Wat is constructiesnelheid?

Constructiesnelheid is de snelheid waarvoor een vervoersmiddel of voertuig is constructeur oftewel de snelheid waarvoor een voertuig is gemaakt. met het woord constructiesnelheid wordt duidelijk gemaakt dat voertuigen voor een bepaalde snelheid zijn ontworpen en gemaakt. Dit is logisch want voertuigen verschillen en de toepassing van voertuigen verschilt in de praktijk ook. Daarom zijn er door de jaren heen diverse soorten voertuigen ontworpen en geproduceerd. In feite heeft elk voertuig een constructiesnelheid maar meestal heeft men het specifiek bij snorfietsen en brommers over een constructiesnelheid. In deze tekst is nader ingegaan op de term constructiesnelheid en een aantal belangrijke onderwerpen die verband houden met dit begrip.

Constructieve stevigheid
Lang niet alle voertuigen zijn geschikt om er een bepaalde snelheid mee te behalen. Dit heeft te maken met de constructieve stevigheid van het voertuig maar ook met het vermogen van de motor. Wanneer er in een voertuig een zware motor wordt geplaatst maar het frame of de wielen van het voertuig zijn niet geconstrueerd voor een bepaalde snelheid dan kan het voertuig bij een bepaalde snelheid overbelast raken waarbij de zwakke voertuigdelen gaan vervormen, slijten of breken. Dit heeft meestal ernstige gevolgen voor het voertuig en de bestuurder.

Regeling Voertuigen
De Regeling Voertuigen wordt ook wel het Voertuigreglement genoemd en heeft een specifieke bepaling voor bromfietsen en snorfietsen als het gaat om de constructiesnelheid. Voor brom- en snorfietsen is in de Regeling Voertuigen bepaald dat:  “de door de constructie bepaalde maximumsnelheid, niet meer mag bedragen dan de op het kentekenbewijs of in het kentekenregister vermelde maximum constructiesnelheid, vermeerderd met 5 km/h. Voor de meting van deze snelheid moet gebruik worden gemaakt van de daartoe bestemde en geijkte bromfietsrollentestbanken die de maximum constructiesnelheid vaststellen”.

Constructiesnelheid bromfiets
De constructiesnelheid van een bromfiets is vastgesteld op 45 kilometer per uur. Op deze constructiesnelheid is de bromfiets gebouwd. Dan heeft men het niet alleen over het frame van de bromfiets maar ook over de wielen en de remmen. Als men harder gaat rijden met een bromfiets dan deze constructiesnelheid dan kunnen deze onderdelen extra hard gaan slijten of vervormen, scheuren vertonen of gaan breken.

Daarnaast is het ook levensgevaarlijk om harder te rijden dan de constructiesnelheid als men niet zeker weet of de brommer wel op het gewenste moment tot stilstand komt als het remsysteem in werking wordt gezet. Om die reden is het verboden om brommers op te voeren. Brommers kunnen door de politie op een rollentestbank worden getest of ze niet zijn opgevoerd. Brommers mogen niet harder dan 45 kilometer per uur. Daar wordt 5 kilometer per uur bij opgeteld in Nederland. Dit houdt niet in dat iemand met een brommer ook daadwerkelijk 50 kilometer per uur mag rijden. De maximale snelheid voor een brommer op de weg is 45 kilometer per uur plus de wettelijke correctie van drie kilometer per uur.

Dit zorgt voor een totale maximale snelheid van 48 kilometer per uur. Deze maximale snelheid is echter alleen van toepassing in gebieden en wegen waar ook daadwerkelijk deze snelheid gereden mag worden. Op wegen waar bijvoorbeeld 30 kilometer per uur mag gereden worden zal een bromfiets ook niet sneller mogen dan de aangegeven maximumsnelheid. Er kan dus in de praktijk zeker een verschil zijn tussen de constructiesnelheid en de maximale snelheid die op verkeersborden is aangegeven.

Constructiesnelheid snorfiets
Een snorfiets is een voertuig dat in zijn meest eenvoudige vorm bestaat uit een fiets met een hulpmotor. Tegenwoordig zijn er echter ook verschillende andere modellen van snorfietsen ontwikkeld die op brommers en scooters lijken. Daarom heeft men het ook wel over snorscooters. Een snorfiets heeft een maximale constructiesnelheid van 25 km per uur. Deze snelheid staat op het kentekenbewijs of de kentekencard en is bovendien in het kentekenregister genoteerd. Als een snorfiets wordt getest op een rollerbank dan mag deze 4 kilometer per uur harder rijden dan de aangegeven 25 kilometer per uur. Als het voertuig harder kan dan 29 kilometer per uur dan is dat voor de politie een indicatie dat de snorfiets opgevoerd is of dat de snelheidsbegrenzing van bijvoorbeeld de snorscooter is verwijderd of is aangepast.

Dit is uiteraard verboden en de politie zal een boete opleggen aan mensen die hun snorfiets of brommer hebben opgevoerd. In de praktijk mag een snorfiets maximaal 25 kilometer per uur rijden plus een wettelijke correctie van drie kilometer per uur. Met een eenvoudige rekensom is de maximale snelheid die iemand met een snorfiets kan rijden zonder een boete te krijgen 28 kilometer per uur. Uiteraard moet iemand een snorfiets wel gebruiken op de plaatsen op de weg waarop dat mag. Een snorfiets mag uiteraard niet op het trottoir worden gebruikt behalve wanneer men de snorfiets te voet aan de hand meevoert. Een snorfiets wordt in de praktijk vaak op dezelfde manier gebruikt en moet zich aan dezelfde regels houden als een gewone ongemotoriseerde fiets.

Constructiesnelheid en constructieve stevigheid
In de alinea’s hiervoor heb je tussen de regels door kunnen lezen dat de term constructiesnelheid in de letterlijke zin niet altijd van toepassing is. Als men kijkt naar scooters en brommers die een snelheidsbegrenzing bevatten dan is het voertuig constructief sterk genoeg om een hogere snelheid aan te kunnen maar zijn er wijzingen doorgevoerd om dit te voorkomen. Snorfietsen zien er lang niet altijd meer uit als de klassieke Spartamet maar kunnen in plaats van een stevig fietsframe ook bestaan uit een frame van een brommer of scooter. Een dergelijk frame kan natuurlijk zwaarder belast worden en zou in theorie ook een hogere vastgestelde constructiesnelheid moeten hebben.

Ondanks dat heeft men het nog steeds over een constructiesnelheid van 25 kilometer per uur voor een snorfiets. De constructiesnelheid lijkt daardoor veel meer verband te houden met de snelheid die genoteerd is in het kentekenbewijs van het voertuig dan de snelheid die constructietechnisch gezien mogelijk is voor het voertuig. Desondanks wordt in de praktijk nog steeds de term constructiesnelheid gebruikt.

Wat zijn de executieklassen conform EN1090?

De EN1090 is een Europees geharmoniseerde productnorm die van toepassing is op dragende  constructiedelen die vervaardigd worden van staal of aluminium en gebruikt worden in bouwproducten. Binnen de Europese Unie zijn bedrijven conform de EN1090 verplicht om aan de eisen voor een CE-markering te voldoen. Dit vereist wat van de bedrijfsvoering van las- en constructiebedrijven. De producten die las- en constructiebedrijven maken zijn echter divers. Daarom zijn de eisen die aan de constructies worden gesteld ook verschillend.

Execution Classes of EXC
Aan constructies die bijvoorbeeld in de buurt van mensen worden geplaatst zijn andere eisen gesteld dan aan constructies die geheel niet door mensen in gebruik genomen zullen worden. Daarom  worden constructies ingedeeld in verschillende uitvoeringsklassen. In deze uitvoeringsklassen zijn de eisen waaraan een constructiebedrijf volgens de EN1090 moet voldoen vastgelegd. De uitvoeringsklassen worden in het Engels ook wel Execution Classes of EXC genoemd. De EXC is de internationale aanduiding voor de uitvoeringsklassen waarin de constructiedelen worden ingedeeld. Er zijn in totaal vier verschillende Execution Classes. Deze lopen op van EXC 1 tot en met EXC 4. Constructies worden in deze klassen ingedeeld op basis van een aantal aspecten:

  • Materiaal
  • Lasprocedure
  • Belasting
  • Toepassing
  • Vormgeving
  • Type constrcutie

Het komt in de praktijk ook voor dat er geen uitvoeringsklasse is aangegeven. Als er geen uitvoeringsklasse bij een opdracht is benoemd of gespecificeerd dan gaat men uit van EXC 2. Hieronder zijn de verschillende uitvoeringsklassen nader omschreven.

EXC 1
Uitvoeringsklasse 1 is een uitvoeringsklasse die wordt gebruikt voor constructiedelen die van staal worden gemaakt tot sterkteklasse S275 en statisch worden belast. Daarnaast wordt deze uitvoeringsklasse ook gebruikt voor constructiedelen die vervaardigd zijn van legeringen die aluminium bevatten en eveneens hoofdzakelijk statisch worden belast. De EXC 1 wordt toegepast bij constructies zoals trappen en leuningen die worden toegepast in woningen en gebouwen in de agrarische sector. Daarnaast wordt EXC 1 ook gehanteerd bij constructies die worden toegepast in serres van woningen en vrijstaande huizen met maximaal vier verdiepingen. Ook bij vergelijkbare constructiedelen en constructietoepassingen wordt EXC 1 gebruikt als uitvoeringsklasse-aanduiding.

EXC 2
Uitvoeringsklasse 2 is een uitvoeringsklasse die wordt toegepast als aanduiding voor constructiedelen die van staal zijn gemaakt tot sterkteklasse van S700. Ook wordt EXC 2 gehanteerd voor constructiedelen de gemaakt zijn van aluminiumlegeringen. De constructiedelen die onder EXC 2 vallen worden hoofdzakelijk statisch belast. De delen die niet hoofdzakelijk statisch belast worden zullen worden ingedeeld in een andere uitvoeringsklasse.

EXC 3
Uitvoeringsklasse 3 is van toepassing bij constructie delen van staal tot sterkte klasse S700 en ook voor constructiedelen die gemaakt zijn van aluminiumlegeringen . Ook in deze klasse gaat het om constructiedelen die hoofdzakelijk statisch worden belast. De delen die niet hoofdzakelijk statisch worden belast zullen in een andere uitvoeringsklasse worden ingedeeld. De EXC 3 is van toepassing op gebouwen die hoger zijn dan 15 verdiepingen. Daarnaast wordt EXC 3 ook toegepast op grote dakconstructies en constructies op publieke plaatsen zoals treinstations en busstations. Verder is EXC 3 van toepassing op bruggen en paalconstructies. EXC 3 wordt ook gebruikt voor torens, uitkragende gebouwen en grote schoorstenen voor bijvoorbeeld fabrieken.

EXC 4
Uitvoeringsklasse 4 is de uitvoeringsklasse die de zwaarste eisen omvat. De EXC 4 van toepassing op alle constructie delen genoemd in EXC 3. Het verschil is dat er grote consequenties voor de mensen, gebouwen en het milieu in de directe omgeving ontstaan als deze constructies falen. Men past deze uitvoeringsklasse toe in bijvoorbeeld dichtbevolkte woongebieden. Ook in bruggen en andere civiele kunstwerken in (water) wegen. Verder wordt EXC 4 ook toegepast in industriële bouwwerken met een hoog potentieel gevaar hierbij kan men denken aan constructies in nucleaire kracht centrales.

Wat is een inbus, een inbusbout of een inbussleutel?

Inbussleutels

In de techniek gebruikt men verschillende bouten en moeren voor het bevestigen van constructiedelen. Deze delen kunnen bijvoorbeeld van metaal, hout of kunststof zijn gemaakt. Verbindingen die doormiddel van bouten en moeren worden gemaakt zijn uitneembaar. Dit is een voordeel wanneer constructiedelen vervangen moeten worden. Verder zijn verbindingen van bouten en moeren handig wanneer men constructiedelen als bouwpakket aanlevert aan de eindgebruiker. Deze kan dan met behulp van een bepaalde sleutel of sleutels de constructdelen in elkaar zetten. Meestal wordt hierbij ook gebruik gemaakt van een bouwtekening of constructietekening.

Inbus
Bouten en moeren kunnen doormiddel van een inbussysteem worden bevestigd. Een inbus is een zeskantige uitsparing aan de binnenkant van de kop van de bout. De moer heeft geen specifieke vorm. Meestal is de moer gewoon een zeskant met de juiste spoed voor de inbusbout. Daarnaast kan men ook gebruik maken van constructiedelen waar schroefdraad in is gesneden. In deze constructiedelen draait men dan de inbusbout vast. Inbusbouten en inbussleutels zijn er in verschillende maten. Deze worden in twee reeksen ingedeeld:

  • metrisch (maten in millimeters)
  • en in inches.

De maat van de INBUS is de afstand tussen twee tegenover elkaar liggende vlakke zijden van het inbus zeskant.

Betekenis van INBUS
De letters INBUS zijn in feite een Duitse afkorting. Deze afkorting staat voor Innensechskantschraube Bauer und Schaurte. Het woord ‘Innensechskantschraube’ is Duits voor ‘binnenzeskantschroef’. De naam  Bauer und Schaurte (Neuss, Duitsland) heeft dit bevestigingssysteem gepatenteerd.

Inbusbouten
Inbusbouten worden vaak geleverd bij bouwpakketten. Dit kan zowel een kas zijn maar ook voor speelgoed en kleine constructies kunnen inbusbouten worden toegepast als bevestigingsmiddel. De inbusbout heeft meestal een dikke kop. Dat is nodig omdat in deze kop een zeskantige uitsparing is aangebracht waar men de inbussleutel in plaatst. Vervolgens draait men de inbusbout met een inbussleutel de gewenste richting op. Daarbij komt er veel druk op de kop van de bout. Over het algemeen heeft men het niet over inbusbouten maar spreekt men gewoon over een bout of een inbus. Men heeft het ook wel over een schroef alleen dat kan wel voor verwarring zorgen. Daarom heeft men het dan ook over een ‘binnenzeskantschroef’ of ‘binnenzeskantbout’.

Inbussleutel

Inbussleutels
Verschillende formaten inbussleutels
De inbussleutel dient precies binnen de zeskantige uitsparing te vallen. Als men een iets te kleine inbussleutel gebruikt draait men de zes hoeken van de inbussleutel kapot. De hoeken worden dan afgerond en de inbussleutel kan dan niet meer worden gebruikt. De juiste maat inbussleutel dient te worden gebruikt voor de uitsparing in de boutkop. Een inbussleutel is een eenvoudig stuk gereedschap dat bestaat uit een metalen staafje dat een zeskantige doorsnede heeft. In dit staafje is een hoek van 90 graden aangebracht. Soms is één uiteinde van de inbussleutel een beetje rond gemaakt zodat men ook onder een bepaalde hoek de inbusbout kan aandraaien of losdraaien. Veel kracht kan men dan echter niet uitoefenen. Een inbussleutel kan ook in de vorm van een T-sleutel worden aangeschaft. Hierbij is de inbusstaaf niet voorzien van een hoek van 90 graden maar is er op één van de uiteinden een dwarsdeel of T-vormig handvat bevestigd. Daardoor kan men meer kracht zetten.

Wat is een cremona of een cremonadiagram?

Cremonadiagram is een woord dat wordt gebruikt in de constructie en de constructieleer. Het woord is afgeleid van de naam van een Italiaanse wiskundige Luigi Cremona  (Pavia, 7 december 1830 – Rome, 10 juni 1903). Hij bedacht de naam de naam cremonadiagram tijdens de bouw van de Eiffeltoren. Een cremonadiagram wordt ook wel kortweg Cremona genoemd.

Hoe ziet een cremonadiagram er uit?
Een cremonadiagram kan verschillende vormen hebben. Het is een krachtenfiguur dat bestaat uit een aantal knooppunten. In een cremonadiagram is het krachtenverloop van alle knooppunten opgenomen. Hierbij wordt onder andere gebruik gemaakt van driehoekverbindingen (piramides). De piramide is een vormvaste constructie en daardoor wordt deze vorm veel toegepast in vakwerk. Onder vakwerk verstaat men in deze context een samenstelling van staven of buizen. De staven worden onderverdeelt in trekstaven, drukstaven en zogenoemde nulstaven.

Vervorming van een constructie door belasting
De treksterkte van de staven en de sterkte die de staven hebben om een bepaalde druk te dragen kan doormiddel van een cremona worden vastgesteld. Ook de lengte verandering van de staven kan worden verwerkt in een cremona. Een constructie of bouwwerk welke zwaar belast wordt verandert namelijk van vorm. Metalen kunnen namelijk worden opgerekt omdat ze (in beperkte mate) elastisch zijn. Wanneer één metalen deel van een constructie wordt opgerekt heeft dit echter ook gevolgen voor de punten waar dit metalen deel mee in verbinding staat. De belasting wordt dus overgebracht op een groter deel van de constructie. De kracht die op de constructie wordt uitgeoefend wordt daardoor in feite door meerdere delen van de constructie gedragen. De vervormingen van de constructiedelen wordt in een cremona verwerkt. 

Wat wordt bedoelt met vakwerk of een vakwerkconstructie in de civiele techniek of bouwkunde?

Vakwerk is een term die op verschillende manieren kan worden uitgelegd. Zo zijn er mensen die bij het woord ‘vakwerk’ denken aan een product dat vakkundig is gemaakt door een techneut. In de civiele techniek en bouwkunde wordt met ‘vakwerk’ ook een constructie bedoelt. Deze constructie wordt gebruikt om een bepaalde ruimte te overspannen. Bij constructies voor bruggen kan men bijvoorbeeld gebruik maken van verschillende verbindingen waardoor vakken ontstaan.

Meestal gebruikt men daarvoor metalen profielen en buizen maar men kan ook gebruik maken van andere materialen zoals hout. Voorbeelden van vakwerk kan men vinden in vakwerkbruggen en dakstoelen. Daarnaast wordt ook in de audiovisuele techniek gebruik gemaakt van vakwerkconstructies. Deze zijn meestal van aluminium gemaakt. Deze constructies noemt men ook wel bij de Engelse naam ‘truss’. De trussen die gebruikt worden in de theatertechniek zijn meestal uitneembaar en worden gebruikt om er  verlichtingsunits en geluidsunits op te bevestigen.

Toepassen van verbindingen
Als men kijkt naar een truss of een vakwerkbrug dan ziet men dat deze constructies uit allemaal verbindingen zijn samengesteld. Over het algemeen gebruikt men hiervoor driehoeken. De reden waarom driehoekverbindingen worden toegepast ligt in het feit dat driehoeken vormvast zijn.

Het is echter ook mogelijk om bij vakwerk gebruik te maken van een ladderconstructie. Een bekend voorbeeld hiervan is de Vierendeelligger. Deze constructie is vernoemd naar de Belgische ingenieur Arthur Vierendeel. Hierbij worden geen driehoeken gebruikt maar rechthoeken.

Vakwerkconstructies worden overigens niet alleen horizontaal toegepast. Het is namelijk ook goed mogelijk om vakwerkconstructies verticaal toe te passen in bijvoorbeeld grote zendmasten.

Vakwerkconstructie ontwerpen
Uiteraard moet men de constructieprincipes uit de constructieleer in acht nemen als men een vakwerkconstructie ontwerpt. Een constructeur moet daarom meestal verschillende sterkteberekeningen maken voordat het ontwerp van de vakwerkconstructie gereed is en uitgevoerd kan worden.

Wat is een spaceframe en waar wordt deze constructie toegepast?

Spaceframe is een benaming uit het Engels en kan in het Nederlands worden vertaald met ruimtelijke constructie. Deze constructie lijkt een beetje op een vakwerkconstructie waarbij verschillende verbindingen worden gemaakt zodat een grote vrije overspanning mogelijk is.

Hoe ziet een spaceframe er uit?
Een spaceframe kan verschillende vormen en afmetingen hebben. Kenmerkend voor een spaceframe is dat deze uit verschillende verbindingen bestaat om een grote ruimte te voorzien van een bepaalde stevigheid. Over het algemeen wordt gebruik gemaakt van buizen van aluminium of staal. Buizen die gemaakt zijn van staal zijn goedkoper maar wel zwaarder. Daarom wordt regelmatig voor aluminium gekozen. Een spaceframe bestaat uit verschillende (driehoekige) verbindingen. Door de toepassing van aan elkaar geschakelde regelmatige viervlakken kan een sterke constructie worden gemaakt. Naast driehoekige constructies kan men ook gebruik maken van gebogen constructies.

Waar worden spaceframes toegepast?
Spaceframes worden onder andere in de werktuigbouwkunde toegepast bijvoorbeeld bij fietsen, auto’s en motorfietsen als er geen gebruik wordt gemaakt van een zelfdragende carrosserie of monocoque. Een spaceframe is in de voertuigentechniek een buisconstructie of een buisframechassis. Hierbij wordt de motor, de carrosserie en de wielophanging bevestigd aan het spaceframe. In tegenstelling tot de toepassing van een monocoque wordt er bij een spaceframe geen gebruik gemaakt van een carrosserie met structurele sterkte.

Daarnaast worden spaceframes ook toegepast in grote staalconstructies zoals de bouw van grote loodsen en bedrijfshallen. Hierbij moeten vaak grote afstanden worden overbrugd door gebruikt te maken van verschillende driehoekverbindingen om een dak te kunnen dragen. Ook bij grote sportcomplexen en voetbalstadions wordt meestal gekozen voor spaceframs. Hierdoor kunnen bovendien zeer fraaie (kubistische) vormen worden gemaakt waardoor er voor de architect veel mogelijkheden zijn om een gebouw aan te passen aan de esthetische wensen van de opdrachtgever en de omgeving.

Wat wordt in de mechanica bedoelt met buiging en flexuur?

Elk materiaal heeft eigenschappen. Deze eigenschappen maken een materiaal geschikt of juist ongeschikt voor een bepaalde toepassing. De flexuur of buiging is ook een eigenschap van een voorwerp of materiaal. Met buiging doelt men op de mate waarmee een materiaal vervormd of vervormbaar is in de richting die loodrecht staat op de lange as.

De vervorming van een materiaal of voorwerp is een gevolg van een kracht die wordt uitgeoefend. Buiging is een samengestelde vorm van belasting omdat aan de ene kant van het voorwerp trek optreed en aan de andere kant druk. Dit is afhankelijk van de richting waarin het voorwerp buigt. De ene kant van het voorwerp wordt iets langer doordat deze oprekt en de andere kant heeft te maken met druk omdat deze in elkaar wordt geperst.

Doorbuiging of deflectie
De mate waarin doorbuiging van een materiaal plaatsvindt wordt ook wel de mate van deflectie genoemd. Omdat materialen een bepaalde mate van elasticiteit hebben is doorbuiging niet per definitie schadelijk. Een balk die gemaakt is van staal kan in een beperkte mate doorbuigen omdat deze balk over elasticiteit beschikt. De elasticiteitsgrens moet echter niet worden overschreden omdat er dan plastische vervorming optreed. Dan is het materiaal zover doorgebogen dat het niet meer in de oorspronkelijke vorm terugkeert.

Metaalmoeheid
Door regelmatig op metaal een bepaalde druk of kracht uit te oefenen kan een metaal meerdere keren buigen. Hierdoor kan metaalmoeheid optreden. Door het voortdurend ineendrukken en oprekken van het metaal ontstaan kleine scheurtjes die er uiteindelijk voor kunnen zorgen dat de mechanische belastbaarheid van het metaal zo wordt verlaagd dat het materiaal knapt of uiteen getrokken wordt.

Wat is construeren en wat is een constructie?

Construeren is een werkwoord dat verband houdt met het bedenken, ontwerpen en maken van constructies. Hierbij komt onder andere constructieleer aan de orde. Constructieleer is een wetenschap die gericht is op het maken van constructies. Constructleer wordt toegepast bij het ontwerpen van verschillende constructies zoals bruggen, wolkenkrabbers en woningen. In de bouwkunde, civiele techniek, werktuigbouwkunde en mechanica is de constructieleer een onderdeel van de functie en het takenpakket van een constructeur. De hoofdtaak van een constructeur is construeren.

Wat is construeren?
Een ontwerp van een constructie ontstaat uit construeren. Het construeren wordt in eerste instantie gedaan door een constructeur. Deze persoon bedenkt hoe een constructie er uit moet zien. Hierbij komen verschillende zaken aan de orde. Allereerst moet de constructeur rekening houden met de eigenschappen die een constructie moet hebben. Hierbij maakt de constructeur onder andere gebruik van constructieprincipes. Deze constructieprincipes zijn vastgestelde feiten met betrekking tot constructies. Hierbij wordt onder andere aandacht besteed aan de verbindingen en profielen die gebruikt kunnen worden voor een constructie.

Daarnaast houdt een constructeur ook rekening met het materiaal gebruik. Een constructie bestaat uit één of meerdere materialen. Aan deze materialen worden eisen gesteld. Zo worden metalen onder andere beoordeeld op hun treksterkte en hun corrosievastheid. Een constructeur maakt berekeningen over de sterkte van de verschillende onderdelen van een constructie. Het maken van berekeningen en het uitwerken van formules is een belangrijk onderdeel van de werkzaamheden van een constructeur.

Verder moet een constructeur ook vaak rekening houden met esthetische aspecten. Tijdens het construeren moet de constructeur er voor zorgen dat de constructie er mooi uit ziet. Meestal heeft de klant duidelijke wensen met betrekking tot de vormgeving van een constructie. De constructeur moet echter gaan toetsen of de gewenste vormen technisch wel haalbaar zijn. In de bouw zal een constructeur ook regelmatig een bouwbesluit of een bestemmingsplan moeten raadplegen tijdens het construeren. Het ontwerp van een constructie moet namelijk wel volgens de regels worden vormgegeven en gemaakt.

Construeren wordt in Nederland op verschillende manieren gebruikt. hiervoor werd construeren vooral omschreven als het bedenken en ontwerpen van een constructie. Construeren kan echter ook worden omschreven als het daadwerkelijk samenvoegen van onderdelen van een constructie. Hierdoor is construeren in soort synoniem van bouwen.

Wat is een constructie?
Een constructie is in feite het product dat door construeren is ontstaan. Een montagemedewerker, constructiemedewerker of bouwvakker kan een constructie bouwen. Dit kan deze persoon doen aan de hand van tekeningen die door de constructeur of tekenaar zijn gemaakt. De constructie wordt in de bouwkunde in belangrijke mate bepaald door de dragers die worden gebruikt in een bouwwerk. Deze constructieonderdelen geven een gebouw of bouwwerk stevigheid en zorgen er voor dat het gebouw stabiel is. De dragers kunnen van verschillende materialen worden gemaakt. In de staalbouw maakt men vaak gebruik van stalen H-profielen en T-profielen. In de bouwkunde voor woningen en utiliteit maakt men onder andere gebruik van betonelementen en houten balken.

Er wordt in de bouwkunde onderscheid gemaakt tussen dragende constructiedelen en de inbouw. Een binnenwand kan een dragend constructieonderdeel zijn en is daardoor constructief. Een kozijn is geen dragend deel en is daardoor niet constructief.

Wat is een constructeur en wat doet een constructeur?

Constructeurs zijn ontwerpers van constructies. Een constructeur kan in de werktuigbouwkunde werker maar kan ook werkzaam zijn in de bouw. Een constructeur geeft vorm aan een constructie door deze te tekenen. Daarbij maakt een constructeur gebruik van verschillende berekeningen. Deze berekeningen zijn nodig omdat de hoeveelheid materiaal die benodigd is in kaart moet worden gebracht. Daarnaast worden door een constructeur berekeningen gemaakt met betrekking tot de sterkte van verbindingen en profielen. Een constructeur zorgt er voor dat de constructie die ontworpen wordt voldoet aan de veiligheidseisen en mechanische eisen die er aan worden gesteld.

Standaardisering vanuit ISO en NEN
Een constructeur hoeft echter zelf niet te analyseren waaruit het materiaal bestaat dat voor een constructie wordt gebruikt. Wanneer gebruik wordt gemaakt van metalen profielen is de kwaliteit van deze profielen bekend. De kwaliteit is gestandaardiseerd door de ISO. Dit is een Internationale Organisatie voor Standaardisatie is een wereldwijd normen vastlegt. De NEderlands Norm NEN verwerkt de internationale ISO normen naar landelijke richtlijnen voor producten. Door het gebruik van strengen normen kan een constructeur er op vertrouwen dat de kwaliteit en eigenschappen van  producten die hij gebruikt voor zijn constructie van te voren goed getest zijn en vast liggen.

Metallurg en constructeur
De eigenschappen van veel metalen zijn van te voren bekend wanneer metalen worden ingekocht. Ook de eigenschappen van profielen ligt van te voren vast. Wanneer er echter nog onduidelijkheden zijn over de samenstelling van metalen en metaallegeringen kan een constructeur een beroep doen op de kennis van een metallurg. Een metallurg heeft specifieke kennis van de samenstelling van metalen en legeringen. Hij of zij kan indien nodig metalen analyseren op het gebied van samenstelling en eigenschappen. Met name de mechanische eigenschappen zijn voor een constructeur van belang.

Wat doet een constructeur?
bij het ontwerpen van machines, gebouwen en andere constructies moet een constructeur met verschillende aspecten rekening houden. Een aantal belangrijke aspecten worden hieronder puntsgewijs genoemd:

  • Een constructeur moet naast de materialen ook goed weten waarvoor de constructie is bedoelt. Dit wordt ook wel de utilitas genoemd. Hiervan is het woord utiliteit afgeleid. Met utilitas wordt het doel of het nut van het gebouw of de machine die door de constructeur ontworpen word bedoelt.
  • Daarnaast wordt gekeken naar de eisen die aan de constructie worden gesteld op het gebied van kracht. Hiervoor wordt het woord firmitas gebruikt.
  • Tot slot wordt gekeken naar eventuele esthetische aspecten. Dit zijn eisen op het gebied van vormgeving. Bij het ontwerp van woningen komt architectuur aan de orde. De esthetische en architectonische aspecten vallen onder de term venustas.

Wanneer de constructeur een goed beeld heeft van het doel van de constructie, de benodigde kracht en de esthetische aspecten, kan de constructeur verder met het uitwerken van de plannen.  Hiervoor moet een constructeur ook weten welke materialen toegepast moeten worden.

Zodra deze gegevens zijn verzamelt kan hij of zij berekeningen maken over de manier waarop de onderdelen van de constructie het beste met elkaar verbonden kunnen worden. Wanneer echter al tekeningen zijn gemaakt door een tekenaar kan een constructeur ook de berekeningen achteraf maken. Hierbij gaat de constructeur omgekeerd te werk. Het hele bouwwerk wordt ontleed zodat uiteindelijk alleen de dragende delen naar voren komen. Dit zijn onder andere de kolommen en de dragende profielen die nodig zijn om de constructie haar stevigheid te bieden. In de bouw wordt hierbij ook gekeken naar  het fundament, de vloeren, de muren en het dak.

De constructeur bepaald welke materialen nodig zijn voor de dragende delen. Daarnaast bepaald de constructeur ook hoe de onderdelen van de draagconstructie aan elkaar verbonden moeten worden. Door de ontwerpen te schematiseren kan de constructeur de constructie toetsen. Hierbij wordt gekeken naar de uitwerking die verschillende krachten op de constructie kunnen hebben.   

Wat moet een constructeur kunnen?
Een constructeur heeft een belangrijke functie. Wanneer een constructeur fouten maakt in de berekeningen van een constructie kunnen de gevolgen ervan enorm zijn. Woningen kunnen instorten of balkons kunnen afbreken. Ook in de werktuigbouwkunde kan de schade heel groot zijn wanneer de constructeur zijn of haar werkzaamheden niet goed uitvoert.

Een constructeur moet over een gedegen opleiding beschikken. Meestal is voor de functie constructeur een HBO of universitaire opleiding vereist. Daarnaast moet een constructeur goed technische tekeningen kunnen lezen en over een behoorlijke materiaalkennis beschikken. Omdat er veel berekeningen moeten worden gemaakt moet een constructeur een goed wiskundig inzicht hebben. Ook het maken van tekeningen kan aan de orde komen. Deze tekenprogramma’s zijn tegenwoordig bijna allemaal digitaal. Een constructeur moet daarom goed met computers overweg kunnen.

Wat is een constructie en wat is constructieleer?

Binnen de techniek wordt veel gebruik gemaakt van constructies. Vrijwel overal in de metaaltechniek en werktuigbouwkunde wordt gebruik gemaakt van constructies die worden samengesteld uit meerdere onderdelen. Voor het samenstellen van constructies is echter ook kennis nodig. Deze kennis komt onder andere aan de orde in het vak constructieleer. Hieronder is beschreven wat een constructie precies is en wat wordt verstaan onder construeren. Tot slot is ook informatie weergegeven over de leer van constructies oftewel de constructieleer.

Wat is een constructie?
Constructies zijn objecten die bestaan uit twee of meerdere onderdelen. Deze onderdelen zijn herleidbaar en onderling met elkaar verbonden. Een object dat uit één deel bestaat zoals bijvoorbeeld een gegoten halterschijf is geen constructie. Als men het heeft over de constructie van een loods bedoelt men de manier waarop de onderdelen van de loods aan elkaar verbonden zitten. Een constructie is in feite het resultaat van construeren. Hieronder wordt aangegeven wat construeren precies is.

Wat is construeren?
Construeren wordt in de praktijk ook wel samenstellen, assembleren of bouwen genoemd. Er zijn verschillende definities die voor construeren worden gebruikt. Over het algemeen komen de definities van construeren neer op het volgende:

Construeren is het samenstellen van een werkstuk doormiddel van het verbinden van verschillende elementen en onderdelen.

Tijdens het construeren worden verschillende onderdelen van een constructie met elkaar verbonden. Dit kan op verschillende manieren gebeuren. Er zijn uitneembare verbindingen die bijvoorbeeld doormiddel van bouten tot stand kunnen worden gebracht. Daarnaast zijn er niet uitneembare verbindingen die doormiddel van lijmen of lassen kunnen worden gemaakt. De manier waarop onderdelen van een constructie met elkaar verbonden worden heeft gevolgen voor de kwaliteit en duurzaamheid van een constructie. Daarom is het van belang dat er van te voren goed wordt nagedacht over hoe een constructie moet worden samengesteld. Hierbij komt constructieleer aan de orde.

Wat is constructieleer?
Constructieleer wordt op verschillende technische opleidingen gegeven. In dit vak leren leerlingen en studenten welke eigenschappen een constructie kan hebben. Daarbij wordt aandacht besteed aan de krachten die op een constructie druk kunnen uitoefenen. Aan constructies die op een zachte ondergrond staan worden andere eisen gesteld dan aan constructies die op een stevige ondergrond zijn aangebracht. Niet alleen de constructie zelf moet stevig zijn, er moet ook rekening worden gehouden met de omgeving waarin de constructie zal worden geplaatst. Ook de materialen waaruit de constructie bestaat zijn van belang. Sommige materialen zoals staal zijn wel stevig maar kunnen door corrosie (roestvorming) na verloop van tijd hun stevigheid verliezen. Bij constructieleer wordt aandacht besteed aan alle eigenschappen en factoren die van invloed zijn op een constructie. De opleidingen werktuigbouwkunde, mechanica en civiele techniek besteden onder andere aandacht aan constructieleer.

Wat is elastische rek, treksterkte, rekgrens en vloeigrens?

In de werktuigbouwkunde en de staalconstructie worden verschillende constructies en machines vervaardigd. Het is belangrijk dat machines en constructies zo zijn geconstrueerd dat ze veilig en sterk genoeg zijn voor de toepassingen die men op het oog heeft. Hierbij is de keuze voor de juiste materialen erg belangrijk. Er wordt in de werktuigbouwkunde veel gebruik gemaakt van metalen. Metalen hebben verschillende eigenschappen die doormiddel van legeringen kunnen worden verbetert. Bij het beoordelen van de sterkte van metalen kan gekeken worden naar de treksterkte en de vloeigrens. Deze termen worden hieronder uitgelegd. Daarnaast wordt nog meer informatiegegeven over onderwerpen van de sterkteleer binnen de werktuigbouwkunde.

Wat is elastische rek?
Elastische rek is de rek waaraan materiaal maximaal kan blootstaan voordat het materiaal onherstelbaar van vorm verandert. Elk materiaal heeft een bepaalde elasticiteit. Binnen de fase van elastische rek vervormt het materiaal slechts in geringe mate. Het materiaal rekt als het ware een beetje uit. Omdat deze rek nog binnen de grenzen valt van de elasticiteit spreekt men over elastische rek. Materialen keren terug naar de beginvorm wanneer de belasting geheel wordt weggenomen. Materialen hebben een maximale spanning waaraan ze kunnen blootstaan voordat het materiaal onherstelbaar wordt vervormd. Dit wordt ook wel de treksterkte genoemd. Dit onderwerp wordt in de volgende alinea beschreven.

Wat is de treksterkte van metaal?
Metalen hebben een bepaalde treksterkte. Deze treksterkte is de mechanische spanning die een materiaal maximaal kan bereiken voordat het materiaal onherstelbaar van vorm verandert. Wanneer de treksterkte wordt overschreden treed een plastische vervorming op. In dat geval is de ‘rek’ er uit. In tegenstelling  elastische vervorming keert materiaal dat plastisch vervormd is niet naar de basisvorm terug. Plastische vervorming treed bij de meeste staalsoorten op voor de vloeigrens. De vloeigrens wordt in de volgende alinea beschreven.

Wat wordt bedoelt met de vloeigrens van metaal?
Wanneer het materiaal door een bepaalde belasting plastisch begint te vervormen wordt de vloeigrens bereikt. Het materiaal rekt verder uit door de belasting en begint ‘te vloeien’. Dit vloeien ontstaat doordat materiaal voortdurend wordt uitgerekt en daardoor langer maar dunner wordt. Wanneer de vloeigrens eenmaal is bereikt en de belasting niet wordt weggenomen is de kans groot dat het metaal breekt en de constructie onherstelbaar wordt beschadigd. Staal met een hoge vloeigrens heeft een hoge taaiheid. Een constructeur ontwerpt geen constructies waarbij materiaal boven de vloeigrens wordt belast.

Is de rekgrens gelijk aan de vloeigrens?
In de werktuigbouwkunde wordt de term rekgrens ook wel gebruikt. De rekgrens is bijna gelijk aan de vloeigrens. De vloeigrens wordt ook wel aangeduid met Rp 0,2. Deze aanduiding houdt in dat naast de elastische rek die is bepaald door de elasticiteitsmodulus nog een supplementaire rek optreed van 0,2%. De rekgrens kan in tabellen worden weergegeven zodat constructeurs goed kunnen zien welke materialen geschikt zijn voor de toepassing die zij voor ogen hebben.

Hoe worden de treksterkte, elastische rek, rekgrens en de vloeigrens bepaald?
Een bekende methode om de bovengenoemde eigenschappen van metalen te bepalen is het doen van een trekproef. Dit is een destructieve beproevingsmethode omdat het proefmateriaal hierbij wordt vernield. Bij een trekproef wordt in feite gekeken naar de eigenschappen van metaal door deze aan een proef te onderwerpen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een genormaliseerde proefstaaf van het materiaal dat getest moet worden. Deze proefstaaf wordt tussen twee klemmen in geplaatst die vervolgens een bepaalde belasting op de proefstaaf uitoefenen. Tijdens de trekproef worden verschillende metingen gedaan. De trekkracht wordt gemeten doormiddel van een zogenoemde krachtmeetcel. De staaf zal op een gegeven moment elastische rek gaan vertonen. Deze verlenging van de proefstaaf wordt gemeten met een extensiometer of een rekmeter. De informatie die uit een trekproef naar voren komt kan gebruikt worden om de eigenschappen van het materiaal in kaart te brengen. Dit is van groot belang voor de constructieleer en het bepalen van de geschiktheid van het materiaal voor een bepaalde toepassing.