Wat zijn spanten van gebouwen?

Een spant kan een onderdeel zijn van een gebouw en behoort tot de dakconstructie. De functie van een spant is het dragen van het dak en de belasting die wordt uitgeoefend op de bedekking van het dak. Spanten zijn daarom belangrijke dragende delen van een dakconstructie. Een spant brengt het totaal van de belasting die er op wordt uitgeoefend verticaal over op de constructiedelen die lager in de bouwconstructie zijn aangebracht. Over het algemeen zijn dat de dragende muren. Ook kan er een spant haar belasting overdragen op en borstwering van een zolder waaraan een muurplaat verankerd zit.  Spanten zijn er in verschillende afmetingen en vormen. Dit heeft te maken met de afmetingen van het dak en de hoek waaronder het dak is aangebracht. Er zijn dus spanten voor zowel platte als hellende daken.

Spanten voor een plat dak
Spanten voor platte daken zoals grote loodsen, garages en fabriekshallen moeten vaak grote afstanden overbruggen. Dat vereist wat van het gewicht en het materiaal van de spant. Een voorbeeld van een spant die hiervoor gebruikt wordt is een vakwerkspant. Een vakwerkspant is een spant die bestaat uit allemaal horizontale en diagonale stangen en balken. Een vakwerkspant heeft een aantal lange delen die de gehele afstand van het dak overspannen. Deze lange delen zijn doormiddel van diagonale stangen aan elkaar verbonden. Hierdoor ontstaan stevige driehoekvormen en X-vormen. Die zorgen er voor dat de vakwerkspant inderdaad uit vakken bestaat. Dat maakt dat de spant constructief stevig is zonder dat er veel materiaal in de zin van massa is gebruikt.

Naast vakwerkspanten zijn er ook houten spanten die bestaan uit verschillende lagen hout. Deze gelamineerde of gelijmde houten spanten zijn vervaardigd van verschillende lagen en latten van foutloos hout. Deze zijn zeer stevig aan elkaar vastgelijmd.

Spanten voor een hellend dak
Ook voor hellende daken zijn speciale spanten ontwikkeld die in de bouw worden gebruikt. Een voorbeeld hiervan is de hangspant. Bij boerderijen past men ook wel de zogenaamde Verbeterd-Hollands spant. Ook voor hellende daken kunnen vakwerkspanten worden gebruiken en gelamineerde of verlijmde spanten. Verder worden ook steekspanten gebruikt voor hellende daken.

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 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 is mechanica en wat wordt in dit vakgebied bestudeert?

Mechanica valt onder de natuurkunde. Deze studie is gericht op het beschrijven en onderzoeken van de manier waarop krachten op systemen en materie werken. De krachten en systemen worden hiervoor geïdentificeerd en beschreven in oorzaak-gevolg verbanden. Mechanica houdt zich bezig met zowel evenwicht als beweging van materie. Beweging ontstaat alleen wanneer er krachten op materie worden uitgeoefend. Daarom is mechanica een leer der krachten.

Mechanica bestaat uit verschillende onderdelen. De onderdelen van mechanica zijn van toepassing op verschillende situaties. De situaties zijn onder andere afhankelijk van de materie en de toestand waarin de materie zich bevind. Zo kan een stof vloeibaar zijn maar ook vast of gasvormig. De uitwerking van krachten kan daardoor verschillend zijn. Daarom is mechanica opgedeeld in verschillende onderdelen. Hierdoor kan men de juiste toepassing hanteren per stof of materie. Een aantal voorbeelden waarin mechanica kan worden toegepast:

  • Kinematica, dit wordt ook wel de bewegingsleer genoemd.
  • Dynamica, ook wel krachtenleer.
  • Statica, wordt ook wel evenwichtsleer genoemd.
  • Kinetica, dit is de samenhang tussen bewegingen en krachten.
  • Aerodynamica, dit zijn gedragingen van gassen.
  • Hydrodynamica, dit zijn gedragingen van vloeistoffen.
  • Sterkteleer, dit is toegepaste mechanica.

Het belang van mechanica
In de techniek is mechanica een belangrijk vak. Op constructies en bewegende machinedelen worden krachten uitgeoefend. Het is belangrijk dat constructies over de juiste sterkte beschikken. Daarom moet een engineer of constructeur goed weten hoe krachten werken op een bepaalde materie. Deze informatie kan net als constructieprincipes worden gebruikt bij het ontwerpen of verbeteren van statische en dynamische constructies. Het vakgebied mechanica wordt onder andere gegeven aan opleidingen in de werktuigbouwkunde en mechatronica. Daarnaast wordt het vakgebied mechanica ook in verschillende andere technische opleidingen aangeboden aan studenten.

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 Finite Element Method FEM of Eindige Elementen Methode EEM?

In de werktuigbouwkunde maken ingenieurs en constructeurs regelmatig berekeningen met betrekking tot de stijfheid en sterkte van materialen en constructies. Deze berekeningen zijn belangrijk omdat een constructie of machine over bepaalde eigenschappen moet beschikken. De berekeningen worden gebruikt om na te gaan of de machine of constructie in de praktijk wel sterk genoeg is. Daarbij kan rekening worden gehouden met normale omstandigheden maar ook met extreme omstandigheden.

Diversiteit aan berekeningen in de werktuigbouwkunde
In de werktuigbouwkunde worden verschillende berekeningen gemaakt. Zo zijn er berekeningen voor het statisch of dynamisch krachtenspel. Ook zijn er berekeningen voor weerstandsmomenten. Voor vervorming zoals buiging en knik zijn ook formules evenals voor torsie en afschuiving. Daarnaast zijn er formules voor verplaatsing en materiaalspanning. Een constructeur en een ingenieur in de werktuigbouwkunde moeten voor al deze verschillende aspecten berekeningen maken. Hierbij wordt gebruik gemaakt van verschillende formules. Een groot deel van de werkzaamheden van een ingenieur of een constructeur bestaan daardoor uit het maken van berekeningen.

Finite Element Method FEM en Eindige Elementen Methode EEM
Constructeurs en ingenieurs maken tegenwoordig ook gebruik van Finite Element Method (FEM). Dit wordt ook wel Finite Element Analyses (FEA) of Eindige Elementen Methode (EEM) genoemd. Met deze methode kunnen zeer complexe vormen en constructies worden beoordeeld op sterkte, stijfheid en andere aspecten die aan de orde kunnen komen bij het bepalen van de eigenschappen van een constructie zoals vermoeiing en vervorming. Door gebruik te maken van de Eindige Elementen Methode (EEM) bespaart de werktuigbouwkundige veel tijd omdat hij of zij niet allemaal aparte berekeningen en formules hoeft te maken. De eindige-elementenmethode deelt de constructie van de constructeur op in een beperkt aantal elementen. Dit beperkt aantal elementen is in feite een eindig aantal elementen vandaar de benaming Eindige Elementen Methode. De elementen van de constructie worden door deze methode aan elkaar gekoppeld door knooppunten. Aan elke koppeling die gemaakt wordt zijn een aantal eisen gesteld. Deze eisen zijn afhankelijk van het element. De knooppunten van de elementen moeten zo worden opgesteld dat ze tegelijk met elkaar verplaatsen.

Samenvatting FEM en EEM
De EEM is een rekenmethode. Hiermee kunnen differentiaalvergelijkingen en integraalvergelijkingen worden uitgevoerd en opgelost. Deze rekenmethode wordt toegepast in de ingenieurswetenschappen voor het berekenen van de sterkte-eigenschappen van complex constructies.

Wat betekenen de termen ingenieur, engineer, engineering en reverse engineering?

Het woord ingenieur wordt veel gebruikt in de techniek. Hiermee wordt over het algemeen iemand bedoelt die is afgestudeerd aan een technische hogeschool of universiteit. Een ingenieur is iemand die wetenschappelijke kennis toepast voor het oplossen van technische en technologische vraagstukken. Daarnaast heeft een ingenieur vaak ook verstand van beleidsmatige en organisatorische aspecten die verbonden zijn met de techniek. Ingenieurs kunnen in de praktijk gespecialiseerd zijn in verschillende technische vakgebieden zoals bouwkunde, elektrotechniek, elektronica, mechatronica en werktuigbouwkunde.

Internationale duidelijkheid voor hoogopgeleide technici
Naast deze vakgebieden zijn er nog vele andere specialistische technische gebieden waarop een ingenieur kan afstuderen. Voor de internationale transparantie op het gebied van opleidingsniveau wordt een ingenieur die een technische hbo opleiding heeft gevolgd een Bachelor of Science (BSc) genoemd en ingenieur die een technische opleiding op universitair niveau  heeft gevolgd een Master of Science (MSc) genoemd. Er zijn echter nog verschillende titels die hieraan verbonden kunnen worden zoals bijvoorbeeld voor de Bachelors:  Bachelor of Engineering, Bachelor of Applied Science,  Bachelor of Built Environment (B BE) en Bachelor of Information and Communication Technology (B ICT).

Waar komt het woord ingenieur vandaan en wat betekend het?
Ingenieur is een woord dat is afgeleid van het Latijnse woord ‘ingenium’.Het woord ingenium betekend verstand, talent en vindingrijkheid. Wanneer men ingenium letterlijk vertaalt wordt met name de aangeboren vindingrijkheid en verstand bedoelt. In het dagelijks taalgebruik bedoelt men echter met het woord ingenieur iemand die doormiddel van opleiding een bepaald technisch kennisniveau en specialisme heeft ontwikkelt.

Het woord ingenieur en het Engelse woord engineer
Ingenieur is een woord dat in Nederland wordt gebruikt voor hoog opgeleid technisch personeel. Het Engelse woord engineer wordt gebruikt voor verschillende functies, functieniveaus en kennisniveaus. Engineer is ook afgeleid van het Latijnse ingenium. Daarnaast houdt het woord engineer ook verband met het woord engine. Een engineer kan daardoor in een Engelstalige omgeving ook een machinebouwer zijn of mechanisch monteur.

Wat is engineering en reverse engineering ?
Engineering houdt verband met het ontwikkelen, bedenken en ontwerpen van technische systemen en producten. Daarbij wordt technische kennis,  natuurkunde en wiskunde toegepast. Machines en constructies hebben een bepaald nut of een bepaalde toepassing. Daarom zijn er eisen aan de kwaliteit en veiligheid van deze ontwerpen gesteld. Men beoordeelt vooraf welke materialen moeten worden toegepast. Constructies kunnen van hout, kunststof en metalen worden gemaakt. In de werktuigbouwkunde maakt men vooral gebruik van metalen. Het is belangrijk dat constructeurs en ingenieurs  op de afdeling engineering goed weten wat de mechanische eigenschappen zijn van metalen. Hierbij wordt onder andere gelet op de treksterkte en de corrosievastheid. Een metallurg is iemand die veel verstand heeft van de samenstelling van metalen en metaallegeringen. Zijn of haar expertise kan worden ingeschakeld tijdens de engineeringfase.  Ook houdt men in de ontwerpfase rekening met de constructieprincipes die door de jaren heen zijn ontstaan.

Meestal is engineering het proces dat voorafgaat aan de daadwerkelijk bouw of productie van machines en constructies. Het is echter ook mogelijk om reverse engineering toe te passen. Hierbij beoordeeld men de machine of de constructie en gaat men aan de hand daarvan het ontwerp trachten te achterhalen. Bij reverse engineering heeft men meestal vooraf geen technische tekeningen van de machine of constructie. Deze tekeningen of ontwerpen worden op basis van het resultaat gemaakt.

Wat zijn constructieprincipes in de werktuigbouwkunde en waarom zijn constructieprincipes belangrijk?

Constructieprincipes zijn verbonden aan vakgebieden. Elk vakgebied heeft bepaalde basisprincipes waar constructies aan moeten voldoen om technisch en constructief stevig genoeg te zijn voor het doel waarvoor de constructie is ontworpen. Constructeurs houden met het ontwerp van constructies rekening met de constructieprincipes. Constructeurs die constructies ontwerpen voor de bouw hebben meestal te maken met andere constructieprincipes dan de werktuigbouwkunde. Dit heeft voor een deel te maken met het verschil in de materialen die worden gebruikt. Daarnaast hebben constructieprincipes ook te maken met de krachten die invloed uitoefenen op de constructie. Constructieprincipes vormen belangrijke wetenswaardigheden voor het ontwerp en het bouwen van constructies. Deze wetenswaardigheden zijn door de jaren heen geleerd.

Constructieprincipes in de werktuigbouwkunde
In de werktuigbouwkunde wordt veel gebruik gemaakt van verschillende metalen. En veel toegepast metaal is staal. Wanneer staal niet behandeld is tegen roesten kan een stalen constructie door corrosie op den duur verzwakken. Daarom moet aandacht worden besteed aan het beschermen van een constructie en de verschillende elementen van een constructie tegen corrosie.

Ook de vorm van een constructie is belangrijk. Binnen de werktuigbouwkunde worden verschillende methodes toegepast om staal harder te maken. Naast het thermisch harden worden ook andere methodes toegepast. Zo worden metalen bijvoorbeeld in een bepaalde vorm gebracht, hierdoor ontstaat profielstaal. Voorbeelden hiervan zijn H-balken en T-balken. Deze profielen geven een constructie stevigheid. Naast het gebruik van profielen moet men ook aandacht besteden aan het ontwerp van een constructie. In veel bruggen en andere constructies zijn driehoekverbindingen verwerkt. Een driehoek is een stabiele vorm en wordt daardoor als constructieprincipe gebruikt. Daarnaast kan men voor de toepassing van cilindrische vormen en bogen ook gebruik maken van constructieprincipes. Verschillende schrijvers hebben boeken geschreven over constructieprincipes en de toepassing daarvan in de werktuigbouwkunde en andere constructies. In technische opleidingen bijvoorbeeld op het gebied van werktuigbouwkunde en bouwkunde wordt aandacht besteed aan deze theorie.

Waarom zijn constructieprincipes belangrijk?
Door de eeuwen heen heeft de menselijke beschaving verschillende gebouwen en constructies bedacht en gemaakt. de materialen en technieken die daarvoor zijn gebruikt zijn zeer divers. Elk materiaal heeft specifieke eigenschappen die het materiaal geschikt of ongeschikt maken voor een bepaalde toepassing. Dit is ook zo met constructies en verbindingen. Door schade en schande is de mensheid op het gebied van constructies wijzer geworden. Het is onverstandig om deze lessen uit het verleden ter zijde te schuiven wanneer men een constructie ontwerpt. De kans bestaat dan op herhaling van fouten uit het verleden. Daarom moeten constructeurs, tekenaars en andere ontwerpers van constructies de informatie uit het verleden verwerken in nieuwe constructies. Hierdoor wordt de kwaliteit en veiligheid van constructies verbeterd. Daarnaast is het zo dat men ook spaarzamer met materiaal om kan gaan. Bepaalde holle constructies en holle profielen zijn net zo stevig of zelfs steviger dan massieve staven en massieve constructies. Constructieprincipes vormen een belangrijke bron van informatie die een constructeur veel tijd kan besparen. Hij of zij kan de ervaring van anderen gebruiken en daar een voordeel mee doen.