Spatkrachten

Betekenis

Spatkrachten zijn de horizontale componenten van de krachten in een constructie met schuine of gebogen onderdelen; zij vormen samen met de verticale drukkracht op het steunpunt de totale krachtswerking. Deze zijwaartse krachten proberen het dragende element naar buiten te laten wijken en trekken steunpunten of pijlers uit elkaar.

Toepassing

Spatkrachten komen voor waar schuine of gebogen elementen krachten naar de zijrichting omzetten.

• In boogconstructies en boogbruggen, waar de bogen een horizontale uitdrukkende kracht leveren.
• Bij kap- en dakconstructies, die het metselwerk van muren naar buiten kunnen duwen.
• In lage of flauwe dakhellingen, die meer spatkrachten genereren dan steilere daken.
• In massieve gewelven en koepels, waarbij pijlers en muren de zijwaartse lasten opnemen.

Aandachtspunten

• Scheurvorming in gevels kan optreden wanneer spatkrachten niet adequaat worden afgeleid.
• Dakhelling beïnvloedt de grootte van de spatkrachten: een kleinere hellingshoek geeft meer spatkrachten.
• Spatkrachten kunnen steunpunten of pijlers uit elkaar trekken en zo de stabiliteit van de constructie aantasten.
• Afleiding of opvang van spatkrachten vereist constructieve maatregelen die de zijwaartse krachten naar geschikte dragende elementen leiden.

Verminderen en afleiden van spatkrachten

• Dak steiler maken om de gegenereerde spatkrachten te verminderen.
• Vloer van de dakverdieping inzetten als trekband of trekbalk tussen de "voeten" van het dak (bijvoorbeeld bij A-spant of Verbeterd Hollands spant).
• Dakverband stijf maken door dakonderdelen goed aan elkaar te verbinden (ankerbalkprincipe) zodat stijve driehoeken ontstaan en krachten vooral verticaal verlopen.
• Trekstangen tussen uitwijkende kapdelen toepassen om delen onderling te verbinden.
• Zware, dikke muren (anderhalve of twee stenen dik) gebruiken om zijwaartse krachten beter op te vangen.
• Steunberen aanbrengen om de muur meer capaciteit te geven om zijwaartse lasten af te leiden.
• Zware pijlers toepassen die de spatkrachten localiseren en de muur ontlasten (voorbeeld: koepel- en gotische constructies).
• Balken tussen muren opnemen en aan de buitenzijde bevestigen met muurankers.
• Balken in muren opnemen en deze onderling koppelen.
• Overstekken of uitkragingen aanbrengen die een deel van de zijwaartse krachten opnemen.
• Kettingankers door ramen en muren toepassen om de krachten door de constructie te leiden.

Voorbeelden

• Boogbruggen waarbij spatkrachten uit de bogen worden opgevangen door trekstangen onder het dek.
• De massieve pijlers rond de koepel van het Pantheon die spatkrachten opnemen.
• Gotische gebouwen met luchtbogen die zijwaartse krachten afleiden naar pijlers.
• Kettingankers aangebracht door bouwmeesters (bijvoorbeeld rondom sommige kerken) om muren tegen uitzetten te beveiligen.