Voor hogere belastingen en overspanningen worden door berekening liggersecties verkregen, die moeilijk in de vereiste lengtes te verkrijgen zijn. In dergelijke gevallen moet men overstappen op complexe constructies. De constructies beschreven onder 1 en 2 zijn volledig handwerk. In dit geval is het gebruik van moderne verbindingsmiddelen zeer geschikt.
1. Balk verbonden door balken
Elk twee balken, en soms elk drie balken, worden bij het maken van bruggen op elkaar geplaatst en vervolgens met pluggen en schroeven met elkaar verbonden. In hoeverre een dergelijke doorsnede het draagvermogen van een overeenkomstige volledige doorsnede zal bereiken, hangt af van de efficiëntie van de hersenen, de vochtigheidsgraad van het materiaal en de kwaliteit van de afwerking. Dit zal nooit volledig het geval zijn. Volgens de DIN-norm is het weerstandsmoment voor twee liggers W=0,85 bh__2_/6_, en voor drie liggers W=0,7 bh__2_/6._ Voor bruggen zijn deze coëfficiënten worden teruggebracht tot respectievelijk 0,8, 0,6. Neem bij het berekenen van de doorbuiging aan dat het traagheidsmoment voor twee balken I=0,6 bh__3_/12_ is, en voor drie balken I=0,3 bh__3_/12_. vastdraaien.
Afbeelding 1: Een balk verbonden door balken, gebruikt als onderbouw in een tussenverdieping.
Voor rechthoekige timmerhersenen die altijd van eikenhout zijn gemaakt, is de meest geschikte insnijdingsdiepte 1/8 tot 1/10 hoogte van individuele balken; de vezels van het koord en de vezels van de balken moeten zich in dezelfde richting uitstrekken.
Om naar beneden buigen te voorkomen, krijgen de balken met de hersenen vóór de eindmontage een overhang of pijl richting het midden van de overspanning. De balken worden met schroeven met elkaar verbonden en het groefsteken van de moffen gebeurt in één werkfase met een kettinggroefmachine. Op afb. 1 toont een balk met meenemers gebruikt voor de onderbouw in de tussenverdieping. Balken met schoren zijn gemaakt tot bereik 15 m.
Balken met hersenen mogen slechts uitzonderlijk worden gebruikt, omdat alle typen, naast een relatief laag draagvermogen, veel werk en een groot materiaalverbruik vereisen. Het is belangrijk dat de vervormingen veroorzaakt door de belasting zo klein mogelijk zijn.
2. Hanger, steun en ondersteunde hanger
In het geval dat de normale dwarsdoorsnede van de balk onvoldoende is, en er voldoende ruimte is in het vlak aan de onder- of bovenzijde (bijvoorbeeld op dakstoelen, bruggen, steigers, enz.), is er een mogelijkheid om een _hanger_ te plaatsen, of. ondersteuning of combinatie van hanger en ondersteuning. Gezien het aantal punten waar ophanging of ondersteuning wordt uitgevoerd, zijn er eenvoudige en dubbele hangers, of eenvoudige en dubbele steunen. Bij het berekenen van een eenvoudige hanger (fig. 2) wordt ervan uitgegaan dat de kolom of verticaal en beide scharen over de helft van de overspanning worden geplaatst en worden overgebracht naar de lagers met de helft van de belasting die, gelijkmatig verdeeld, op de horizontale spanning inwerkt. In Fig. 3 toont het verband tussen verticaal en spanning. Op afb. 4 toont een dubbele hanger die de ondersteunende dakconstructie voorstelt (linkerhelft: dak met spanten, rechterhelft: dak met kroonlijsten).
Figuren 2–5: Eenvoudige en dubbele hanger, verbinding van verticale lijnen en spanning en knoop van gording, kolom en dwarsbalk.
Horizontale stok tussen twee verticale lijnen wordt _crucifix genoemd. In Fig. 5 toont het knooppunt waar de dwarsbalk, kolom en dwarsbalk samenkomen; bij zware belasting wordt een knooppuntenplaat geplaatst. Op de steun bevindt de draagconstructie zich onder de balk die op één punt (fig. 6) of op twee punten (fig. 7) wordt ondersteund. In dit geval moet de horizontale component (duwkracht) door de steun worden opgevangen. Om de spanning te verhogen is de dynamo op de foto 7 er met bouten en moeren aan verbonden. Afbeelding 8 toont een ondersteunde hanger, die een combinatie vertegenwoordigt tussen een hanger en een steun. Om de sneden te kunnen uitvoeren zonder door te gaan, moet de spanning dubbel zijn.
Afbeeldingen 6–8: Eén- en tweepuntssteun en ondersteunde hanger.
3. Volledige ordners
Balkbevestigingen
Massieve balken, gemodelleerd naar de I-secties van staalconstructies, verschijnen in de vorm van balken verbonden met hersenen, gelijmd of gelakt met spijkers. De bovengrens van het bereik is 15 m. In termen van structurele hoogte, vergelijkbaar met staalconstructies, zou deze in het bereik 1/8 tot 1/12 moeten liggen. De eenvoudigste vorm van de rib wordt weergegeven door een verticaal geplaatste talpa, verbonden door bouten en schroeven met riemen (fig. 9). Bij deze steunen moeten verstevigende verticale balken, die gemaakt zijn van sloophout en tussen de banden worden geplaatst, worden vermeden, omdat wanneer het hout krimpt, deze de vermindering van de hoogte verhinderen en kunnen leiden tot het afscheuren van de ribbe.
Afbeelding 9: De eenvoudigste ribvorm van een massieve balkverbinding.
In afb. 10 toont een eenvoudige overspanningsbalk 14,04 m. De onderdelen op de ribben zijn bedekt met gelijmde stukken multiplex. De ribben zijn met verstijvers van geschraapte balken geborgd tegen uitstulpingen. De benodigde druk bij het lijmen van de elementen wordt geleverd door schroeven die voor de veiligheid nog in de constructie achterblijven nadat de lijm is uitgehard. De ribbe bestaat uit twee lagen planken, dikte 24-40 mm, die gekruist zijn en aan elkaar zijn genageld. Om verbinding te maken met de meeste elementen worden pluggen en schroeven of spijkers gebruikt. In het geval dat de banden uit meerdere planken bestaan, neemt hun verplaatsing naar de ribbe toe naarmate de planken verder van de ribbe verwijderd zijn. De samengedrukte riem moet worden getest op knikken. Op afb. 11 er wordt één voorbeeld getoond volgens Russische normen.
Figuur 10: Eenvoudige overspanningsligger 14,04 m.
Afbeelding 11: Voorbeeld van een bundelbinder volgens Russische normen.
De lagere stijfheid wordt weergegeven door holle steunen (fig. 12). De boven- en onderband vormen ieder één geschraapte balk, die eenvoudig van de benodigde overhang kan worden voorzien. Het is handig om nabij het bed een schuin gedrukt element te installeren, dat met een inkeping tegen de onderste en bovenste riem rust; het vergroot de stijfheid van de balk, hoewel niet veel.
Afbeelding 12: Holle steun.
Boogbinders
In afb. 13 afgebeeld is een map voor een zoutopslagplaats in Nederland. De overspanning is 54 m, de bevestigingsafstand is 5,4 m. De voorspanning die ontstaat door het buigen van de verlijmde planken heeft geen merkbaar effect op het draagvermogen van de constructie. Het verminderen van het traagheidsmoment en het weerstandsmoment voor gelijmde secties is niet nodig.
Afbeelding 13: Arch binder voor een zoutopslagplaats in Nederland.
In afb. 14 toont een lichte framesteun met drie verbindingen, gemaakt door lijmen. De ribbe is opgebouwd uit panelen met een breedte van 18 cm tot 20 cm, een dikte van 5 cm, die na droging aan elkaar en aan de onder- en bovenband worden verlijmd met kauritlijm met een geel koudhardend additief.
Afbeelding 14: Lichte framesteun met drie verbindingen gemaakt door lijmen.
Geklonken boogbevestigingen, waarvan de ribbe bestaat uit twee lagen gekruiste planken in een rechte hoek, waaraan verschillende verticale planken, geplaatst volgens de vorm van de boog, als riemen worden genageld, zijn zeer economisch. Er is een mogelijkheid om relatief zwak en kort hout te gebruiken, zelfs voor de grootste overspanningen.
4. Roosterbevestigingen
Moderne houten vakwerkconstructies worden qua vormen en systemen meestal vergeleken met staalconstructies, hoewel ze niet altijd rationeel zijn voor houten constructies. Houten constructies zijn zo ontworpen dat er zo min mogelijk kracht ontstaat in de zijverbindingen. Secundaire spanningen hebben niet het belang dat ze hebben in staalconstructies. Staven die worden gedomineerd door kleinere eilanden hoeven vaak niet centraal te worden verbonden, vooral als er constructieve vereenvoudigingen worden bereikt. Vakwerkconstructies zijn voordeliger dan volledige steunen, als er voldoende constructiehoogte is. Ze plaatsten de timmerman en het materiaal echter voor moeilijkere taken.
Onderste band van balkbevestigingen is grotendeels horizontaal, d.w.z. tijdens het op maat maken krijgt het een bepaalde overhang, die zo wordt gemeten dat deze bij volledige belasting niet naar beneden buigt. De waarde van de overhang hangt af van de externe middelen, de vochtigheid van het gebouw en de statische hoogte van de bevestigingsmiddelen. Het is beter om een iets grotere overhang te geven dan te weinig. De bovenste band loopt grotendeels evenwijdig aan de dakbedekking.
In het geval van een te kleine helling (onder 6%) bestaat het gevaar dat, met een kleine structurele hoogte en meegevende knooppunten, tegengestelde valpartijen worden gecreëerd nabij het lager, met alle slechte gevolgen van dien. De helling van de statisch effectieve stang van de bovenste riem op het bed mag niet minder zijn dan 1:3.
Parallelle beugels
De beroemde Howe's worden nog steeds toegepast (fig. 15). De diagonalen zijn zo geplaatst dat ze bij volle belasting druk ontvangen, terwijl de verticalen onder spanning staan. De verticale staven zijn stalen staven met een ronde doorsnede met moeren aan beide zijden (fig. 15, rechts). Mocht de beugel door krimpen van het hout of een verkeerde constructie naar beneden buigen, dan kunnen de moeren achteraf worden vastgedraaid. Voor kleinere overspanningen of met minder belasting kunnen verticale lijnen ook in de vorm van een tang worden gemaakt (fig. 15, links). Het wordt aanbevolen dat de constructiehoogte, net als bij volledige steunen, tussen 1/8 en 1/12 ligt; voor grotere overspanningen en zwaardere belastingen wordt tot 1/6.
Figuur 15: Howe’s parallelle balk.
Enkeldraads dakbevestigingen
In afb. 16 en 17 enkeldraads bevestigingssystemen voor kleine en middelgrote overspanningen en voor lichte belastingen worden getoond.
Afbeeldingen 16–20: Eénpijps- en driehoekige dakbevestigingssystemen.
Afbeelding 21: Details van roosterbinder.
Driehoekbevestigingen
Driehoekige bevestigingsmiddelen (fig. 18 tot 22) voor kleinere en middelgrote overspanningen vertegenwoordigen de meest economische en wijdverbreide bevestigingsmiddelen voor houten constructies. De grootste bandkrachten treden niet op in het midden van de overspanning, maar op de steunen. Omdat de staven gevuld zijn, treedt er zelfs bij asymmetrische belasting alleen spanning op, d.w.z. druk, zonder wisselspanningen, wat het maken van knopen aanzienlijk vereenvoudigt, vooral in houten constructies. Op afb. 22 toont de map voor het gemeentehuis in Holzminden. Bij grotere overspanningen worden driehoekige bevestigingsmiddelen met opstaande dakrand gemaakt (fig. 23).
Afbeeldingen 22 en 23: Driehoekige map voor het gemeentehuis en map met verhoogde dakrand.
Mansardebevestigingen
Mansardebevestigingen (fig. 24 tot 26) voor overspanningen van 15 m tot 35 m zijn zeer economisch gebleken. Voor systeemhoogtes worden de bereiken 1/8 tot 1/6 aanbevolen. Voor het afdekken worden de volgende zaken in aanmerking genomen: golfplaten van asbestvezels, evenals dakpapier. Voor de helling van het licht hellende deel van het dak moet minimaal 6% worden aangehouden. Op afb. 26 toont de bindersysteemlijn voor fabrieken in München-Ost, samen met een aantal belangrijkere knooppunten: het Kübler-systeem. De overspanning is 26,5 m en de bevestigingsafstand is 7 m.
Afbeeldingen 24 en 25: Mansardebevestigingen.
Figuur 26: Systeemlijn en knooppunten van de mansardedak voor de centrale München-Ost.
Parabolische en boogbevestigingen
Voor daken met een groot eigen gewicht en een kleine helling, d.w.z. kleine gebieden blootgesteld aan de wind met een ongeveer gelijkmatig verdeelde sneeuwbelasting, is het rationeel om de vorm van de bevestigingen aan te passen aan de steunlijn. De opvulstaven van paraboolankers ontvangen geen krachten wanneer de belasting gelijkmatig verdeeld is. Hun taak is om willekeurige oneffenheden in de lading op te vangen en te voorkomen dat de bovenste riem knikt in het vlak van de bevestigingsmiddelen. Vulstaven moeten zo worden vastgebonden dat ze spanning en druk kunnen opnemen. De bovenrand wordt door zagen tot een boog gevormd (fig. 27). Op afb. 28 toont de systeemlijn en drie karakteristieke bindknooppunten.
Afbeelding 27: Parabolische sluiting met gebogen bovenrand.
Figuur 28: Systeemlijn en karakteristieke binderknooppunten.
Als bij zeer grote overspanningen alleen de dakbedekkingssteun als traliesteun wordt gebruikt (fig. 29), dan moet de onderligger, die druk krijgt, met noppen op de kroonlijsten worden ondersteund. Vanwege de variabele helling voor de dakbedekking komt karton zonder terrassen in aanmerking. Er is een mogelijkheid om een gelijkmatige helling van het dak te creëren, hetzij met verhoogde spanten die boven de dakrand en de nok rusten, hetzij met een dakrandmuur, d.w.z. door een zadeldak te installeren met een zo licht mogelijke helling.
Bevestigingsmiddelen met twee en drie verbindingen
Tweevoudig verbonden frames worden weergegeven in Fig. 30 en 31. Het maken van stijve knopen op de hoeken brengt bepaalde moeilijkheden met zich mee, die gemakkelijk kunnen worden overwonnen door het gebruik van met kunsthars verlijmde knoopplaten. In de vulstaven treden wisselspanningen op, waardoor de knopen lastig te construeren zijn. Op afb. 32 toont een vakwerkframe met twee verbindingen voor één bootoverkapping (de verbindingsafstand is 5,6 m). Op afb. 33 driedelige binder wordt gepresenteerd. Echte gewrichten zijn meestal uitgesloten; slechts enige mobiliteit is voldoende. Voor grote en grootste overspanningen wordt vooral gebruik gemaakt van driedelige bevestigingsmiddelen, omdat deze hiervoor zuinig zijn en technisch goed te verwerken zijn.
Afbeeldingen 29 en 30: Roostersteun voor dakbedekking en tweevoudig frame.
Afbeeldingen 31 en 33: Frame met twee delen en bindmiddel met drie delen.
Afbeelding 32: Dubbelscharnierend traliewerkframe voor botentent.
Hallen met meerdere schepen
In afb. 34, 35 en 36 worden getoond als praktische typen hallen met meerdere schepen. Op afb. 36 wordt gepresenteerd als map van de ceremoniële zaal van de zangvereniging in Wenen. Voor het maken van verbindingen werden ringvormige kralen gebruikt.
Afbeeldingen 34 en 35: Praktische soorten zalen met meerdere schepen.
Foto 36: map van de ceremoniële zaal van de zangvereniging in Wenen.
5. Torens, steigers en tribunes
Hout als bouwmateriaal komt in aanmerking voor de constructie van torens voor uitkijktorens en uitkijktorens, kerktorens en torens voor industriële installaties. De stabiliteit van permanente gebouwen wordt grotendeels bereikt door de kolommen in de fundering te klemmen. Voorwerpen die voor tijdelijke doeleinden bedoeld zijn, worden vaak vastgezet door middel van vastbinden met staalkabels die in ten minste drie richtingen zijn gespannen. De basis is meestal vierkant of rechthoekig. Driehoekige funderingen kunnen uiteindelijk economisch zijn. Er moet bijzondere aandacht aan worden besteed dat er zich geen water of vuil ophoopt in de knooppunten van de torens die geen bekleding hebben, en dat lucht rond alle delen kan circuleren. Voor permanente objecten mag alleen geïmpregneerd hout worden gebruikt. Impregnatie bereikt zijn doel alleen volledig als het wordt uitgevoerd na het snijden van het materiaal, maar vóór de montage. Het wordt aanbevolen om rondhout te gebruiken voor de kolommen, ondanks dat de verbinding moeilijker is.
Afbeelding 37: Houten tribune in Leipzig.
Bovendien wordt hout nuttig gebruikt voor de constructie van steigers en tribunes. Op afb. 37 toont één tribune in Leipzig. Voor externe middelen werden alligatorhersenen met tandringen gebruikt. Indien de stands slechts een tijdelijke functie dienen, zijn deze nooit afgedekt. Er moet echter voor worden gezorgd dat het ontwerp met de grootste zorg wordt uitgevoerd en dat allereerst de nodige langs- en dwarsverstijvingen worden geplaatst. Om het materiaal na demontage te kunnen hergebruiken, moeten de knooppunten zo worden geconstrueerd dat de schade zo klein mogelijk is.
6. Bruggen
Voor de constructie van bruggen speelde hout, naast steen, vroeger een belangrijke rol. Wat betreft de duurzaamheid van het object zijn de verhoudingen aanzienlijk veranderd. Door de constante toename van de asdrukken en dynamische belastingen gaat dit bouwveld voor houtconstructies vrijwel volledig verloren. Houten bruggen zijn tegenwoordig niet meer in gebruik, maar de volgende tekst beschrijft hoe ze in het verleden werden gebouwd en gebruikt.
Voor bruggen mag alleen hout van kwaliteitsklasse II of I worden gebruikt; bij het plaatsen moet het hout minimaal halfdroog zijn en moet het zo worden gelegd dat het verder kan drogen. Voor dit doel zijn impregnatie- en beschermende coatings, die in dit geval na verwerking en vóór montage moeten worden aangebracht, op zichzelf niet voldoende.
Spijkerverbindingen zijn toegestaan voor bruggen als kan worden voorkomen dat er vocht binnendringt tussen de houten elementen die met spijkers zijn verbonden en op deze manier kunnen de spijkers worden beschermd tegen falen als gevolg van roesten. Verlijmde verbindingen zijn alleen toegestaan als gebruik wordt gemaakt van een kunstharslijm, die volledig bestand is tegen vocht.
Figuur 38: Dwarsdoorsnede van de stoepplank van de tijdelijke brug over de Weser in Höxter.
Voor tijdelijke bruggen werden meestal gecombineerde structurele systemen toegepast, waarbij voor de hoofdsteunen stalen I-profielen werden gebruikt, terwijl de overige delen van de bovenste en onderste machinerie uit hout bestonden. Op afb. 38 toont een dwarsdoorsnede van de bestrating van de tijdelijke brug over de Weser in Höxter. Bruggen kunnen zonder langsliggers zijn, en soms zonder dwarsliggers, afhankelijk van het type brug en het doel ervan. In een dergelijk geval rust de bestrating direct op de hoofdsteunen. Veel van deze bruggen zijn ontworpen voor voetgangersverkeer. Op afb. 39 Er wordt een beschermende brug onder een kabelbaan getoond.
Afbeelding39: Beschermbrug onder de kabelbaan.
Gerelateerde onderwerpen
Zie meer over het materiaal op de pagina Materialen, en over de manier waarop het bedrijf werkt op de pagina Productie. Voor het gebruik van hout in schrijnwerk, zie houten ramen en hout-aluminium ramen.