Designing Buildings WikiDeel uw kennis over de bouwindustriewww.designingbuildings.co.uk

Inhoud

1 Inleiding
2 Dode belastingen (DL)
3 Levende belastingen (LL)
4 Milieubelastingen
- 4.1 Windbelasting (WL)
- 4.2 Sneeuwbelasting (SL)
- 4.3 Aardbevingsbelasting
- 4.4 Thermische belastingen
- 4.5 Zettingsbelastingen
5 Elektriciteit
6 Gerelateerde artikelen op Designing Buildings Wiki
7 Externe referenties

Inleiding

Structurele analyse is een zeer belangrijk onderdeel van een ontwerp van gebouwen en andere gebouwde objecten zoals bruggen en tunnels, omdat structurele belastingen spanningen, vervormingen en verplaatsingen kunnen veroorzaken die kunnen resulteren in structurele problemen of zelfs falen.

De bouwvoorschriften schrijven voor dat constructies zodanig moeten worden ontworpen en gebouwd dat zij bestand zijn tegen alle soorten belastingen waaraan zij tijdens hun levensduur kunnen worden blootgesteld.

Er zijn een aantal verschillende soorten belastingen die op een constructie kunnen worden uitgeoefend, waarvan de aard varieert naar gelang van het ontwerp, het gebruik, de locatie en de gebruikte materialen. Ontwerpeisen worden over het algemeen gespecificeerd in termen van de maximale belastingen die een constructie moet kunnen weerstaan.

Belastingen worden over het algemeen geclassificeerd als ofwel dode belastingen (DL) ofwel levende belastingen (LL):

Dode belastingen verwijzen naar het eigen gewicht van de constructie en blijven over het algemeen constant gedurende de levensduur van de constructie.
Levende belastingen, zoals verkeersbelastingen, kunnen variëren.

Ladingen kunnen ook worden gecategoriseerd als:

Geconcentreerde belastingen (of puntbelastingen): Enkelvoudige belastingen die op een relatief klein oppervlak werken, zoals kolombelastingen.
Lijnbelastingen: Belastingen die een belasting uitoefenen langs een lijn, zoals het gewicht van een scheidingswand op de vloer.
Verspreide (of oppervlakte) belastingen: Deze oefenen een belasting uit over een oppervlakte, zoals het gewicht van vloeren en dakbedekkingsmaterialen.

Dode belastingen (DL)

Dode belastingen, ook wel permanente of statische belastingen genoemd, zijn belastingen die voornamelijk verband houden met het gewicht van de constructie zelf, en als zodanig stationair en relatief constant blijven in de tijd. Dode lasten kunnen het gewicht omvatten van alle constructiedelen, permanente niet-structurele scheidingswanden, onroerende voorzieningen zoals gipsplaten, ingebouwde kasten, enzovoort.

De dode lasten kunnen worden berekend door het gewicht van de gespecificeerde materialen en hun volume te beoordelen zoals aangegeven op tekeningen. Dit betekent dat het in theorie mogelijk moet zijn om de dode belastingen met een goede graad van nauwkeurigheid te berekenen. Constructeurs zijn echter soms conservatief met hun schattingen, minimaliseren potentiële doorbuigingen, laten een foutmarge toe en houden rekening met veranderingen in de loop der tijd, en dus zijn de ontwerpdode belastingen vaak veel hoger dan die welke in de praktijk worden ervaren.

Voor meer informatie zie: Dode belastingen.

Levende belastingen (LL)

Levende belastingen, ook bekend als opgelegde belastingen, zijn meestal tijdelijk, veranderlijk en dynamisch. Hiertoe behoren belastingen zoals het verkeer van voertuigen, bewoners, meubilair en andere apparatuur. De intensiteit van deze belastingen kan variëren afhankelijk van het tijdstip van de dag; zo kan een kantoorgebouw tijdens de werkuren doordeweeks meer en ’s nachts of in het weekend veel minder onderhevige belastingen ondervinden.

Live loads may be concentrated or distributed and may involve impact, vibration or acceleration.

Voor meer informatie zie: Levende belasting

Milieubelastingen

Milieubelastingen kunnen op een constructie inwerken als gevolg van topografische en weersomstandigheden.

Windbelasting (WL)

Windbelasting kan worden uitgeoefend door de beweging van lucht ten opzichte van een constructie, en de analyse is gebaseerd op een goed begrip van meteorologie en aërodynamica, alsmede van constructies. Windbelasting is misschien niet zo belangrijk voor kleine, massieve, lage gebouwen, maar wordt belangrijker naarmate de hoogte toeneemt, lichtere materialen worden gebruikt en vormen worden toegepast die de luchtstroming beïnvloeden, zoals dakvormen. Wanneer het eigen gewicht van een constructie onvoldoende is om de windbelasting te weerstaan, kunnen extra constructies en bevestigingen nodig zijn.

De ontwerpwindsnelheid van een gebouw wordt gewoonlijk bepaald aan de hand van historische gegevens, waarbij gebruik wordt gemaakt van extreme-waardetheorie om ongebruikelijke windsnelheden te voorspellen die in de toekomst kunnen optreden.

Bijzondere effecten waarmee rekening moet worden gehouden, zijn bijvoorbeeld:

Hoekstromingen of straalstromen die rond de hoeken van gebouwen optreden.
Vortex-afschuiving die optreedt in het kielzog van een gebouw.
Doorstroming, of doorgangsstralen, die optreden in een doorgang door een gebouw of een kleine spleet tussen twee gebouwen.

In complexe situaties kan het nodig zijn windtunneltests van gebouwvormen uit te voeren om de verandering in luchtstromingen veroorzaakt door de aanwezigheid van een structuur te beoordelen. In toenemende mate is analyse ook mogelijk met behulp van computational fluid dynamics software.

Sneeuwbelasting (SL)

Dit is de belasting die kan worden opgelegd door de opeenhoping van sneeuw en is van groter belang in geografische gebieden waar de sneeuwval hevig en frequent kan zijn. Aanzienlijke hoeveelheden sneeuw kunnen zich ophopen, waardoor een aanzienlijke belasting op een constructie wordt uitgeoefend. De vorm van een dak is een bijzonder belangrijke factor voor de omvang van de sneeuwbelasting. Sneeuw die op een plat dak valt, zal zich waarschijnlijk ophopen, terwijl sneeuw eerder van een steilere dakhelling zal vallen

Dit kan soortgelijke problemen opleveren in gebieden met zware regenval waar plasvorming kan optreden.

Aardbevingsbelasting

Significante horizontale belastingen kunnen tijdens een aardbeving op een constructie worden uitgeoefend. Gebouwen in gebieden met seismische activiteit moeten zorgvuldig worden geanalyseerd en ontworpen om ervoor te zorgen dat ze niet bezwijken als zich een aardbeving voordoet.

Thermische belastingen

Alle materialen zetten uit of krimpen bij temperatuurverandering en dit kan aanzienlijke belastingen op een constructie uitoefenen. Uitzettingsvoegen kunnen worden aangebracht op punten op lange delen van constructies zoals wanden en vloeren, zodat elementen van de constructie fysiek gescheiden zijn en kunnen uitzetten zonder structurele schade te veroorzaken.

Zettingsbelastingen

Er kunnen spanningen in gebouwen optreden als een deel meer zakt dan een ander deel. Een flexibele structuur zal in staat zijn de kleine spanningen op te vangen, terwijl een stijve structuur een zorgvuldig ontwerp nodig zal hebben om de zwaardere spanningen die kunnen optreden te verlichten.

Elektriciteit

NB: ‘Belasting’ is ook een algemene term voor alles wat elektriciteit verbruikt.