Geinformeerd » Specials » Liggerberekening
Wees geïnformeerd met nuttige informatie.

Technische aspecten van sterkte en stijfheid

Technische aspecten van sterkte en stijfheid Liggers worden binnen gebouwen gebruikt om belasting op te vangen, zodat gewicht naar de steunpunten op een veilige manier wordt afgedragen. Het geldt voor de opvang van dragende muren, metselwerk, vloeren en daken. Er kan dus veel belasting op staan en vormt daarmee een structureel onderdeel van de constructie. De sterkte en stijfheid dienen altijd te worden gewaarborgd, zodat het geheel blijft staan. Wat zijn de ontwerpparameters welke van toepassing zijn op liggers en balken?

De optredende belasting en overspanning

Voordat men weet wat voor ligger er toegepast kan worden dient men eerst te onderzoeken wat voor belasting opgenomen moet worden. Het kunnen belastingen zijn vanuit vloeren, wanden enzovoorts welke naar beneden komen en dus op de ligger rusten. Belasting wordt opgedeeld in twee soorten zijnde:
  • permanente belasting: het gewicht is onveranderbaar en staat continu op de constructie uitgedrukt in kN/m;
  • variabele belasting: het gewicht is veranderbaar door verkeer op de vloer en wind of sneeuw belasting op het dak in kN/m.

De combinatie van deze belastingen zonder dat er veiligheidsfactoren worden toegepast worden representatieve belastingen genoemd. Het is van toepassing tijdens de gebruikstoestand en zijn benodigd om de stijfheid oftewel de doorbuiging van de balk te bepalen. Worden er echter veiligheidsfactoren toegepast dan is dit van belang voor de sterke van de ligger oftewel de uiterste grenstoestand waartoe rekenwaarden van toepassing zijn. Op welke manier vertaalt de belasting op een ligger zich en wat is het verschil tussen representatieve en rekenwaarden?

Parameters welke sterkte en stijfheid bepalen

Ieder materiaal heeft bepaalde eigenschappen waarmee sterkte en stijfheid worden bepaald. Wat zijn de mechanische eigenschappen van materialen? Weet men wat voor materiaal bij welke overspanning moet worden toegepast dan kan op basis van de lengte en belasting daarnaar worden gerekend. Op basis van de verkregen dwarskrachten- en momentenlijn kan worden bepaald in hoeverre de sterkte en stijfheid voldoen. Men kan dat op twee manieren doorrekenen. Enerzijds kan op basis van de optredende momenten het benodigde weerstandsmoment en traagheidsmoment worden bepaald en anderzijds kan de mate van sterke en stijfheid worden gecontroleerd. De ligger heeft een bepaalde doorsnede waaraan een bepaalde capaciteit aan kunnen worden toegekend. Des te hoger de W-waarde in mm3 en I-waarde in mm4 des te zwaarder het kan worden belast. Naarmate er meer materiaal aan de uiteinden van de ligger is gelegen des te beter zijn de eigenschappen van die doorsnede. Daarnaast geldt als basis dat de sterkte en stijfheid wordt bepaald door de mate van elasticiteit van het toegepaste materiaal. Dit is de mate van vervormingscapaciteit van het materiaal bij belasting zonder dat het structureel bezwijkt. Wordt de belasting verwijderd dan zal de oorspronkelijke vorm worden aangenomen. Indien de vloeigrens van het materiaal is overschreden dan zullen de vervormingen definitieve vormen aannemen tot het bezwijkt bij overbelasting. Wat is de elasticiteitsmodulus van staal?

Staal controleren en uitrekenen

Het toepassen van staal binnen constructies werkt zeer gunstig juist omdat het materiaal uitstekende stijfheids- en sterktecapaciteiten heeft. Door de goede eigenschappen kan het langdurig veel belasting opnemen zonder dat het veel doorbuigt. Bekende staalprofielen zijn dan ook de L, H, en I profielen waarbij het materiaal aan de uiteinden is geconcentreerd. Indien de belasting en overspanning van de stalen ligger vastliggen dan kan het benodigde weerstands- en traagheidsmoment worden bepaald. Hoe reken je zelf een stalen ligger uit? Op basis daarvan kan middels standaard doorsneden voor liggers de juiste profieldimensies worden bepaald door het tabellenboek voor staal te raadplegen. Bij de toegepaste ligger behoren een bepaalde sterkte en stijfheid en op basis daarvan kan worden gecontroleerd wat de veiligheid van de ligger is. Bovendien kan worden gecontroleerd hoeveel de stalen ligger doorbuigt en of dat aan de wettelijke eisen voldoet.

Hoe reken je beton uit?

Een ander populair materiaal om toe te passen is de gewapende betonbalk. Het maakt gebruik van de hoge trekcapaciteit van betonstaal in combinatie met een hoge drukcapaciteit van het beton. Er is dus sprake van twee materialen die samen komen in een enkele doorsnede. Hoe kun je op basis van de overspanning en belasting de betonnen balk doorrekenen? Meest belangrijk daarbij is dat de juiste hoofdwapening wordt bepaald middels de inwendige hefboomsarm in combinatie met de opname capaciteiten van de gewapende betondoorsnede. Aanvullend geldt daarbij dat dwarskrachten optreden welke slechts beperkt door het beton wegens afschuiving kunnen worden opgenomen. Ook daartoe dient wapening te worden toegepast om de dwarskracht van de ligger over te kunnen hevelen naar de steunpunten. Hoe reken je dwarskrachtwapening van een balk uit? Om extreme belastingen te kunnen opnemen dient men drukwapening toe te passen. Komt men op een bouwplaats dan valt veelal op dat het wapeningsstaal er roestig uitziet. Dit heeft een zeer praktische reden omdat het ervoor zorgt dat de verbinding tussen staal en beton op een goede duurzame manier tot stand komt.

Hoe kun je liggers doorrekenen en wat zijn de eigenschappen van staal daarbij?
Hoe reken je zelf een stalen ligger uit?

Hoe reken je zelf een stalen ligger uit?

Veelal wordt een ligger op twee steunpunten geplaatst om zodoende een bepaalde belasting op te kunnen nemen. Staal is een sterk materiaal, echter de belastingen kunnen ook hoog zijn. Zeker als het gaa…
Hoe reken je een houten balk door?

Hoe reken je een houten balk door?

Platte daken, vloeren in woningen enzovoorts kunnen in hout worden uitgevoerd. Hout is een relatief goedkoop materiaal en daarmee kunnen handig tegen een gunstige prijs onderdelen van een woning worde…
Hoeveel buigt een stalen ligger door?

Hoeveel buigt een stalen ligger door?

Een stalen ligger kan een bepaalde mate van doorbuiging opnemen. Het wordt bepaald door de elasticiteit en het traagheidsmoment van de doorsnede. De combinatie van deze twee bepaalt de stijfheid van d…
Hoe herleid je momenten bij een ligger op twee steunpunten?

Hoe herleid je momenten bij een ligger op twee steunpunten?

De bepaling van het representatieve of reken moment - maximale belastingstoestand voor een ligger uitgedrukt in kNm uitgerekend door belasting maal arm - is van belang om sterkte en stijfheid van mate…
Hoe reken je een betonnen balk door?

Hoe reken je een betonnen balk door?

Overal in huis liggen betonnen balken om belasting naar de dragende lijn af te dragen. Het kan zijn dat je die balken extra wilt belasten. Ook kan het zijn dat je zelf een betonbalk in huis wilt toepa…
Hoe kun je een ligger op drie steunpunten doorrekenen?

Hoe kun je een ligger op drie steunpunten doorrekenen?

Om een ligger op drie steunpunten te kunnen doorrekenen dient er een scharnier te worden geïntroduceerd. Het is echter de vraag wat een verstandige plek is om het aan te brengen, zodat één en ander we…
Belasting op een ligger naar dwarskracht en moment herleiden

Belasting op een ligger naar dwarskracht en moment herleiden

Liggers dienen ervoor om een belasting op te nemen, of gewicht naar de steunpunten over te dragen. Het hangt echter van de mate van de belasting af in combinatie met de overspanning en het aangrijppun…
Hoe reken je dwarskrachtwapening van een balk uit?

Hoe reken je dwarskrachtwapening van een balk uit?

Betonbalken worden toegepast, omdat deze tegen een relatief gunstige prijs kwaliteit verhouding veel belasting kunnen opnemen. In de lengterichting neemt de balk moment uit de belasting van boven op d…
Gepubliceerd door Geinformeerd op 16-01-2013, laatst gewijzigd op 18-05-2017. Het auteursrecht van deze special ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.

Bronnen en referenties
Schrijf mee!