dicht is. Ook leien zijn gebruikelijk deze
Jozefien De Smet 2015-2016
liggen over elkaar ipv. in elkaar te haken zoals dakpannen. Leien zijn
vastgenageld aan de pannenlatten en dakpannen haken eraan.
Structuur:
De volgorde is altijd structuur – windscherm – isolatie - regenscherm.
Bovenaan liggen dakpannen op pannenlatten, dan liggen tengellatten,
onderdak, kepers met isolatie, windscherm, latten voor elektrospouw en
bepleistering. De onderste dakpan heeft geen tegengewicht en steunt dus
op een dubbele panlat om dezelfde hoek te behouden.
Het onderdak heeft als functie het regenwater opvangen dat toch door het
regenscherm gesijpeld zou zijn. Het is tegelijk ook een ventilatieruimte en
drogen de dakpannen sneller. De goot moet dus met het onderdak
verbonden zijn zodat al het water zowel van dakpannen als onderdak in de
goot beland. De goot mag ook niet te laag liggen zodat het water erover
gaat maar ook niet te hoog want moet in contact met onderdak staan. Op
de 30 cm is er een haak om de goot te ondersteunen. De bevestiging moet
rekening houden met uitzetting/inkrimping. De goot is meestal in zink of koper
omdat deze materialen plooibaar en soldeerbaar zijn.
Aansluiting op de muur:
De balken moeten steunen op de muur. Men gaat deze verankeren in de
betonnen ringbalk. De aansluiting moet uitgezocht worden tov het gebouw
er bestaat namelijk geen universele manier.
5. Wat is een vakwerkligger?
Een vakwerkligger bestaat uit staven die twee flenzen met elkaar verbinden.
Bij een ligger op twee steunpunten heb je onderaan een trekzone en
bovenaan een drukzone, bij een vakwerkligger treed bij de heft druk op en
bij de andere helft trek. Om geen buigmomenten op te nemen grijpt de
belasting alleen aan in de knooppunten.
6. Ideale boog. Leg uit.
Een ideale boog is een boog waarin geen buigspanning optreedt. Zoals een
kabel die doorhangt door zijn eigen gewicht en dus de vorm aanneemt van
een kettinglijn. Kabels kunnen enkel trekspanning opnemen, terwijl in een
ideale boog enkel drukspanning is. We draaien de kettinglijn om en
gebruiken een materiaal dat druk opneemt vb. Steen. De ideale boog valt
samen met zijn momentlijn. Een ideale boog kan eigenlijk niet want zou maar
even dik zijn als een lijn. Dus de boog zou zich moeten aanpassen om in
evenwicht te kunnen blijven maar dat kan niet.
De boog zal wel buigspanning hebben maar deze blijven beperkt omdat
horizontale reactiekrachten het buigend moment onder invloed van de
belasting tegenwerken.
Jozefien De Smet 2015-2016
7. Wat is een wringmoment?
Het moment dat wringing veroorzaakt. Dit is het moment dat optreedt in het
vlak. Het zorgt voor de vervorming van het vlak en de parallelle secties zullen
tov. elkaar roteren.
De uitwendige belastingen willen een segment van het lichaam tov. Een
ander segment van het lichaam laten draaien.
8. Wat zijn dwarskrachten?
De tegenkracht van het moment (anders geen evenwicht). De uitwendige
belasting die 2 segmenten van het lichaam over elkaar heen wil schuiven.
9. Verklaar het sprongetje in het temperatuursverloop vlak voor de wand
bij warmtetransfer.
Warmte zal zich ten gevolge van thermische geleiding van materialen
verplaatsen van warm naar koud. Het materiaal waardoor de warmte heen
moet biedt weerstand waardoor de temperatuur daalt. Maar de
warmtestroom ondervindt ook een weerstand bij de overgang van lucht op
materiaal. Dit is het sprongetje. De weerstand is nagenoeg onafhankelijk van
het toegepaste materiaalsoort.
10. Bespreek een plaat die in twee richtingen draagt.
De belasting op een vierkante plaat zal gelijkmatig verdeeld worden in de
twee richtingen. De plaat zal dus ook doorbuigen in twee richtingen en de
hoeken komen naar boven. Daarom wordt er extra sterke wapening in de
hoeken gestoken.
2
2
De krachtverhouding p l =p l betekend dat de kortste afstand de grootste
kracht draagt. Het buigend moment in de kortste zijde moet het grootste zijn.
11. Wat zijn de materiaaleigenschappen van hout en hoe worden ze
toegepast?
Hout neemt water op en zet bijgevolg uit. In de richting parallel met de
vezelrichting zet slechts 0,1% uit, de loodrechte richting 5%. Bovendien trekt
tangentiaal gesneden hout krom. Radiaal gesneden hout zal niet
kromtrekken.
De celwanden gaan water opnemen en aangezien dit voor sterkte zorgt zal
het hout zijn sterkte verliezen. Vanaf 30% water kan de sterkte niet meer
dalen, dit is de kritische hoeveelheid water.
De hardheid van het hout is beter dan die van staal want de verhouding tot
het gewicht is het sterkste.
In hout kunnen zich schimmels vormen, en leeft max 25jaar.
Jozefien De Smet 2015-2016
12. Verschil platte en steile boog?
Platte boog kan minder belasting aan als er geen trekkrachten mogen
opnemen en heeft meer spatkrachten dan een steile boog.
13. Wat gebeurt er met absolute en relatieve vochtigheid als het verhit?
De absolute vochtigheid zal stijgen  lucht kan meer water bevatten.
De relatieve vochtigheid zal dalen  lucht kan meer waterdamp bevatten
dus zelfde hoeveelheid zorgt voor lager percentage.
14. Welke ligger is het meest stijf? Een I-ligger of een volle ligger?
Een I-ligger met evenveel materiaal is sterker. Materiaal naar de uiterste vezel
brengen dus de inwendige hefboomsarm is groter. Bij volle ligger grijpen trek
en drukkrachten aan op 2/3 van neutrale vezel, bij I-ligger grijpen ze aan in
flenzen. Afstand trek en druk is dus groter, koppel is groter en balk kan
buigmoment M beter weerstaan.
Een I-ligger met dezelfde afmetingen (omschreven rechthoek) is zwakker
want er is materiaal weggenomen. Materiaal naar uiterste vezel brengen dus
… koppel is groter en dus kan de balk beter weerstaan aan het buigend
moment M.
15. Wat is een essentiële eigenschap van steenachtige materialen en hoe
uit zich dat in gebruik? Vgl. Met gewapend beton.
Steen is zeer goed in druk maar niet in trek. Het zal scheuren vertonen aan de
onderkant. Bij beton is dit ook zo maar het staal gaat deze scheuring tegen.
We kunnen dit oplossen bij bakstenen door staltonlateien, deze hebben een
uitsparing waar men staal door steekt en dan onder spanning brengt. De
gleuven worden dan opgevuld met beton. Zo heb je een voorgespannen
baksteenbalk (vb boven raam of deur). Maar men kan ook gewoon een
gewapend betonnen balk gebruiken.
16. Bespreek spannings en vervormings diagram.
Diagram van staal:
Fase 1: lineair elastische fase
Rechte lijn met helling E
Tot elastische limiet
Fase 2: plastische fase
Tot vloeigrens vindt plaats op het buigpunt
Fase 3: verharding van de rek
Tot spanningsgraad piek bereikt: maximale sterkte
Fase 4: bezwijkfase
Tot breukspanning of breukrek
Jozefien De Smet 2015-2016
 spanning-rek diagram
Als een materiaal in de eerste
fase breekt is het bros.
Als een materiaal (vb staal)
eerst vervormt en dan breekt
is het ductiel.
17. Wat is een windverband? Geef 5 methodes.
Een stabiliteitsverband is een deel van een constructie die horizontale
belastingen op een bouwwerk overbrengt naar de funderingen. Meestal
gaat het hier om windbelastingen.
Vb. (langswand) Door een serie portaalspanten; twee eindportalen en een
massief stijf dak; twee portalen en windverbanden in het dakvlak.
Vb. (kopwand) Dor portaalspanten in de langsrichting en een massief stijf
dak; langswanden en windverbanden in het dakvlak.
18. Wat zijn de verschillende eisen waaraan een constructie moet
voldoen?
Sterkte
Stijfheid = strengste voorwaarde
Stabiliteit = belangrijkste voorwaarde
Opgelet we spreken pas van sterk / stijf als iets stabiel is.
19. Bespreek het probleem van instabiliteit bij kolommen. (wat, oorzaak,
voorkomen)
Wat? Bij kolommen is er knikgevaar als de lengte groot is tov. de
dwarsdoorsnede. Om knikken te voorkomen, moet de drukspanning in de
kolom onder de toelaatbare knikspanning blijven. Dit kan door minder druk,
minder hoog of grotere doorsnede. Knikspanning afhankelijk van de
slankheid lambda.
Voorkomen kan ook door voorspanning.
Kolommen kunnen ook excentrisch belast worden, hierdoor ontstaat een
centrische belasting maar ook een buigend moment M. Hoe groter de
excentriciteit, hoe groter het moment. Bij centrische belasting wordt het
moment dus 0.
Jozefien De Smet 2015-2016
20. Bespreek paddenstoelvloeren.
Een paddenstoelvloer draagt rechtstreeks op kolommen (ipv op een muur).
De dwarskracht is gevaarlijk voor het doorpolsen (kolom schiet door de vloer).
De kracht is eigenlijk schuifspanning die optreedt in de verbinding tussen
kolom en vloer. De oppervlakte speelt een belangrijke rol. Hoe groter de
omtrek van de kolom en hoe dikker de plaat, hoe groter de opp is waar de
dwarskracht op werkt  een bredere momentarm. Er wordt dus beter een
brede kolomkop voorzien (druk verdeeld en spanning kleiner).
21. Wat is het belang van schuifspanning in een ligger?
Je wilt genoeg schuifspanning in je materiaal, anders zal het totaal zich
gedragen als verschillende planken op elkaar. Verschillende planken op
elkaar zijn minder sterk dan planken die aan elkaar vast hangen.
22. Wat is de basis van krachtoverdracht in gewapend beton?
Bij het belasten van een ligger in gewapend beton ontstaan twee zones.
Bovenaan de drukzone en onderaan de trekzone.
Beton is in die trekzone voorzien van wapeningsstaal (die wel goed is in trek)
aangezien beton niet goed is in trek. (anders optrede scheuren)
Beton brengt de drukspanningen over via het aggregaat (zand en grind)
waarbij het cement enkel fungeert als bindmiddel tussen het aggregaat. Het
cement is dus veel elastischer dan het aggregaat waardoor het aggregaat
voor sterkte en stijfheid van het beton zorgt.
23. Leg uit wat een koudebrug is en geef de gevolgen.
Koudebruggen bekom je wanneer een bouwonderdeel van de woning niets
geïsoleerd is zodat de binnenwarmte makkelijk kan ontsnappen. Het
bouwonderdeel slaat dus een brug tussen de koude buitenruimte en de
warme binnenruimte.
Gevolgen: warmteverlies (warmte gaat naar buiten en koude komt binnen)
Condensvorming als opp temperatuur muur daalt onder 14°C
Vorstschade
24. Wat is een buigend moment?
Het buigend moment is het moment van de homogene doorsnede dat
weerstand biedt tegen de vervorming ten gevolge van belasting.
Het mechanisme van doorbuiging is dus afhankelijk van de oplegreacties en
deze van de belasting. De vezels aan de onderkant van de balk geven
weerstand tegen het buigend moment M. Wanneer deze vezels niet sterk
genoeg zijn of de kracht F te groot, treden scheuren op. Er waren dus niet
voldoende vezels aanwezig om F te weerstaan.
Jozefien De Smet 2015-2016
25. Heeft het zin om wapening te steken in de drukzone van een
betonbalk?
 staal heeft beter treksterkte dan beton maar ook 19x beter druksterkte
 werkt tegen schuifspanningen en heeft een grotere elasticiteitscoëfficiënt
Wanneer betonnen ligger buigt, dwingt hij in trekzone tot uitrekken, en
in drukzone tot samendrukken. Maar door de grotere E zal er dus meer
spanning zijn en bekomen we sneller een evenwicht.
 staal kan een hogere drukspanning aan
26. Verklaar de witte wolk uit de vriezer wanneer je die opentrekt op een
warme dag.
In de vriezer heerst een lagere temperatuur en dus een lagere druk. Wanneer
je deze open doet, wordt er lucht van buiten naar binnen gezogen, deze
luchtstroom koelt af en de koude lucht kan minder waterdamp opnemen.
Dus het teveel aan waterdamp condenseert in witte mist.
27. Geef het verschil in traagheidsmoment en buigend moment tussen een
T-ligger en een omgekeerde T-ligger.
Het traagheidsmoment en buigend moment zijn in beide gevallen gelijk.
Een rechtopstaande T heeft echter een kleiner risico op laterale knik, want
groter opp bovenaan waardoor druk meer verdeeld is.
28. Bespreek verschil tussen een schuin en een horizontaal opgelegde
balk.
De momentlijn zal dezelfde vorm hebben, maar bij een schuine ligger zal het
maximale moment wel iets kleiner zijn. Want als men de verticale kracht
opdeelt in een component loodrecht op de ligger die een in vloed heeft op
het moment en een parallel met de ligger waarvan de momentarm 0 is. Het
nieuw opgewekte moment is dus kleiner dan het oorspronkelijke moment.
29. Wat is een bouwknoop?
Bouwknopen zijn gewoon knooppunten waar verschillende elementen
samenkomen. Het vermijden van koude bruggen en het aansluiten van
verschillende materialen zijn enkele aspecten.
Jozefien De Smet 2015-2016
30. Polymeren.
Polymeren zijn lange ketens van organische moleculen die via industriële en
chemische processen worden gemaakt. Vb. Damscherm, waterdichte
coating, isolatiematerialen…
31. Glas
Proces: 1 selectie materiaal en mengen, 2 smelten, 3 vormen en 4 annealing
(traag afkoelen). Dit laatste is vooral om spanningen in het glas te reduceren.
32. Verschillende soorten sollicitaties.
Sollicitatie door vervorming komt er zonder dat een uitwendige kracht is
opgelegd aan de structuur en dus veroorzaakt wordt door inwendige
krachten. Vb temperatuur.
Sollicitatie door krachtwerking vergt een uitwendige kracht. Vb wind.
S van vervorming zou soms een gevolg kunnen zijn van S door krachtwerking
wanneer de structuur erdoor vervormd.
33. Verschil kerperspanten daken en gordingen daken?
Bij keperspanten daken worden alle belastingen via de spanten naar de
muurplaat overgebracht en er zijn geen tussenstructuren nodig.
Bij gordingen daken gebruikt men vaak gordingen die bevestigd worden in e
zijmuren en evenwijdig aan de dakgoot. Hier wordt de belasting van de
kepers naar de gordingen overgebracht die deze dan overbrengen
gedeeltelijk naar de zijmuren en naar de muurplaat.
34. Warmtegeleidingcoëfficiënt?
Het is een materiaalconstante die aangeeft hoe goed het materiaal warmte
geleid. (Lambda)
Het is afhankelijk van de temperatuur, dichtheid en het vochtgehalte.
Jozefien De Smet 2015-2016
Examenvragen deel 2
35. Werk uit: de krachten en momenten inwerkend op een plaat opgelegd
op 4 muren.
Voorwaarde: plaat mag niet te smal zijn.
Waarom komen de hoeken naar omhoog? De lading veroorzaakt
doorbuiging in het midden dus komen de hoeken naar omhoog.
Een 2-weg plaat is een vlak overspannen in 2 richtingen en reagerend in
buiging. Dit is pas geldig als de vorm van het overspannen gebied ruwweg
regelmatig is. De last op de plaats verspreidt min of meer gelijk tussen de 4
orthogonale richtingen.
Waar
zou
de
wapening
het
best
zitten?
De meest stijve (minst vervormbare) pakt de meeste kracht op (dus verticaal
hier). Maar de wapening moet in beide richtingen zitten en in de hoeken
moet bovenwapening komen.
36. Werk de overdacht van krachten in gewapend beton uit.
Gewone betonnen plaat zonder wapening: kan geen trek weerstaan.
Daarom nood aan materiaal die trekspanning kan opnemen: gewapend
beton. Staal bevindt zich in de trekzone en neemt dus alle trekspanningen
op. Staal en beton hebben dezelfde eigenschappen maar hun E-grens is
anders.
37. Traagheidsmoment wat is het en waarvoor karakteristiek en toepassen
op een ligger.
Materie naar de uiterste vezel brengen.
Wat? Traagheidsmoment = de verdeling van de materie t.o.v. de neutrale as.
Karakteristiek? Voor de stijfheid; hoe groter traagheidsmoment, hoe stijver
Ligger: Hoe verder materiaal van de neutrale as  hoe groter de krachtarm
van het inwendig koppel  hoe stijver  hoe groter buigmoment
Jozefien De Smet 2015-2016
38. Vakwerk
Wat? Dit is een constructie waar alle staven driehoeken vormen en
scharnierend verbonden zijn (geen schuifkrachten en geen buigende
momenten in de balken).
Voordeel? Met weinig materiaal bekomt men een grote constructieve
hoogte. (regel 1 materiaal naar uiterste vezel)
Verschil in vakwerk in staal of hout? Verschil in materiaaleigenschappen. Staal
heeft hoge treksterkte maar bij druk gevaar voor knik. Hout is beter om te
belasten op druk want trek is moeilijk door de verbindingen.
E staal >>>> E hout
Verticale balken nodig om bovenste en
onderste horizontale balk als 1 te laten
samenwerken.
Schuine balken zorgen ervoor dat het niet kan bewegen.
39. Werk de boog uit en leg de link naar steen.
De kabelvorm volgt de momentlijn en heeft geen buigstijfheid. Als we de
vorm van een kabel (enkel trek) onder een gegeven last omdraaien, dan is
de zakking omgerekend naar een stijging.
De boogstructuur bestaat uit zuivere druk dus moet het buigstijf zijn. De
buigstijfheid verandert in een vaste structuur zodat de vorm vast is.
Steen werkt enkel op druk net zoals de boog.
40. Thermische isolatie en capaciteit: hoe gelinkt en waarom?
Warmtecapaciteit is de hoeveelheid warmte dat een materiaal absorbeert.
C: de warmtehoeveelheid die nodig is om 1 kg van de desbetreffende
stof 1°C in temperatuur te doen stijgen.
Q = ρ × c × d× A (teind − tbegin)
Isolatie aan de binnenkant: kleine Q want kan weinig warmte absorberen.
Isolatie aan de buitenkant: grote Q want warmte blijft bewaard.
41. Geef de meest gevolgde uitvoeringsvolgorde bij de realisatie van een
traditionele constructie.
Ruwbouw: uitzetten bouwwerken; funderingen; kolommen; betonplaten en
vochtschermen; binnenmuren; vloerplaat; buitenmuur; vochtkeringen;
vloerplaat storten.
Timmerwerk: muurplaten; nokbalken; bakkepers + plaatsen dak
Dakwaterafvoer: plaatsen goten
Dakbedekking: alles van het dak afwerken
Buitenschrijnwerk: buitenschrijnwerk en beglazing
Pleisterwerken
Elektrische  sanitaire installatie  centrale verwarming
Bevloeringswerken
Binnenschrijnwerk: trappen; binnendeuren; tabletten
Jozefien De Smet 2015-2016
Afgewerkte doorsnede + tekening
42. Wat is een essentiële eigenschap van steenachtige materialen? Link
met gebruik en met gewapend beton.
Het heeft geen treksterkte en een kleine schuifsterkte.
Het wordt gebruikt in stapelconstructies of in klein gewelfbouw: werkt op druk.
Steen op elkaar met een laagje mortel ertussen verbeterd het
contactoppervlak en mindert de schuifspanning. Steen scheurt bij
onvoldoende stijve ondersteuning omdat het geen trek opneemt.
 gewapend beton: in de trekzone zit staal om de trekkracht van het beton
op te nemen, veel steviger en scheurt niet door.
43. Wat is een essentiële eigenschap van hout? Link met gebruik.
Het is niet-homogeen en niet-isotroop (belangrijk hoe men het hout zaagt en
plaatst).
Het ondervindt vormveranderingen naargelang het vochtgehalte, dit kan het
metselwerk kapotmaken. Dit heeft veel gevolgen voor de verbindingen. Er
kan geen materie tegen elkaar maar het moet langs elkaar, verbindingen op
trek zijn moeilijk en stijfheid is enkel te bekomen via driehoeken.
44. Hoe kan thermische uitzetting van de materialen de constructie
beïnvloeden?
Door de lineaire uitzettingscoëfficiënt α  Δl = l × α × Δt
Er zal een lengtevermeerdering plaatsvinden die nodig is voor de constructie.
Deze zorgt voor meer spanningen. Bij hout: kromtrekken en uitzetten. Bij
gewapend beton: uitzetten en soms scheuren van de constructie.
Maar soms is er voordeel bij het maken van verbindingen: bouten kunnen
meer aanspannen en houten pennen zetten uit.
45. Verklaar de vorm voor het meest gebruikte profiel voor staal.
I-ligger volgt het principe van het materiaal naar de uiterste vezel brengen.
Goede dwarsdoorsnede
Groot traagheidsmoment  heel stijf
Goed bestand tegen doorbuiging
Weegt minder dan volle ligger
Soms zijn er wel versterkingen nodig.
Materiaal is doeltreffend geconcentreerd in de opstaande randen (flanken).
Het ontwerp bevat determinatie van twee parameters (hoogte en
dwarsdoorsnede). Optimale dikte als 1/20 van de overspanning. H = 1/20 L
Jozefien De Smet 2015-2016
46. Bespreek de verbindingen van materialen
eigenschappen.
in functie van hun
Hout: geen materie door/ tegen elkaar maar langs elkaar
Stijfheid is 0 enkel stijf door driehoeken
Soorten verbindingen: scharnierend en zwaluwstaart verbinding
Niet isotroop en niet homogeen dus letten op vezelrichting
Staal: smeden/ snijden
Lassen: stukken opwarmen tot smeltpunt
Solderen: meer soort van lijmverbinding maar hiervoor groter opp nodig
Bouten: opwarmen en in elkaar zetten, dan afkoelen en krimpt hard
Voorspanbouten: zo hard aangedraaid dat ze uitgetrokken zijn;
schuiven kan niet meer en roesten ook niet want luchtdichte verbinding
(vb boten)
Klinknagels – rivetten: zelfde als bouten
Steen: stenen worden gemetseld met behulp van mortel (specie). Dit zorgt
ervoor dat het contactoppervlak tussen de stenen vergroot, zodat de
spanning kleiner wordt want τ = F ⁄ A.
47. Wat is een isostatische en wat is een hyperstatische constructie? Geef
vb met betrekking tot een balk met meerdere overspanningen.
Isostatisch: statisch bepaalde constructie
Een constructie met net genoeg evenwichtsvgl. om stabiel te zijn
Hyperstatisch: statisch onbepaalde constructie
Als een ligger op meer plaatsen ondersteund wordt dan voor stabiliteit
noodzakelijk is. Dus teveel evenwichtsvergelijkingen.
Statisch onbepaald is altijd stijver dan bepaald.
Jozefien De Smet 2015-2016
Statisch onbepaald gevoeliger voor onregelmatige zettingen.
48. Hoe worden inwendige krachten opgelost?
Moment
Dwarskracht
Normaalkracht
door buigspanning
door dwarsspanning
door normaalspanning
49. Teken de aansluiting plat dak.
50. Waarom kan er geen oneindig grote overspanning gemaakt worden in
beton?
De balk zou te hoog worden en onder zijn eigen gewicht bezwijken.
Om het eigengewicht te beperken, zou men op de plaats waar geen
materiaal nodig is dus lucht kunnen steken. Dit wordt gedaan onder de vorm
van luchtzakken of isomo. Zo bekomt men een balk met grote overspanning
die toch weinig weegt.
51. Wat is structurele diepte?
Stijfheid van een materiaal is onafhankelijk van de afmetingen van de
dwarsdoorsneden. Deze afmetingen worden niet bepaald door de
hoeveelheid materiaal, maar door de plaats van het materiaal tov. de
neutrale vezel. Hoe verder het materiaal van de neutrale vezel is verwijderd
hoe stijver en hoe sterker de structuur.
De verdeling van het materiaal wordt gegeven via het traagheidsmoment.
De krachtarm van het moment is de structurele diepte en dus afhankelijk van
de vorm van het lichaam.
Jozefien De Smet 2015-2016
52. Bespreek het onderscheid in samenstelling tussen een hellend dak en
een plat dak.
Er zijn ook 3 soorten platte daken ivm isolatie.
Warm dak: de isolatie bevind zich aan de bovenzijde van de dragende
structuur en de waterkerende laag zit boven de isolatie.
Omgekeerd dak: isolatie op de waterkerende laag (dakterras,
parkeren)
Koud dak: isolatie aan de onderzijde van de draagstructuur (veel
condens  rotten) waterkerende laag zit er direct boven.
53. Geef enkele randvoorwaarden voor de verbindingen
bouwelementen, bespreek en geef enkele voorbeelden.
van
Inklemming of stijve hoek-verbinding:
De verbinding kan horizontale, verticale krachten en
momenten
opnemen.
Het
heeft
geen
enkele
vrijheidsgraad. De hoek α blijft onveranderd.
Vb vloerplaat, betonplaten
Scharnierverbinding of scharnieroplegging:
Het kan horizontale en verticale krachten opnemen. Heeft
1 vrijheidsgraad en kan zich niet verplaatsen. Het is een
niet-stijve hoekverbinding en de hoek α kan gewijzigd
worden.
Vb deur, raam
Roloplegging:
Het kan enkel verticale krachten opnemen en heeft twee
vrijheidsgraden. Het kan zich horizontaal verplaatsen en de hoek α kan
gewijzigd worden.
Vb bruggen, spanten
Jozefien De Smet 2015-2016
54. Wat is het verschil tussen een strakke en een soepele
verbinding?
Slappe verbinding: zoals een vrije oplegging. Balk AB is niet
ingeklemd maar ook niet zuiver scharnierend opgelegd. AD en
BC buigen makkelijk mee en er ontstaat een hoek β.
Stijve verbinding: zoals een ingeklemde ligger. AD en BC buigen
moeilijk mee waardoor er dus geen hoek β kan ontstaan.
55. Wat is een spanning? Welke soorten kan men onderscheiden en in welk
materiaal treden ze op?
Spanning is de kracht per oppervlakte σ = F ⁄ A.
Drukspanning: loodrecht op de balkas.
Trekspanning: drukkracht 180° van richting veranderen. Door trekkracht
ontstaan trekspanningen.
Schuifspanning: de kracht tussen deze twee blokken.
Breukspanning: spanning in materiaal dat op het punt staat te bezwijken.
Buigspanning: een belaste balk die wil gaan doorbuigen. Het is een
combinatie van trekspanning, drukspanning en afschuifspanning.
Knikspanning: de kniksterkte is de spanning waarbij nog net geen knikken
ontstaat. De kniksterkte gedeeld door de veiligheidsfactor geeft de
toelaatbare knikspanning. De knikspanning is afhankelijk van de hoogte.
56. Portieken: geef randvoorwaarden en vervormingsgedrag.
Een portiek kan men opvatten als een rechthoekige boog. Bij belasting willen
de steunpunten zijdelings uitwijken en er zijn dus steunpuntreacties Fh nodig.
De krachten Fh verkleinen het moment in de regel. De constructieve
vormgeving vloeit voort van de M lijn.
Er zijn twee gevallen:
Geval van volledige inklemming van de regel wordt benaderd door
toepassing van zware kolommen.
Jozefien De Smet 2015-2016
Geval van ligger op twee steunpunten wordt benaderd door toepassing van
lichte kolommen want slanke kolommen kunnen weinig inklemming geven.
Portaalconstructies leveren ons de mogelijkheid om de buigende momenten
in de overspanningconstructies te verkleinen. (economischer)
57. Wanneer is een constructie stabiel?
We eisen dat de constructie onder invloed van alle mogelijke belastingen
stabiel is. Onafhankelijk van het soort verbinding.
Schoor: garandeert stabiliteit in alle richtingen.
Door van vorm te veranderen.
Door stijf aan het grondoppervlak te verbinden.
Ook windverbanden maken deel uit van de stabiliteit.
Regel 1: een driehoek is een stijve puntverbinding veelhoek.
Regel 2: een verbinding van een star lichaam met 2 niet parallelle staven.
Regel 3: een structuur/lichaam bestaande uit 2 starre delen verbonden door
3 staven die niet snijden in een gemeenschappelijk punt is star.
De grond is een stijf lichaam dus de vereiste is dat structuur een star lichaam
vormt met de grond.
58. Welke van de twee is stijver? Een volle continue plaat of een grid?
Afzonderlijke structuren (staafstructuren): het meeste van hun opp of volume
is leeg en materiaal is beperkt om de leden te verlengen. De structuur
bestaat uit een netwerk.
Vb vakwerk (hout of staal) systeem van snijdende balken: balkrooster (grid)
Continue of vaste structuren: het meeste van hun opp of volume is
grotendeels opgevuld met materie.
Vb continue structuren van gewapend beton.
Welke is stijver? Continue structuur minder stijf want is zwaarder en zal sneller
doorbuigen. Terwijl grid efficiënt in elkaar zit en daardoor minder materie
nodig heeft. Dus groter traagheidsmoment en kleiner buigmoment.
59. Bespreek vochtdiffusie in bouwelementen.
Vochtdiffusie is de transport van vocht maar niet via lucht maar via de
luchtstroom in de wanden.
Jozefien De Smet 2015-2016
Bij materialen treed er een warmtestroom en een dampstroom op. Hoe
poreuzer het materiaal, hoe sterker de dampstroom. Wanneer het materiaal
weinig weerstand biedt tegen het ontstaan van de dampstroom, heeft het
een lage diffusieweerstand of een slechte dampdichting.
Inwendige condensvorming: als de waterdamp die de lucht wil bevatten
meer bedraagt dan de maximale hoeveelheid die de lucht kan bevatten.
Dampdichte laag is goed als dampzijde binnenzit en isolatie buiten.
Conclusie: de diffusieweerstand van de verschillende lagen dient naar buiten
toe af te nemen. Indien de buitenlaag toch een hoge diffusieweerstand
moet hebben dan moet men onder deze laag ventileren met koude lucht.
60. Geef mogelijkheden voor het realiseren van openingen in een hellend
dak.
Dichtingen in de verschillende bouwvlakken moeten op elkaar aansluiten en
speling en beweging voorzien.
61. Tekenen van hanggoot en bakgoot.
Gootplank ter afwerking en ter Overkraging.
Onderzoek
naar
ondersteuning.
vormgeving.
Druiplijn onderste pannenlat met Secundaire structuur voor metalen
afvoerpijp op tabbuis.
bekleding.
Afwerking buitenzijde.
Jozefien De Smet 2015-2016
62. Hoe analyseer je een plaat die in 1 richting draagt?
We analyseren een deel ervan als een balk.
Dit is een vlakke plaatstructuur, essentieel een vlakke geometrie. Reageert als
een zeer brede balk gespannen tussen 2 parallelle ondersteuningen. We
snijden een nauwe strook van de breedte eenheid uit, evenwijdig met
overspanningrichting.
Geribde plaat: vorm van verzwakking van de 1weg plaat om structurele hoogte van betonnen
platen te vermeerderen zonder toename in
gewicht,is de plaat geconverteerd in een serie van
balken (ribben) op kleine afstand, met een dunne
laag van beton die ze verbindt.
63. Wat is het verschil tussen een 2 en 3 scharnierboog met betrekking op
krachtoverdracht?
Twee-scharnierboog:
statisch onbepaald
De buigende momenten kunnen niet geanalyseerd
worden op basis van evenwicht alleen.
Drie-scharnierboog:
statisch bepaald
Analyse: een VLD van een steun tot de interne scharnier in
evenwicht en VLD met evenwicht van de boog als gekend
maakt berekening van de 4 reactiecomponenten en de 2
interne scharnierkrachten mogelijk. VLD van een steun tov
eender welke dwarsdoorsnede maakt berekening van
normaalkracht,
kracht
en
buigend
moment
in
dwarsdoorsnede mogelijk.
Jozefien De Smet 2015-2016
Formularium
1. Krachtwerking spanning vervorming
Drukspanning
σD = F ⁄ A
Trekspanning
σT = F ⁄ A
Schuifspanning
τ=F⁄A
Buigspanning
(combinatie trek en druk)
Knikspanning
σd = F ⁄ A
(afhankelijk van hoogte tov. dikte)
Lineaire uitzetting
Δl = l × α × Δt
2. Stabiliteit stijfheid
Sterkte
Stijfheid = strengste voorwaarde
Stabiliteit = belangrijkste voorwaarde
3. Evenwicht
Elasticiteitsmodulus = E = (T ⁄ A) ⁄ ( ΔL ⁄ L)
E hout = E beton = 10 kN⁄m2
E staal = 200 kN⁄m2
Traagheidsmoment
Bij profiel: I p = (A×D2 ) ⁄ 8
Bij balk:
I b = (A×D2 ) ⁄ 12 = (B×H3 ) / 12
4. Hout
Anisotroop, krimp en rek vooral in dwarsrichting
Buigspanning
σb=7
Schuifspanning
τ=1
5. Steen
Amper krimp
Trekspanning
Buigspanning
Schuifspanning
=0
=0
= 0,7
6. Staal
Uitzetting  diagram van staal
Trekspanning
= 160
Drukspanning
= 160
Buigspanning
= 160
Knikspanning
λ = l k ⁄ i min
7. Beton
Drukspanning
Schuifspanning
Trekspanning
Jozefien De Smet 2015-2016
= 7,5
= 0,7
=0
Buigspanning
Knikspanning
= 8,5
F = σ k × A beton = σ k × h × b
8. Ontwerpen van liggers
Buigend moment
M=F×X
Max. buigspanning
σ max = M ⁄ ( b × h2 / 6)
Weerstandsmoment
W = b × h2 / 6 = 2 I ⁄ h
I=W×h⁄2
Dwarskrachten
Buigspanning
σb=M⁄W
Schuifspanning
τ gem = F × d ⁄A
τ max = 1,5 × F × d ⁄ (b × h)
Doorbuiging
f max = 0,1 Mmax × l2 / (E × h × W ⁄ 2) = 0,1 Mmax × l2 / E × I
9. Boog en spanstructuren
Toelaatbare centrische drukkracht F = σ knik × A
Buigend moment
M X = Fv × X − Fh × Y
10. Bouwfysisch
Weerstand
R=d⁄λ
R TOT = Σ R
Warmtedoorgangscoëfficiënt
Temp op bepaald opp.
Warmteverlies
Energie
Warmteaccumulutaie
Jozefien De Smet 2015-2016
k = 1 ⁄ R TOT
TX = (RX ⁄ RTOT × ΔT) + Tbuiten
Q = k × A × ΔT
E = Q × (tijd)
Q = ρ × c × d× A (teind − tbegin)