Samenvatting

In een tijd waar de behoefte aan, en de noodzaak voor het gebruik van duurzame bouwmaterialen steeds groter wordt, speelt hout in toenemende mate een belangrijke rol. Door zijn natuurlijke aard is hout een ingewikkeld materiaal wat veel onderzoek vereist. Een weinig besproken onderwerp in de bouwkundige constructietheorie is vermoeiing. Een nog minder besproken onderwerp is vermoeiing in hout. Dit onderzoek is bedoeld om bij te dragen aan de bekendheid van dit onderwerp binnen het vakgebied van de bouwkundige constructie.
De hoofdvraag is: wat is de invloed van vermoeiing op houtconstructies?
Het onderzoek is op te delen in drie onderdelen. Het eerste en grootste onderdeel is het literatuuronderzoek, waarin gezocht is naar een antwoord op de drie deelvragen:
• Wat zijn de basiselementen van vermoeiing?
• Wat is de invloed van vermoeiing op het materiaal hout? Ontwerprichtlijnen
• Welke houtsoort is het meest geschikt om toe te passen?
Hierna volgt het constructieonderzoek waarbij de kennis van het literatuuronderzoek is toegepast om een antwoord te geven op de vierde deelvraag: hoe treedt vermoeiing op in een staaf of verbinding?
Ten slotte is er een praktische toepassing: het casusonderzoek. Hierbij zijn de opgestelde ontwerprichtlijnen aangehouden en middels de casus ‘het verkeersportaal’ getoetst om zo een antwoord te geven op de laatste deelvraag: in welke mate zijn de opgestelde ontwerprichtlijnen toepasbaar in de praktijk?

Vermoeiing is het bezwijkgedrag van een materiaal of constructie wanneer deze blootgesteld wordt aan wisselende spanningen. Deze wisselende spanningen zijn echter lager dan de maximaal toelaatbare spanning op de constructie. Het bezwijken, de breuk, treedt in alle gevallen op bij een spanning lager dan de maximaal toelaatbare spanning. Wisselende spanningen kunnen optreden door wisselende belastingen zoals windbelasting en verkeersbelasting. Ieder materiaal is gevoelig voor vermoeiing. Omdat hout een natuurlijk materiaal is, gedraagt het zich anders dan de meeste andere constructiematerialen. Hout vraagt extra aandacht als constructiemateriaal vanwege zijn specifieke materiaaleigenschappen. Zo is de vezelrichting van het hout van groot belang bij de sterkte ervan. Ook is hout gevoelig voor externe invloeden zoals het klimaat (vocht) en de belastingduur. De vermoeiings-sterkte van hout staat in relatie tot de volumieke massa van het materiaal. Onvolkomenheden in het materiaal zoals knoesten, warrig draad en harskanalen zorgen voor een grotere gevoeligheid voor vermoeiing en vergroten de kans op scheurvorming. Mechanische (pre)selectie speelt daarom een belangrijke rol. Hout neemt daarnaast ook af in sterkte wanneer het voor langere tijd belast wordt. Dit wordt de lange duursterkte van het hout genoemd. Een gevolg hiervan is het doorbuigen, wat kruip wordt genoemd. Bij vermoeiing wordt er daarom gesproken over statische vermoeiing (kruip) en cyclische vermoeiing. Tijdens dit onderzoek is naar voren gekomen dat Accoya®radia hout op basis van verschillende criteria waaronder duurzaamheid, toepasbaarheid, mechanische eigenschappen en de kleine vermoeiings-gevoeligheid momenteel de meest geschikte houtsoort is om toe te passen bij een op vermoeiing belaste houtconstructie in een buitenklimaat.
Tijdens de casusuitwerking is naar voren gekomen dat de normen voor vermoeiing in hout erg summier zijn. Er wordt te weinig rekening gehouden met de materiaaleigenschappen van de houtsoort zelf en een totale schade ten gevolge van de vermoeiingsbelasting (combinatie van verschillende vermoeiings-belastingen) wordt niet gemaakt. Het is daarom aan te bevelen het (proefondervindelijk) onderzoek naar de vermoeiingseigenschappen van het hout zoals de S-N curves uit te breiden zodat er in de toekomst met accurate informatie gewerkt kan worden.