Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper:
houtbouw.
Voor de volgende onderwerpen ga naar:
houtbouw algemeen;
gelamineerd hout;
constructieprincipes gelamineerd hout;
Houtbouw algemeen:
Hout heeft een aantal eigenschappen dat het materiaal geschikt maakt om toe te passen in constructies:
- In relatie met zijn gewicht heeft het een zeer gunstige sterkte-eigenschap.
- Hout is in hoge mate bestand tegen chemische aantasting.
"verwering, aantasting en verduurzamen van hout" bij het onderdeel materialen.
- Indien hout binnen wordt toegepast is het vrijwel onderhoudsvrij gedurende de economische levensduur.
- Houten draagconstructies hebben ten opzichte van stalen draagconstructies een zeer goede brandwerendheid.
"brandwerende toepassingen van hout" bij het onderdeel "Het gedrag van hout bij brand".
- Hout is gemakkelijk te bewerken.
- Door hout te lamineren is de afmeting en vorm theoretisch onbeperkt.
De oorpronkelijke houtbouw
Fragment van "Geschiedenis buitenschil": (uit het onderdeel "Buitenschil algemeen)I.v.m. de vele overstromingen stond de vaste bebouwing van landbouw nederzettingen op terpen en de tijdelijke bebouwing van jagers en vissers in de uiterwaarden op palen.
Geleidelijk aan werd de vaste en tijdelijke bebouwing één en er ontstond een skeletbouw methode van boomstammen met een wilgen vlechtwerk invulling en lemen afsmeerlaag en een dak van stro of riet.
Na een aantal fatale branden in stedelijk gebied werd het brandbare rieten dak vervangen door een dakbedekking met dakpannen en de muur waartegen gestookt werd door metselwerk.
Baksteen gaat de taak van het vlechtwerk overnemen.
Langzaam aan ontstond er een bouwmethode waarbij alle gevels werden gemaakt van metselwerk.
"houten (balklaag) vloeren" bij het onderdeel vloeren.
"sporenkappen" bij het onderdeel daken.
"gordingspanten" bij het onderdeel daken.
"houtskeletbouw" bij dit onderdeel.
In de agrarische bouw, op het platteland, bleef de oorspronkelijke houtbouwmethoden, m.u.v. gevelvullingen, tot in het begin van de afgelopen eeuw standaard.
"het onderwerp "Boerderijbouw" behorende bij "Constructietechniek - algemeen".
Voor benamingen constructie balkhout
"Bouwkundige termen" bij het onderdeel "tekenen bouwkundig".
Standaard bouwhout:
"houtsoorten standaard bouwhout" bij het onderdeel materialen.
"houtafmetingen standaard bouwhout" bij het onderdeel materialen.
Gelamineerd hout:
Omdat bomen niet tot in het oneindige doorgroeien, is het bouwmateriaal hout ook enigszins beperkt in zijn afmetingen.
Om toch grote overspanningen te realiseren is lamineren een mogelijkheid.
Dit betekent dat kleinere stukken hout (lamellen) samengesteld worden tot een in doorsnede en lengte groter stuk hout door middel van vingerlassen en verlijming. Lamineren heeft als extra voordeel dat door het uitkorten van onvolkomenheden, het zogenaamde upgraden, een constantere houtkwaliteit te realiseren is.
De betrouwbaarheid van gelijmde dragende houtconstructies is voornamelijk afhankelijk van de hout kwaliteit hout en de lijm kwaliteit. Door selectie van het te gebruiken hout op draadverloop, groeiringbreedte, hart, kromming, kwasten, e.d. worden de eigenschappen van de moderne lijmen ten volle benut. De fabricage geschiedt in geconditioneerde ruimten, terwijl het te lijmen hout voor het gebruik kunstmatig gedroogd is. Het vochtgehalte van de delen wordt aangepast aan de gemiddelde (binnen-) klimaatomstandigheden van de plaats waar het onderdeel uiteindelijk komt. Hierdoor wordt vormverandering en scheurvorming zoveel mogelijk tegengegaan. Door de hitte bij het kunstmatig drogen, worden tevens de voor het hout schadelijke insecten respectievelijk hun eitjes praktisch zeker gedood. Omdat het vochtgehalte in het hout van de gelijmde constructies doorgaans beneden de 18% ligt, kunnen plantaardige houtaantasters (schimmels, zwammen) niet tot ontwikkeling komen. Aan weer en wind bloot gestelde constructies dienen vooraf onder vacuüm en druk verduurzaamd te worden.
Door de lamellen tijdens het verlijmen te buigen en door plaatselijk meer of minder lamellen toe te passen, of door in vorm gezaagde lamellenpakketten onderling onder hoeken te lijmen, kan een veelheid aan ligger- en spantvormen gemaakt worden. Zoals:
- rechthoekige liggers met overspanningen van 5 tot 30 m
- vakwerken met overspanningen vanaf 15 m tot 60 à 70 m;
- driescharnierspanten
- boogspanten
- portaalconstructies
- kruiskappen
- koepels
- balkroosters
- koepelconstructies met geodetische staafverdeling
- hypparschalen
- swastikavormen
voorbeelden.Kruislaaghout:
Kruislaaghout bouwdelen ontstaan uit het kruislings verlijmen van vuren hout lamellen en worden middels een zelf ontwikkeld en gepatenteerd, vacuüm perssysteem geproduceerd.Deze manier van produceren heeft als voordeel dat er vrijer met afmetingen en vormen kan worden omgegaan.
Gebogen elementen vormen dan ook geen enkel probleem.
De kruislingse opbouw garandeert met zijn kwalitatief hoogwaardige en duurzame verlijming een goede dimensiestabiliteit (vormvastheid) en buigstijfheid.
Constructieprincipes gelamineerd hout:
Gelijmde houtconstructies worden in onderdelen geprefabriceerd. Deze geprefabriceerde onderdelen worden op de bouw aan elkaar gekoppeld, waarvoor diverse verbindingsmethoden voor handen zijn. Al naar gelang het ontwerp en het speciale doel kan steeds een geschikte mogelijkheid worden gekozen. Bij relatief geringe bouwhoogten zijn overspanningen tot meer dan 200 m mogelijk.
Ontwerpafmetingen:
Voor het ontwerpen van gelamineerd houten elementen voor dak-, vloer- en wandconstructies bestaat naast de vroeger gebruikelijke vuistregels software voor een eerste schatting van de afmetingen van de doorsnede van de benodigde elementen.zie hiervoor de gegevens van leveranciers vermeld bij de verwijzingen naar externe sites van derden.
De ontwerp-hulpmiddelen kunnen echter nooit de echte berekeningen vervangen.
Triplexconstructies:
A. Ligger met I-vormige doorsnede en lijfplaat van triplex.B. Idem met afgeschuine flenzen.
C. Kokerligger met lijfplaten van triplex.
D. Wellstegligger (het triplex is "gegolfd" aangebracht)
E. In één richting dragend paneel, volgens het stressed-skin (triplex ribpaneel) principe.
Masonite halken voor vloeren, wanden en daken.
Een masonite balk met flenzen van vurehout en een lijf van zwaar constructieboard is veel lichter, maar wel sterker en stijver dan een houten balk van dezelfde afmetingen. De balken zijn toe te passen als ligger of kapbeen en voor stijl-en regelwerk in dragende houtskelet wanden.
De dikte van het lijf bedraagt voor balken 8 mm en voor stijlen 6 of 8 mm.
De 45 x 45 mm zware flenzen zijn stijlen worden geleverd in hoogten van toelaatbare buigspanning in het vlak van
voorzien van een sleuf waarin het lijf mèt lijm is bevestigd.
Daarnaast zijn er masonite balken die worden toegepast als muurplaat (grond plaat) en als onder-en bovenregel van
een (dragende) houten wand. De regels bestaan uit flenzen, zwaar 70 x 45 mm of 45 x 45 mm, waarop een strook 8 mm
dik masonite constructieboard is gespijkerd.
Terwijl de balken en stijlen een I-profiel vormen, hebben de regels dus een U-profiel.
Verbindingsmiddelen algemeen:
Verbindingsmiddelen vormen een belangrijk onderdeel van de verbindingen bij houtconstructies. De gekozen lijmmethoden en verbindingsmiddelen zijn veelal bepalend voor sterkte en duurzaamheid van de constructie.De oorspronkelijke houtverbindingen bestonden uit pen en gatverbindingen welke d.m.v. houten toognagels en wiggen aan elkaar werden geklonken.
Elke spijker die men gebruikte werd door de plaatselijke smid handmatig gesmeed.
Met de opkomst van het industriële tijdperk begon e.e.a., in een steeds sneller tempo, te veranderen.
De snelle verwerkingswijze die metalen houtverbindingsmiddelen kenmerkt, heeft thans de ambachtelijke houtverbindingen, geheel
naar de achtergrond verdrongen. Hetgeen niet wil zeggen dat alles verleden tijd is.
Verbindingsmiddelen in de huidige dragende houtconstructies:
Lijm als houtverbindingsmiddel:
Bij de vervaardiging van talloze houtprodukten moeten lijmverbindingen worden gemaakt, een handeling waaraan altijd veel aandacht moet worden besteed. Ten einde met behulp van lijmen op economische wijze sterke en duurzame houtverbindingen te kunnen vervaardigen, moet met een aantal factoren rekening worden gehouden.De keuze van de te gebruiken lijmsoort wordt in hoofdzaak bepaald door:
- De eigenschappen van de lijmen die in de houtverwerkende bedrijven worden toegepast. zoals:
Synthetische lijmen:
Thermohardende lijmen, vervaardigd op basis van ureum-formaldehyde, melamine-formaldehyde, fenol-Íormaldehyde en resorcinol-formaldehyde.
Thermoplastische lijmen, op basis van polyvinylacetaat, polychloropreen (contactlijmen), ethyleenvinylacetaat of polyamiden (kunststofsmeltlijmen), natuurlatex, polyacrylaten en diverse copolymeren.
Dierlijke lijmen waaronder glutine (beenderlijm of vleeslijm) en proteÏnelijmen (caseine). - De omstandigheden waaronder de lijmverbinding tijdens het gebruik zal komen te verkeren; deze bepalen de te stellen eisen met betrekking tot de duurzaamheid en de sterkte van de lijmverbinding.
- De eigenschappen van het te lijmen hout, mede als gevolg van eventuele verduurzaming of bewerkingen, die van invloed zijn op de sterkte en de duurzaamheid van de lijmverbinding.
- Door het produktieproces en de kosten van vervaardiging van de lijmverbinding
Vingerlassen
Vingerlassen in hout is een algemeen aanvaarde techniek om houten delen in lengterichting 'eindloos' aan elkaar te lijmen.Door te vingerlassen, kunnen groeifouten, scheuren en te grote kwasten worden verwiiderd. Vingerlassen richt zich dan ook op kwaliteitsverbetering en is noodzakelijk bij de produktie van grote gelamineerde elementen.
Bii het vingerlassen worden de kopse kanten van het hout steeds twee aan twee van V-vormige groeven voorzien en met lijm onder hoge druk aan elkaar verbonden.
Het lijmen van hout op hout.
Voor berekende dragende bouwkundige constructies, zoals gelamineerde liggers en spanten, kokervormige en l-vormige liggers, knoopplaten e.d. zijn slechts thermohardende lijmen toegestaan.Voor de overige constructies, waarbij voornamelijk gedacht wordt aan verbindingen zoals pen en gat, deuvel, zwaluwstaart, schuine las en vingerlas, messing en groef e.d. komen naast de hierboven genoemde lijmen ook dierlijke en PVAC-lijmen in aanmerking.
Fineerwerk vindt gewoonlijk in verwarmde persen plaats en de lijm die dan het meest in aanmerking komt is ureum-Íormaldehydelijm. Indien koud wordt geperst verdient PVAC-lijm de voorkeur.
Metalen houtverbindingsmiddelen:
De volgende metalen houtverbindingsmiddelen, met de in normen vastgelegde toelaatbare spanningen, mogen worden toegepast in berekende dragende houtconstructies.Draadnagels:
Door de eenvoudige wijze van het aanbrengen, de geringe kosten van het materiaal en het feit dat een over te brengen kracht door een groot aantal kleine eenheden kan worden opgenomen, kunnen met draadnagels zeer goede en tevens goedkope houtverbindingen worden gemaakt.Houtschroeven:
Houtschroeven zijn, wat hun funktie betreft, vergelijkbaar met draadnagels. Het aanbrengen, in een bij voorkeur voorgeboord gat, is vergeleken met het eenvoudig inslaan van de draadnagel, veel bewerkelijker. Daarom wordt de houtschroef hoofdzakelijk in die gevallen toegepast, waar een grote uittrekweerstand is vereist.Houtdraadbouten:
Houtdraadbouten worden onder andere toegepast bij koppelen van hout met stalen lasplaten en bij oplegverbindingen aan hout, staal of beton. Om verschuivingen zoveel mogelijk te voorkomen, dienen de gaten in de lasplaten goed passend te worden geboord.
Stiften:
Stiften zijn ronde, gladde stalen pennen, met een minimale middellijn van 8 mm en een maximale van 24 mm.Stiften worden met een hamer in voorgeboorde gaten geslagen. De middellijn van deze gaten is iets kleiner dan de middellijn van de stift zelf. Hierdoor worden zeer stijve verbindingen verkregen.
Omdat de stiftuiteinden over een lengte van 10 mm enigszins zijn aangepunt worden beschadigingen bij het in slaan te voorkomen.
Bouten, kramplaten, ring- en plaatdeuvels:
Voordelen van verbindingen met bouten zijn de eenvoudige uitvoéring en de mogelijkheid de verbindingen eenvoudig te demonteren en opnieuw te monteren.De minimale middellijn voor krachtoverbrengende bouten is 10 mm. Volgplaten of volgringen onder kop en moer van de bouten beschermen het te verbinden hout tegen insnoering tijdens het aandraaien van de moeren.
Daar bij de toelaatbare houtbelasting een relatief grote verschuiving (2,5 tot 3,5 mm) van de te verbinden delen optreedt, moet bij het construeren hiermee terdege rekening worden gehouden. Meestal worden bouten toegepast in combinatie met kramplaten of ringdeuvels.
Kramplaten zijn dunne staalplaatjes met langs de omtrek naar één of twee zijden omgezette, driehoekige tanden. De krachtsoverdracht vindt plaats via de in het hout geperste ,kramplaattanden en de door het hart van de kramplaat gaande bout.
Ringdeuvels zijn naar twee zijden enigszins taps toelopende stalen ringen met zogenaamde "tongsloten" die tussen twee te verbinden houten delen in gefreesde ringvormige sleuven worden geplaatst. De bout in het hart van de ring houdt de verbinding bij elkaar, maar brengt geen krachten over.
Plaatdeuvels zijn ronde stalen platen met aan één zijde een opgezette rand. De door het hart van de plaatdeuvel gestoken bout brengt d.m.v. schuifspanningen de kracht van de ene plaatdeuvel op de andere over.
Noot! Ring-en plaatdeuvels worden cooral in hardhout toegepast.
Hechtplaten:
Een hecht-of tandplaat is een dunne staal plaat met uitgeponste en naar één zijde loodrecht op de plaat omgebogen tanden.Hechtplaten worden door middel van pneumatische apparatuur in de zijvlakken van de te verbinden houten delen geperst. Door de methode van aanbrengen kunnen spanten met dergelijke verbindingsmiddelen alleen fabrieksmatig vervaardigd worden.
Nagelplaten:
Een nagelplaat is een ongeveer 1 mm dikke, gegalvaniseerde staalplaat, voorzien van uitgestanste gaten en verstijvingsruggen. De platen worden tegen de zijkant van de te verbinden houtdelen bevestigd door middel van getordeerde draadnagels met een iets grotere diameter dan de gaten, waardoor de platen niet kunnen verschuiven.Het voordeel van de nagelplaat boven de hechtplaat is de veel eenvoudigere bevestigingsmethode met als enige gereedschap de timmermanshamer.
Grip-hoekankers, oplegverbindingen (oplegschoenen, balkdragers, gordinglassen, etc.)
Grip-hoekankers worden toegepast bij het verbinden van elkaar kruisende of elkaar in hetzelfde vlak ontmoetende houten constructiedelen, zoals deze bij voorbeeld voorkomen bij balklagen, ravelingen, stijl-en regelwerk en lichte kapconstructies ter vervanging van de oorspronkelijke bewerkelijke timmermanshoutverbindingen.
Oplegverbindingen worden toegepast voor bevestiging van een balklaag aan randbalken, voor raveelconstructies en voor oplegging van gordingen tussen spanten.
"verder bij het onderdeel "Houtverbindingen".
Bouwkundig detailleren voor tekenaar en ontwerper:
dd: 06-06-2015
| extra informatie behorende bij: | Gelamineerd hout: |
|
Voorbeelden:
koepelconstructie's
Palais de l'equilibre Expo 2002.Prefab tentoonstellingsgebouw hoogte 28 m. diameter 41 m. met binnen en buitenkoepel, opgetrokken uit 18 spanten per koepel.
Stabiliteit d.m.v. OSB bekleding binnenkoepel. bron: (het houtblad april 2002}"
bron: Technovisie nr 5 1977
| extra informatie behorende bij: | Constructie principes gelamineerd hout: |
|
Vuistregels Houtblad 1998:
