Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Wat is het verschil tussen gewapend, voor- en nagespannen beton?

Dovnload 127.55 Kb.

Wat is het verschil tussen gewapend, voor- en nagespannen beton?



Datum04.04.2017
Grootte127.55 Kb.

Dovnload 127.55 Kb.

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

- duurder

- hoogwaardige technologie

+ volledige betonsnede benut

+ lichtere, esthetische elementen (belangrijk bij grote overspanningen  eigengewicht)

+ niet gescheurd dus staal beter beschermd

+ vloeistofdichter

+ kabelverloop kan beter gekozen worden

+ dwarskrachtsterkte is groter (door ingevoerde drukspanningen en gunstig inwerkende krachtcomponenten)

+ proefbelasting dus intrinsiek veiliger



- minder hoogw.

+ goedkoper

+ minder hoogw.

- niet benut

- zwaarder
- wel gescheurd

- minder


+ ook ter plaatse

- minder groot

- onzeker





Voorgespannen beton

Nagespannen 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


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





  1. 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.


  1. 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.




  1. 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 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.




  1. 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.




  1. 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.


  1. 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.


  1. 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.




  1. 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.




  1. 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.

De krachtverhouding p l 2=p l 2 betekend dat de kortste afstand de grootste kracht draagt. Het buigend moment in de kortste zijde moet het grootste zijn.


  1. 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.



  1. 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.

  1. 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.



  1. 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.



  1. 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.

  1. Bespreek spannings en vervormings diagram.

::desktop:schermafbeelding 2016-05-24 om 17.42.52.png

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



::desktop:schermafbeelding 2016-05-24 om 17.42.20.png

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.




  1. 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.


  1. 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.



  1. 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.



  1. 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).



  1. 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.

  1. 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.


  1. 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



  1. 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.



  1. 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



  1. 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.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 12.40.04.png

  1. 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.



  1. 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.

  1. 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.

  1. Polymeren.

Polymeren zijn lange ketens van organische moleculen die via industriële en chemische processen worden gemaakt. Vb. Damscherm, waterdichte coating, isolatiematerialen…

  1. 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.

  1. 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.


  1. 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.



:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.40.38.png:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.40.53.png :::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.41.05.png

  1. Warmtegeleidingcoëfficiënt?

Het is een materiaalconstante die aangeeft hoe goed het materiaal warmte geleid. (Lambda)

Het is afhankelijk van de temperatuur, dichtheid en het vochtgehalte.



Examenvragen deel 2

  1. 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? :::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 10.47.34.png

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.



  1. 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.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 16.41.16.png

  1. 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

  1. 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.:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 11.06.36.png

Schuine balken zorgen ervoor dat het niet kan bewegen.





  1. 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.


  1. 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.


  1. 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

Afgewerkte doorsnede + tekening



  1. 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.



  1. 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.



  1. 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.



  1. 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:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 11.39.35.png

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


  1. Bespreek de verbindingen van materialen in functie van hun eigenschappen.

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.


  1. 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.



:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 12.21.34.png

Statisch onbepaald is altijd stijver dan bepaald.

Statisch onbepaald gevoeliger voor onregelmatige zettingen.


  1. Hoe worden inwendige krachten opgelost?

Moment door buigspanning

Dwarskracht door dwarsspanning

Normaalkracht door normaalspanning


  1. Teken de aansluiting plat dak.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 12.26.51.png

  1. 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.



  1. 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.


  1. Bespreek het onderscheid in samenstelling tussen een hellend dak en een plat dak.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 15.30.32.png:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 15.30.51.png

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.


  1. Geef enkele randvoorwaarden voor de verbindingen van bouwelementen, bespreek en geef enkele voorbeelden.

Inklemming of stijve hoek-verbinding:

De verbinding kan horizontale, verticale krachten en momenten opnemen. Het heeft geen enkele vrijheidsgraad. De hoek α blijft onveranderd.:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 15.39.29.png

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.:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 15.41.07.png

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


  1. Wat is het verschil tussen een strakke en een soepele verbinding?:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 15.48.22.png

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.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 15.48.30.png

Stijve verbinding: zoals een ingeklemde ligger. AD en BC buigen moeilijk mee waardoor er dus geen hoek β kan ontstaan.



  1. 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. :::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 16.15.12.png

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.

  1. 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.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 16.24.16.png

Er zijn twee gevallen:

Geval van volledige inklemming van de regel wordt benaderd door toepassing van zware kolommen.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 16.34.11.png

Geval van ligger op twee steunpunten wordt benaderd door toepassing van lichte kolommen want slanke kolommen kunnen weinig inklemming geven.



:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 16.34.25.png

Portaalconstructies leveren ons de mogelijkheid om de buigende momenten in de overspanningconstructies te verkleinen. (economischer)



  1. 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.:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.13.54.png

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.



  1. 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.

  1. Bespreek vochtdiffusie in bouwelementen.

Vochtdiffusie is de transport van vocht maar niet via lucht maar via de luchtstroom in de wanden.

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.


  1. 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.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.38.32.png:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.39.29.png

  1. Tekenen van hanggoot en bakgoot.

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.42.48.png:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.43.02.png

Gootplank ter afwerking en ter ondersteuning.

Druiplijn onderste pannenlat met afvoerpijp op tabbuis.



Overkraging. Onderzoek naar vormgeving.

Secundaire structuur voor metalen bekleding.

Afwerking buitenzijde.




  1. 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 1-weg 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.:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 17.51.08.png


  1. 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. :::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 18.00.24.png

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.:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 18.00.29.png



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

:::desktop:schermafbeelding 2016-05-25 om 10.34.40.png


  1. Stabiliteit stijfheid

Sterkte

Stijfheid = strengste voorwaarde

Stabiliteit = belangrijkste voorwaarde


  1. 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




  1. Hout

Anisotroop, krimp en rek vooral in dwarsrichting

Buigspanning σ b = 7

Schuifspanning τ = 1


  1. Steen ::desktop:schermafbeelding 2016-05-24 om 17.42.52.png

Amper krimp

Trekspanning = 0

Buigspanning = 0

Schuifspanning = 0,7




  1. Staal

Uitzetting  diagram van staal

Trekspanning = 160

Drukspanning = 160

Buigspanning = 160

Knikspanning λ = l k ⁄ i min


  1. Beton

Drukspanning = 7,5

Schuifspanning = 0,7

Trekspanning = 0

Buigspanning = 8,5

Knikspanning F = σ k × A beton = σ k × h × b


  1. 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 σ b = 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



  1. Boog en spanstructuren

Toelaatbare centrische drukkracht F = σ knik × A

Buigend moment M X = Fv × X − Fh × Y




  1. Bouwfysisch

Weerstand R = d ⁄ λ

R TOT = Σ R

Warmtedoorgangscoëfficiënt k = 1 ⁄ R TOT

Temp op bepaald opp. TX = (RX ⁄ RTOT × ΔT) + Tbuiten

Warmteverlies Q = k × A × ΔT

Energie E = Q × (tijd)



Warmteaccumulutaie Q = ρ × c × d× A (teind − tbegin)

Jozefien De Smet 2015-2016


Dovnload 127.55 Kb.