Bereken Spanten | Hoe De Spantlengte Te Bepalen?

Bereken Spanten | Hoe De Spantlengte Te Bepalen?

Hoewel de architectuur altijd nieuwe concepten presenteert voor eengezinswoningen en meergezinswoningen, blijft het zadeldakhuis tot op de dag van vandaag de standaard in de constructie. Bij een zadeldak is een houten dakspant vereist. De hoofdbelasting van het dak wordt afgevoerd door de spanten, de schuine balken. Hoe u de spanten kunt berekenen, leert u in deze tekst.

U kunt altijd onze website bezoeken voor meer inhoud: blog

Hoe spanten berekenen?

Het type, het aantal en de doorsnede van de spanten is afhankelijk van de belasting die ze onder maximale omstandigheden dragen. De belasting zorgt voor buigspanning op de spanten. De belasting die verticaal op het geprojecteerde oppervlak per vierkante meter inwerkt, wordt altijd als basis gebruikt. Dit is belangrijk om te onthouden: hoe spitser het dak, hoe langer de spant die onder de geprojecteerde vierkante meter wordt geplaatst. De drukspanning op de gordingen neemt echter ook toe. Over het algemeen is het berekenen van een dakspant een veeleisende taak die door een bouwkundig ingenieur moet worden uitgevoerd.

De volgende factoren zijn vereist om de spant te berekenen:

  • sneeuwbelastingszone
  • spant lengte
  • dakhoek
  • dakhuid
  • dak type
  • Dwarsdoorsnede van de spanten
  • Afstand van de spanten tot elkaar
  • materiaal van de spanten
  • Uitbreidingsreserves voor extra belastingen (fotovoltaïsche, thermische zonne-energie)

sneeuwbelastingszone

In welke sneeuwbelastingszone staat de woning?

Deze vraag staat helemaal aan het begin van het berekenen van de spanten. Europa is verdeeld in zogenaamde “sneeuwbelastingszones”. Ze zijn in wezen afhankelijk van de hoogte boven de zeespiegel waarop het huis is gebouwd. Daarnaast zijn de sneeuwlastzones ook toegewezen aan specifieke regio’s. Er is een kaart van Europa waarop de sneeuwbelastingszones zijn aangegeven. 

U moet weten:  Tien centimeter verse nieuwe sneeuw levert al 100 kg per vierkante meter op, wat overeenkomt met één kilonewton (kN). Tien centimeter samengeperste oude sneeuw kan wel 300 kg wegen. De exacte sneeuwbelastingszone is ook op te vragen bij het plaatselijke gemeentehuis.

Bepaal de lengte van de spant

De spantlengte is de  diagonaal tussen de nok en de dakrandpunten . Alleen de afstand tussen deze twee punten is relevant voor de berekening van de statica. Dit betekent: de spant kan voorbij beide punten uitsteken. Dit is grotendeels irrelevant voor de statica. De nadruk ligt op “zo ver mogelijk”: het kan zinvol zijn om de spant ver voorbij de nokrand uit te breiden. U kunt bijvoorbeeld tegelijkertijd een vestibule of een carport plaatsen. De optredende hefboomkrachten moeten echter op hun beurt worden opgenomen in de algemene statistiek. Indien nodig wordt de spant vastgezet met een extra steun.

Hoe spitser het dak, hoe lager de sneeuwbelasting. Aan de andere kant worden de spanten langer en neemt de winddruk toe. Hoe platter het dak, hoe kortere spanten u kunt gebruiken. Anderzijds wordt de bruikbare ruimte onder het dak zo verkleind dat deze praktisch niet meer gebruikt kan worden. Daarnaast dicteert de gewenste dakhuid soms de minimale dakhelling.

Formule voor dakhoek

De dakhoek is de hoek tussen de rechte lijn die de nokbalken dwars op hun richting verbindt en de spanten. Het is niet de hoek op het dak. Bij een symmetrisch dak kan men echter gemakkelijk de hoek aan de bovenkant van het dak afleiden:  180 – 2 x dakhoek = hoek aan de bovenkant van het dak .

Zo krijg je een betere indruk hoe puntig of plat het dak achteraf zal zijn. Deze hoek is echter niet relevant voor het bepalen van de spantlengte.

Voor gangbare dakbedekkingen gelden de volgende minimale dakhoeken:

  • Vezelcementpanelen: 25°
  • Natuurlei: 22°
  • Betonnen dakpannen: 22°
  • Dakpannen: 22° – 30°
  • Kunststof platen: 15°
  • Trapeziumvormige platen: 4°-7°

Hieruit blijkt hoe belangrijk het is om het bekledingsmateriaal te bepalen.

Bereken spanten

Het bepalen van de spantlengte is immers vrij eenvoudig. De spant vormt de hypotenusa in een rechthoekige driehoek. De dakhoek wordt gevormd tussen de spant en de aangrenzende zijde. De lengte van de spant kan worden berekend met behulp van de cosinusregel “aangrenzend been  / schuine zijde = cosinus” :  Dakhoek = afstand tussen het punt van de dakrand en de nokbalk / spant

Deze vormen worden eenvoudig omgezet om de spantlengte te bepalen en u krijgt:

Rafter = afstand tussen dakrandpunt en nokbalk / dakhoek

Omgekeerd resulteert dit ook in de dakhoogte. De loodlijn tussen de top van het dak en de zolder vormt de tegenoverliggende zijde van de driehoek. De wet van sinus “tegenoverliggende been / hypotenusa = sinus”  is hier van toepassing. Als alternatief kunt u de stelling van Pythagoras gebruiken.

Bij het bepalen van de spantlengte wordt nu de gewenste overhang opgeteld. Nu moet de doorsnede bepaald worden. Dit vereist het type dak, de gewenste afstand tussen de balken en het materiaal van de spanten.

daktypes

De eenvoudigste dakconstructie is het gordingdak. De gordingen zijn balken die over de spanten lopen en ze ondersteunen. Wel moeten de gordingen ondersteund worden. Dit nam ruimte in beslag en beperkte de bruikbaarheid van de dakspant. De spanten zijn bijzonder licht belast met een gordingdak.

gording dak

Het kraagbalkdak heeft geen middengordingen of nokbalken. De spanten ontmoeten elkaar scherp en ondersteunen elkaar. Bovendien worden planken die over de spanten lopen halverwege de spanten aan de zijkant van de spanten genageld. Een kraagbalkdak is ideaal voor grote zolderruimtes. Ze laten lichte, brede ruimtes toe. Met een slimme planning is zelfs een extra zolder mogelijk. De buigspanningen op de niet-ondersteunde spanten zijn echter vrij hoog

Het spantendak heeft ook geen gordingen en geen kraagbalken. De spanten komen scherp samen. Deze constructie is statisch zeer kritisch en vereist een nauwkeurige uitvoering. De buigspanningen op de balken zijn vrij hoog, daarom is het spantendak alleen geschikt voor kleine daken.

dakspant

Afstand tussen de spanten

Als woningplanner heeft u een gerechtvaardigd belang bij het realiseren van een dakconstructie met zo min mogelijk spanten. Hoe minder spanten worden gebruikt, hoe groter de onderlinge afstand. Hierdoor kunnen steeds grotere ramen of dakkapellen worden geplaatst. Bovendien is een dakspant met minder spanten sneller op te zetten. Natuurlijk moeten de spanten stabieler zijn naarmate er minder worden geïnstalleerd. Deze stabiliteit wordt bereikt door het materiaal en/of de dwarsdoorsnede van de spanten.

Materiaal van de spanten

Hout is natuurlijk het gebruikelijke bouwmateriaal voor dakconstructies. Maar er zijn grote verschillen in de stabiliteit van de houtsoorten. Het gebruikelijke materiaal voor spanten van tegenwoordig zijn gesneden sparren- of sparrenstammen. Gelamineerde balken worden alleen gebruikt als er bijzonder dikke balken nodig zijn.

Sparren, grenen, douglas en spar zijn tegenwoordig de standaard houtsoorten die voor dakspanten worden gebruikt vanwege de beschikbaarheid en de lage prijs. Eik, dat vroeger veel werd gebruikt, is tegenwoordig praktisch irrelevant. Met 13 – 17 N/mm² hebben ze allemaal een vergelijkbare buigspanning, wat ruim voldoende is voor gebruik als normale dakspant. Als massief hout is de sterkte van de daaruit gemaakte balken beperkt. De volgende afmetingen spantbalken zijn tegenwoordig standaard leverbaar:

Afmetingen spantMaximaal buigspanning (in kN/mm²)Kosten (per lopende meter in euro’s)
40 mm x 60 mm (2400 mm²)31,2 – 40,81.60
60 mm x 60 mm (3600 mm²)46,8 – 61,22.40
60 mm x 80 mm (4800 mm²)62,0 – 81,63.20
60 mm x 100 mm (6000 mm²)78,0 – 1024.00
60 mm x 120 mm (7200 mm²)93,6 – 122,44.80
60 mm x 140 mm (8400 mm²)109,2 – 142,85.60
60 mm x 240 mm (14400 mm²)187,2 – 244,89.50
80 mm x 80 mm (6400 mm²)83,2 – 108,84.30
80 mm x 100 mm (8000 mm²)104,0 – 136,05.30
80 mm x 120 mm (9600 mm²)124,8 – 163,26.40
80 mm x 140 mm (11200 mm²)145,6 – 190,47.40
80 mm x 160 mm (12800 mm²)166,4 – 217,68.50
80 mm x 200 mm (16000 mm²)208,0 – 272,010.60
80 mm x 240 mm (19200 mm²)249,6 – 326,412,70
100 mm x 100 mm (10000 mm²)130,0 – 170.06.70
100 mm x 120 mm (12000 mm²)156,0 – 204,08,00
100 mm x 140 mm (14000 mm²)182.0 – 238,010.00
100 mm x 160 mm (16000 mm²)208,0 – 272,010.60
120 mm x 120 mm (14400 mm²)187,2 – 244,810.00
120 mm x 200 mm (24000 mm²)312,0 – 408,016.00 uur
140 mm x 140 mm (19600 mm²)254,8 – 333,213.00
140 mm x 240 mm (33600 mm²)436,8 – 517,222,50

Als de vereiste buigspanningen niet in deze tabel worden weergegeven, moet een gelamineerde truss of een dubbele T stalen ligger worden gebruikt. Let op: In de gehele bouwsector mogen statische factoren nooit naar beneden worden afgerond, maar altijd naar boven!

Spanten en dakbalken worden altijd “rechtop” geïnstalleerd, nooit “liggend”!

Bij spanten die op een gording zijn gezaagd, moet de loodlijn van de snijrand op het massief hout van de spanthoogte worden afgetrokken! Anders bouw je veel vooraf bepaalde breekpunten in het dak, die vroeg of laat merkbaar worden!

Voor de berekening van de spanten wordt de maximaal te verwachten belasting (sneeuwbelasting, latten, dakhuid, isolatie, binnenbekisting, bijkomende belastingen zoals zonnepanelen…) bepaald en daaruit wordt de drukspanning per vierkante meter berekend. Hiertegenover wordt de gewenste spantafstand gecompenseerd. Dit geeft een dwarsdoorsnede van de spantbalk. De spanthoogte en -breedte worden afgelezen uit het dwarsdoorsnede-oppervlak. Tot slot moet de snijrand voor de gordingdrager in de spanthoogte worden meegenomen.

Conclusie: vat het niet licht op!

We raden af ​​te vertrouwen op vuistregels of vereenvoudigde formules bij het berekenen van spanten. Zeker als leek kunnen er snel fouten insluipen, die de constructie ofwel onnodig duur maken of de statica in gevaar brengen. Dit artikel is bedoeld om het bewustzijn en de gevoeligheid te vergroten om deze taken over te laten aan een professionele bouwkundig ingenieur. Dit is altijd goed geïnvesteerd geld en geeft een veilig gevoel bij het bouwen van een huis.