Belasting

Betekenis

Belasting is elke oorzaak van krachten op of van vervormingen in een bouwconstructie. Wanneer een constructie belast wordt, ontstaan inwendige spanningen en mogelijk vervormingen; ook krachten als gevolg van uitzetting door temperatuur kunnen belasting veroorzaken. In verband met belastingen beoordeelt men stabiliteit, sterkte en stijfheid van de constructie.

Toepassing

Belastingen vormen de basis voor constructief ontwerp en veiligheidsevaluatie.

• Bepalen van stabiliteit van draagstructuren en het evenwicht van een gebouw.
• Beoordelen van sterkte om scheuren en breuk te vermijden.
• Beoordelen van stijfheid om doorbuiging, hoekverdraaiingen en ongewenste vervormingen te beperken.
• Ontwerp van funderingen en afdrachtpaden voor lasten naar de grond.
• Berekening van verkeersbelasting bij wegen en bruggen en bijzondere belastingen zoals aardbevingen.

Aandachtspunten

• Houd rekening met verschillende typen belastingen (permanent, veranderlijk, intern/extern, bijzonder).
• Zorg dat afdrachtroutes van lasten logisch lopen: van draagvloer naar draagbalken, muren en fundering naar de grond.
• Controleer verdeling van de belasting (gelijkmatig, lineair toenemend of willekeurig) en eventueel vervangende puntlasten.
• Rekening houden met tijdsafhankelijke en tijdsonafhankelijke doorbuiging; totale doorbuiging is hun som.
• Ontwerp volgens de relevante grenstoestanden: uiterste grenstoestand en bruikbaarheidsgrenstoestand.

Soorten belastingen

• Permanente belastingen (G): altijd aanwezig, zoals eigen gewicht en blijvende bouwelementen.
• Veranderlijke belastingen (Q): niet altijd aanwezig, zoals wind (druk en zuiging), hemelwater, sneeuw, machines, meubels en personen; bij wegen en bruggen onder andere verkeersbelasting.
• Interne en externe belastingen: krimp, zettingen, temperatuurverschillen, wisseling in vochtgehalte en vorst; eigenlijk veranderlijke belastingen.
• Bijzondere belastingen (F): bijvoorbeeld aardbevingen, explosies, brand en stootbelastingen (aanrijdingen).
• Momentane belasting: veranderlijke belasting die zeer waarschijnlijk op een willekeurig tijdstip voorkomt.
• Vrije belasting: belasting met binnen bepaalde grenzen een willekeurige ruimtelijke verdeling over de constructie.

Afdracht van belastingen

Afdracht van belastingen betreft het overbrengen van krachten naar de muren, fundering en grondslag.

• Volumebelasting: [N/m3].
• Oppervlaktebelasting: [N/m2], bijvoorbeeld vloerbelasting.
• Lijnlasten: [N/m], bijvoorbeeld geschematiseerde balk of ligger.
• Puntlasten: [N], bijvoorbeeld geconcentreerde belastingen in skeletbouw.

Voorbeeldafdracht:

• Dakplaten dragen af naar gordingen, gordingen naar muren, muren naar fundering en fundering naar vaste grondslag.
• Vloeren dragen af naar muren, die weer naar de fundering dragen.

Verdeling van de belasting

Belastingen kunnen hoofdzakelijk verdeeld zijn als:

• gelijkmatig verdeelde belasting,
• lineair toenemende belasting,
• willekeurig verdeelde belasting.

Vervangende puntlasten kunnen worden bepaald; voorbeelden:

• Gelijkmatig verdeelde belasting op een inklemming: R = q * l.
• Lineair toenemende belasting (drukeffect op keerwand): R = 1/2 * q * h, met aangrijpingspunt a = 1/3 * h.
• Waterdruk op diepte h: p = ρ * g * h [N/m2] en bij breedte b geldt q = p * b [N/m]; voor absolute waterdruk wordt de atmosferische druk van circa 1 atm erbij opgeteld.

Doorbuigingen

• Tijdsafhankelijke doorbuiging: toeneming van doorbuiging in de tijd bij gelijkblijvende belasting.
• Tijdsonafhankelijke doorbuiging: onmiddellijke doorbuiging ten gevolge van een belasting.
• Totale doorbuiging: som van tijdsafhankelijke en tijdsonafhankelijke doorbuiging.

Grenstoestanden

Vervormingen en sterkte-eisen door belastingen worden beoordeeld met grenstoestanden, waaronder de uiterste grenstoestand en de bruikbaarheidsgrenstoestand.

Eisen / regelgeving

• NEN-EN 1990 (Eurocode 0: Grondslagen van het constructief ontwerp).
• NEN-EN 1991 (Belastingen op constructies en Verkeersbelasting op bruggen).