MASTERCLASS KARTON Honours Programme Bachelor Faculteit ...

MASTERCLASS KARTONHonours Programme Bachelor

Faculteit Bouwkunde, TU DelftJanuari 2012



Inleiding

Bij karton denken de meeste mensen aan een verpakkingsmateriaal. Toch zijn er een aantal voorbeeldprojecten waarbij karton voor de constructie is gebruikt. Het materiaal karton wordt in de bouwkunde weinig gebruikt. Om meer te weten te krijgen over dit materiaal, hebben we een masterclass georganiseerd. De nadruk ligt op de mogelijkheden van het gebruik van karton als (bouw)constructief materiaal. Het eerste onderdeel van de masterclass was een bezoek aan een voorbeeldproject. De constructie van het clubhuis Ring Pass Delft is uit karton gemaakt. De zoon van Mick Eekhout (Octatube) heeft ons terplekke meer uitleg gegeven. Tenslotte zijn we naar de Gevelbeurs en Material Experience in Rotterdam gegaan. De volgende dag heeft eerst Taco van Iersel een lezing gehouden over gerealiseerde projecten en producten van kar-ton in de afgelopen periode. Hij is in 2002 aan de TU Delft afgestudeerd op het tijdelijk wonen in een uit karton vervaardigd huis. Daarna heeft Mick Eekhout verteld over wat zijn bureau Octatube met karton heeft gebouwd. De dag erna heeft Fred Veer een demonsta-tie gegeven waarbij een aantal verschillende soorten karton werden getest op druk, trek en buiging. Alle informatie die tot dan toe was opgedaan, kon worden gebruikt voor het laatste onderdeel: een brug bouwen. Een wedstrijd om de beste verhouding tussen de hoeveelheid gebruikt materiaal en de sterkte van de brug onder begeleiding van Gerrie Hobbelman.Opdat alle opgedane kennis over karton niet verloren gaat, hebben wij een boekje ge-maakt over deze masterclass.

Wij wensen u veel leesplezier!



Deelnemers

Donna StamSteffan HegemanAnna HofgartnerSoscha Monteiro de JesusAlexandra HeyinkLoed StolteLeonie BoelensDorris DerksenMaarten PlompLinda de Geus

Data & programma

27-01-12

9.00 uur – 10.00 uur Bezoek aan clubhuis Ring Pass Delft, gemaakt door Octatube10.00 uur – 17.00 uur Bezoek aan de Material Xperience en Gevelbeurs in Rotterdam

30-01-12

10.00 uur -11.30 uur Lezing Taco van Iersel11.30 uur – 13.00 uur Lezing Mick Eekhout van Octatube

31-01-12

9.00 uur – 12.30 uur Materiaalproeven op Werktuigbouwkunde: Testen van karton op druk- en trekkracht o.l.v. Fred Veer

01-02-12

9.00 uur – 17.30 uur Wedstrijd brug bouwen van karton in de maquettehal o.l.v. Gerrie Hobbelman



Ring Pass Delft

Op vrijdagochtend hebben we hockeyclub Ring Pass Delft bezocht. Daar kregen we een toelichting van Nils-Jan Eekhout, zoon van de oprichter van Octatube. Octatube heeft bij Ring Pass een aanbouw gemaakt. Hierbij hebben ze gebruik gemaakt van een vakwerk-constructie met kartonkokers. Dit karton wordt in de staven gebruikt en alleen op druk belast. De trek wordt opgevangen door een staalstaaf die in de kartonnen koker zit. Dit vakwerk was een test om te kijken of karton als bouwconstructief materiaal toegepast kan worden. Daarom is het karton op verschillende manieren beschermd tegen onder andere brand en vuil. De eerste manier is met een krimpkous, dat is plastic dat om het karton heen gedaan wordt en bij verhitting krimpt, waardoor het plastic strak om het karton komt te zitten. Deze krimpkous is op twee manier toegepast; om alleen de karton-nen koker en om zowel de kartonnen koker als de staalplaat waartegen deze bevestigd was. Ook is het karton zonder enige bescherming toegepast en met een spray. Eekhout vertelde ons dat karton niet brandgevaarlijk is, aangezien het eerste laagje bij brand een beschermende laag vormt om de rest van het karton. Bij Ring Pass is dit systeem van een vakwerk met karton voor het eerst toegepast. In eerste instantie wilden ze dit ook op bouwkunde toepassen, maar daar was nog niet genoeg onderzoek voor gedaan en Octatube wilde van bouwkunde ook niet de test maken. Het vakwerk bij Ring Pass is ook zwaar overgedimensioneerd voor het geval dat een kartonnenkoker het zou begeven.



Lezing Taco van Iersel

Karton is er in een aantal vormen: rondkarton, golfkarton, 3Dkarton, honingraatkarton, vouwkarton en massiefkarton. Geen enkele van deze vormen karton is homogeen (ani-sotroop) en de kwaliteit en sterkte is sterk variabel. Golfkarton bestaat uit twee vlakke toplagen en één gegolfde binnenlaag. Het karton is het sterkst in de ‘Cross Direction’, de dwarsrichting. Honingraatkarton is een zeer sterke kartonvorm –dit is te danken aan de effectieve honingraatstructuur ervan. Gebruik van deze kartonvorm geeft ook mogelijk-heid tot een grote vormvrijheid en maakbaarheid, zelfs BLOB-vormen kunnen zo worden gemaakt. Kokerkarton bestaat uit kartonstroken, gedraaid in een kokervorm. Gebruik van eerste generatiepapier kan ervoor zorgen dat deze kokers zeer sterk zijn. Dit in tegenstel-ling tot 3D karton, dat altijd gemaakt wordt van oud papier, dat in eerste instantie wordt opgelost in een pulpbad. Na het vacuüm zuigen van het pulp in voorgevormde zeven wordt het 3D karton gelost en gedroogd (eierdozen zijn een voorbeeld van 3D karton-gebruik).Er zijn verschillende interessante projecten gedaan met karton. Zo heeft een aantal stu-denten van de TU-delft een tijdelijk theaterpaviljoen gemaakt, opgebouwd uit kartonnen dozen (MAX-paviljoen, 2006). Taco van Iersel zelf heeft in 2002 een bijgebouw ontworpen uit kartonkokers. Een moeilijkheid hierbij was het vochtdicht maken van de kokers –de sterkte van karton neemt immers sterk af als het wordt blootgesteld aan vocht. Veras-send genoeg voldeed het paviljoen uitstekend aan het Bouwbesluit waar het ging om brandveiligheid (het paviljoen bereikte brandklasse 4). Een ander interessant project is het kantoor van Ro & Ad Kill in Eindhoven, dat qua interieur helemaal is opgebouwd uit hon-ingraatkarton. Niet alleen functioneert het karton hier goed wat sterkte betreft, het hele ontwerp is creatief en origineel. Ook de vergaderruimte van Sander Architecten in het Ra-bobank gebouw in Utrecht is opgebouwd uit dit type karton, met als nuttige bijkomende eigenschap het geluidabsorberend vermogen ervan. Niet alleen bij studieprojecten wordt karton gebruikt. Van dit materiaal kan dankbaar gebruik worden gemaakt voor de inzet van noodwoningen, aangezien het sterk, vouwbaar en transportabel is. Zo heeft de architect Shigeru Ban weleens (nood)woningen uit kar-tonkokers ontworpen en hebben studenten van de TU karton woningen ontworpen voor op een vluchtelingenkamp. Zowel Shigeru Ban als Mick Eekhout hebben inmiddels karton ook gebruikt bij het bouwen van grote gebouwen. Vooral de toepassing ervan in ruimtelijke vakwerkvorm is erg functioneel (zichtbaar bij de Paperdome en het Japanse paviljoen op de Expo in Hannover, 2000)Karton is dus een materiaal met veel potentie, de vraag bij het gebruik ervan is alleen hoe je het best zijn voorde-len kan benutten. Ook is het belangrijk hoe andere materialen met karton kunnen worden ondersteund zonder daarbij de sterke eigenschappen van het karton zelf te verliezen. Om het materiaal verder te ontwikkelen is onderzoek belangrijk, waarbij opgedane kennis wordt gepubliceerd en zo verspreid.



Lezing Mick Eekhout

Ook uit deze lezing kwam naar voren dat Karton als bouwmateriaal een heleboel poten-tie heeft. Op verschillende vlakken kunnen we onze kennis van karton als bouwmateriaal echter nog wel verbeteren. Wat hiervoor nodig is, is allereerst fundamenteel technisch onderzoek, een verdere ontwikkeling van de techniek en ontwikkeling van commerciële systemen en concrete projecttoepassingen. Als we kijken naar het onderzoek zelf en welke aspecten van karton nog verdere verbetering vragen, dan zijn dit het type lijm, de sterkte van het materiaal, adequate statische systemen, koppeling van de bouwelementen (bijvoorbeeld de kokers in een ruimtelijk vakwerk), invloed van vochtigheid (funest voor de sterkte), kruipgedrag van karton, brandbestendigheid, extrusiemogelijkheden en onderzoek naar muren en vloercomponenten van karton voor de woningbouw. Componenten die we nog kunnen ontwikkelen zijn opnieuw de lijmverbindingen, demontabele verbindingen, de bescherming tegen vocht en regen, ontwikkeling van een passende productiemethode en de ontwikkeling van doe-het-zelf kartongebruik. Één van de grootste projecten die gedaan zijn met karton is de Cardboard Dome, door Mick Eekhout met architect Shigeru Ban (2002/2003). Bij dit project is een gehele ‘dome’ opgebouwd uit ruim 700 kartonnen kokers, die onderling verbonden zijn met stalen koppelstukken. Al deze koppelstukken hebben een kleine hoek, waardoor het geheel van gekoppelde elementen een ronde vorm vormt. De basis van de dome vormt een stalen onderframe. Door een gedegen voorbereiding namen de bouwactiviteiten slechts een week in beslag. Vooral de materialen research en het testen ervan namen veel tijd in beslag: 4 maanden. Productie van de elementen en het bouwen kostten een maand. De eerste plek waar deze dome werd opgebouwd was IJburg, hierna is het bouwerk geplaatst in Leidsche Rijn.Een ander groot project met karton als constructiemateriaal was de Cardboard Bridge, Pont du Gard in Frankrijk. Deze brug, dit maal onoverdekt (waar de Cardboard Dome dat wel is), kon alleen ’s zomers blijven staan door de vochtintolerantie. Opnieuw komen we hier bij het te ontwikkelen punt: vochtbestendigheid van karton.



InleidingOm te kunnen werken en ontwerpen met een materiaal, maakt niet uit welk materiaal, moet je het ma-teriaal kennen. Met kennen bedoelen we dat je het materiaal gevoeld moet hebben, je moet weten hoe het materiaal zal reageren, hoe sterk het is, de voordelen kennen en misschien nog belangrijker zelfs, de nadelen. Dit alles geldt ook zeker voor karton, een nu nog onbekend materiaal in de bouw. Daarom was het belangrijk dat we met z’n allen het karton zouden testen. Dit ging alleen niet zomaar op bouwkunde. In overleg met Fred Veer was het plan gemaakt om het karton te testen bij de faculteit werktuigbouwkunde. Daar is een ruimte waar materialen makkelijk getest kunnen worden op druk en trek krachten. Ideaal voor de testen die wij wilden uitvoeren op karton.Eenmaal aangekomen in, wat leek op een spannend en gevaarlijk laboratorium, kregen we de uitleg van Fred Veer wat voor testen we op wat voor soort karton zouden gaan uitvoeren.

De kartonsoortenDe belangrijkste kartonsoorten die getest testen waren zijn,

Getest op drukkrachten- Honingraatkarton- Ronde kartonnen koker- Vierkante koker

Getest op trekkrachten- Gelaagd (vormstudie)karton uit zijn 3e genera-tie- Massief karton uit zijn 1e/2e generatie

DrukkrachtenDe eerste testen die uitgevoerd werden waren de druktesten. Voor onze neus stond het eerste apparaat dat we tot onze beschikking hadden. Een gigantische drukpers waarvan je gelijk wist dat je absoluut je hand niet eronder wilden leggen. Ons eerste slachtof-fer was een ronde kartonnen koker met een diameter van ongeveer 250 mm. De koker had ook een zeer respectabel gewicht en de verwachtingen lagen dan ook hoog. Met zorg werd de koker onder de drukpers geplaatst. Een laptop was aan het apparaat aanges-loten zodat je direct kon aflezen wat de belasting was die lag op de koker. Met een snelheid van 50mm p. minuut werd de koker in elkaar gedrukt. Dit proces herhaalde zich over de andere kartonsoorten. De kar-tonnen kokers hebben een lengte van 400 mm.



Resultaten- De ronde koker met een diameter van 250 mm hield het uit tot iets over 4 ton. Nu lagen de verwachtingen hoog maar dit was verbazingwekkend. Je kan je voorstellen dat 4 volle gezinsauto’s, klaar om op vakantie te gaan, steunde op die ene kartonnen koker. De koker begaf het op de zwakste plekken, namelijk de naden. Een kartonnen koker is namelijk opgebouwd uit meerdere lagen karton/papier over elkaar heen gerold. Dit rollen gebeurt in een schuine richting waardoor er diagonale naden ontstaan. Deze naden vormen de zwakke punten waar de koker dan ook zal scheuren of breken.- De vierkante koker met een breedte en lengte van ongeveer 150 mm hield een gewicht van 120 kilo, oftewel bijna 1200 Newton. Ook hier zat de zwakke punt in een van de naden van de koker.- Het honingraatkarton hield een gewicht van 1,2 ton. Het karton was opgesneden in kartonnen vi-erkantjes van 40mm x 40mm. 20 van deze vierkante kartonnen plaatjes waren opgestapeld. Honingraat-karton stond al bekend om zijn mogelijkheid om grote krachten loodrecht op te vangen. Vanaf de zijkant is hat karton zwak, maar de honingraatstructuur binnen in de platen zorgt voor de sterkte. De zwakte zat hem deze keer in de structuur. De structuur zelf is namelijk niet egaal, waardoor sommige punten in het vlak het eerder begaven en de stapel honingraatvierkantjes doorzakte.

TrekkrachtenNa het karton op drukkracht getest te hebben was het tijd om te zien hoe karton het deed onder trek-krachten. Hiervoor testten wij 2 soorten karton. Het karton werd van te voren in vaste stroken gesneden zodat elk stuk 300 mm lang werd met een breedte van 40 mm. De dikte lag ongeveer rond de 2 mm. Om het karton te testen gebruikte we een wat kleiner apparaat dat het karton uit elkaar trok met een snelheid van 2 mm p. minuut. Van elke soort karton werden er 15 testen gedaan om zo een gemiddelde sterkte te krijgen als resultaat. Ook hier konden we de krachten vanaf een laptop aflezen.

Resultaten- Gelaagd (vormstudie)karton uit zijn 3e generatie. De resultaten zijn linksboven afgebeeld.

- Massief karton uit zijn 1e/2e generatie. De resultaten zijn linksonder weergegeven.

Bij beide soorten karton lag de gemiddelde trekkracht die het houden kon rond de 2 ton. Zoals verwacht was het massiefe karton wel sterker dan het gelaagde karton. Logisch aangezien de generatie van pro-ductie. Wat niet verwacht was, was het feit dat een strook karton met een dikte van 2 mm 2 ton trek-kracht aankon. De zwakke punt lag bij beide soorten karton op de plekken waar de vezels van het karton het kortst was.

ConclusieUiteindelijk is deze unieke kans om het materiaal karton eigenhandig te testen zeer handig en indruk-wekkend gebleken. Wie had gedacht dat karton 4 ton druk kan houden of dat een kartonnen strip van 4 cm breed soms wel 4 kN aan trekkracht kan hebben. De informatie over de vezels en productiegeneraties zijn zeer waardevol geweest. Zoals eerder gezegd is het begrijpen en kennen van een materiaal belan-grijk om er mee te kunnen ontwerpen. Dit is dan ook terug te vinden in de ontwerpen die wij later voor de brugopdracht gemaakt hebben. Dit is terug te vinden in de verslagen. Al bij al was dit een nuttige en leuke manier om karton te leren kennen en daarvoor willen wij Fred Veer dan ook zeker bedanken.



Opdracht “De kartonnen Brug”Begeleider: Gerrie Hobbelaman

De opdracht is simpel, hij luidt: maak een brug die de meeste belasting kan dragen ten opzichte van het gewicht van het gebruikte karton. Het gaat dus om de gewicht/belasting verhouding.Je kan dus een hele lichte brug construeren maar als een 2maal zo zware brug een 3 maal zovele belasting kan dragen is dat de sterkere brug.De situatie voor de brug is hieronder geschetst:

De overspanning die men moet creëren is 2 meter. Verder is alleen karton het te ge-bruiken materiaal. De brug moet worden ontworpen en gemaakt binnen 5 uur. De op-dracht wordt uitgevoerd in groepjes van 3 a 4 personen. De gegeven kartonnen materialen zijn:- Een dekvloer van 2000mmx70mm met een dikte van 25mm. Honingraatkarton - 1 Plaat honingraatkarton met een dikte van 25mm.- Meerde platen van 2x1 meter, van sterk dun karton. 1e productiegeneratie.- Variërende kartonnen kokers, vierkant en rond.Andere gebruiksmiddelen:- Stanleymes - Liniaal- Houtlijm- Lijmpistool- LijmklemmenDe brug wordt getest onder toezicht van Geriie Hobbelman. Gewichten worden over de brug geplaatst als belasting. Ook mogen de studenten zelf als belasting op de brug staan. Uiteindelijk wint de brug die het meest kan dragen ten opzichte van het gewicht van de brug.



Groep 1: Dorris Derksen, Linda de Geus en Maarten Plomp.

Na het bezoek aan Fred Veer en al het testen van het karton op verschillende belastin-gen verbaasde we ons over de trekkracht dat karton kan opnemen. Hier wouden we graag iets mee doen. Voordat we de brug gingen bouwen kregen we ook nog een intro-ductie praatje van Gerrie Hobbelman. Daar kregen we wat voorbeelden van bruggen te zien en hun draagsystemen.

Een van deze voorbeelden was de onderspannen brug. Een brug waarbij het dek relatief dun is, omdat de constructie word ondersteund (onderspannen) door een stelsel van drukstaven en kabels of trekstaven. Hierdoor is het mogelijk om een relatief lichte brug te bouwen met veel draagvermogen.

Voor het bouwen van de brug gingen we allemaal uit van een basis kartonplaat die zou functioneren als het dek. In het verdere pakket zaten nog een aantal verschillende (honingraat-)platen en wat kokers van karton. Het was snel duidelijk dat de kokers goed als drukstaven zouden kunnen functioneren. Voor de trekstaven waren meerdere kanton soorten geschikt. We hebben ook overwogen om het karton nog te vlechten en zo een soort kabel te vormen. Kijkend naar de verbindingen hebben we besloten om een strook kanton te nemen als trekstaaf. We hebben gekozen voor het hoogwaardige karton ( van papier uit zijn eerste levensfase ) om zo misschien extra draagvermogen te krijgen. Daarna kwamen nog de verbindingen tussen de dekplaat, druk belaste kolommen en de trek stroken. Aan de onderzijde van de dekplaat hebben we op de positie van de kolommen een plaat van extra sterk kanton bevestigd om zo ponsen van de kolom te voorkomen. Aan de onderkant van de kolom valt de trekstrook precies over het profiel van de kolom waardoor er geen bevestiging nodig in. Door het spannen van de trek-strook wordt de kolom ingeklemd tussen de dekplaat en de trekstrook. De verbinding tussen deze trekstrook en dekplaat werd iets lastiger. We kozen ervoor om de trekstrook door de dekplaat heen te laten lopen. Zodat de bevestiging niet in de weg kwam te liggen met de oplegging van de brug. De trek stroken werden aan de bovenkant van de dekplaat met houtlijm bevestigd.



Groep 1: Dorris Derksen, Linda de Geus en Maarten Plomp.

Uiteindelijk is hier de brug ook kapot gegaan op een van deze verbindingen. En zodra en een trekstrook uitviel begaf de hele brug het. Aan de hand van de proeven die we gedaan hadden met karton hadden we al een vermoeden dat de verbinding een zwak punt zou vormen, omdat het karton op zichzelf veel kan hebben. In de toekomst zullen de verbindingen meer aandacht krijgen!In totaal woog de brug 2.5 kg en kon een gewicht dragen van 75 kg.



Groep 2: Donna Stam, Soscha Monteiro de Jesus, Steffan Hegeman.

Bezoek Fred Veer & Gerrie HobbelmanDe grote conclusie die wij allen trokken na het bezoek aan Fred Veer en zijn testruimte, was dat tot onze verbazing karton veel trekkracht op kon nemen. Wel moest het karton uit de 1e of 2e generatie van de kartonproductie komen. Anders zijn de vezels toch te kort. Ook bleken ronde kokers veel op te kunnen nemen.Gerrie Hobbelman liet ons een aantal mogelijkheden en voorbeelden van bruggen zien. Ook hier kwamen trekkrachten veel voor. Bruggen met bogen en met vakwerken als ligger waren ook veel voorkomende voorbeelden.

Plan van aanpakDe bruggen met spanten trokken ons erg in verband met de trekkrachten die karton kon opnemen. Hierbij heb je namelijk weinig materiaal nodig voor relatief veel kracht. Dit is gunstig in relatie tot de opdracht waarbij het draait om de gewicht/belasting verhouding. Vandaar dat het plan zich al snel toespitste tot trekkracht. Na geproefd te hebben van de verschillende soorten materialen wilden wij ook al snel gebruik maken van ligger. Het honingraatkarton toonde al veel stijfheid. Ondanks dat dit veel extra gewicht zou oplev-eren wisten wij dat het genoeg stijfheid aan de brug zou brengen om het extra gewicht te verwaarlozen.

De brugDe brug bestaat uit de basisdekplaat die iedereen moest gebruiken. Daaronder plaatsten wij 2 liggers (100 mm hoog x 50 mm breed) over de gehele lengte van de brug . Deze zorgde voor stijfheid van de brug. Nu wilde wij kartonnen spanten toepassen om gebruik te maken van de trekkracht van karton. We hadden nog 4 ronde kartonnen kokers van 200 mm hoog met een diameter van 50 mm die perfect aansluiten op de ligger. Dit werden de drukstaven van het geheel, sinds kartonnen kokers veel druk bleken te kunnen opnemen. Over de drukstaven Werd een kartonnen span band aangebracht. Dit karton kwam uit de 1e productie generatie en was dus vrij sterk. Er was nu alleen een probleem met de verbinding van het trekkarton en de liggers. Het oppervlakte van de liggers was namelijk de zijde waarin de structuur van het honingraatkarton lag. Wat als gevolg had dat er weinig oppervlak was voor de lijmverbinding. Als oplossing creëerde wij een vorm-verbinding. Hiervoor sneden wij schuin in de liggers in, om daar de kartonnen span band in te vouwen en met lijm vast te maken. Om de belastende krachten door te geven naar de spanten moesten de spanten geheel strak staan. Dit was zonder belasting op de brug niet het geval, maar naarmate de brug meer doorzakte door de belasting kwam er meer trek in de spanten te staan.



Groep 2: Donna Stam, Soscha Monteiro de Jesus, Steffan Hegeman.

Resultaten & conclusieGewicht brug = 3,7 kgBelasting = 2000 N = 200 kg

Uiteindelijk konden Steffan (70Kg), Maarten (70 Kg) en Soscha (60 Kg) erop staan voor-dat de brug doorzakte. De kartonnen span banden werkte totdat de vormverbinding het begaf. De vouw in de span band scheurde door. Nadat de trekkracht weg was gevallen braken de liggers en daarbij het dek ook door. Een verbetering zou dus kunnen liggen in de verbinding van het span band en de liggers. Uiteindelijk is dit wel de winnende brug geworden, voornamelijk omdat de keuze om toch liggers van honingraatkarton te gebruik-en de brug zodanig sterk maakte dat het bijna de 200 kilo zelf kon dragen.



Groep 3: Leonie Boelens, Alexandra Heyink en Anna Hofgartner.

Karton kan grote trekkracht opnamen. Daarom hebben wij besloten om een ontwerp van een tuibrug te maken. Op de beginplaat hebben we vier kokers bevestigd, twee aan elke zijde. Tussen de kokers en de beginplaat hebben we trekkabels gespannen. Tenslotte hebben we aan de onderkant van de beginplaat een balk van karton bevestigd.

Het moeilijkste aan een kartonnen brug zijn de bevestigingen, vooral als het om trekkrachten gaat. Een gleuf scheurt snel kapot. We hebben geprobeerd om karton te buigen en vervolgens vast te lijmen. Maar door het karton te buigen wordt het karton op deze plek beschadigd en scheurt het veel sneller kapot. We hebben de kartonnen trekkabels zo gesneden dat een hamervorm aan het einde zat. Dit zorgde er-voor dat als de trekkabel in een gleuf was gestoken, moeilijker terug kon schieten. Bovendien hebben we een extra stuk karton 90 graden gedraaid en in de hamervorm gestoken.

Tot onze verbazing kon onze brug met 70 kg worden belast. Doordat de brug in het midden belast werd, ging het een curve aannemen. De kanten waar de brug op de tafel steunden kantelden omhoog. Leo-nie en Anna gingen op deze kanten staan om te voorkomen dat de brug tussen de tafel zou vallen. Hoe meer de brug werd belast, des te meer trok de brug onder de voeten van Leonie en Anna vandaan. Op een gegeven moment begon ook de tafel mee te wippen. Leonie is er snel van afgestapt en de brug viel tussen de tafels. We hadden eerst helemaal niet verwacht dat de brug zoveel hebben kon. Eigenlijk hebben we ook een beetje meegeholpen door op de uiteinden van de brug te gaan staan. We hadden verwacht dat de brug kapot zou gaan op de verbindingen van de trekkabels. Wat fout was aan ons ontwerp is dat de kokers waaraan alle trekkabels waren bevestigd, niet boven de tafels waren. Op deze manier werken de trekkabels minder goed. De kokers kunnen namelijk hun druk-kracht niet goed naar boven uitoefenen omdat de ondergrond meebuigt.Om trekkabels alleen van karton te maken is misschien niet heel efficiënt aangezien je er veel tijd mee kwijt bent. Bij het ontwerp van een tuibrug is het belangrijk dat de kokers de volgende keer boven de opleg-ging (tafel) komen om de trekkabels te laten werken. Ook zou de oplegging sterker moeten zijn om te voorkomen dat de brug tussen de tafels in valt.

- - D

ruk

- -

- - D

ruk

- -

++ Trek ++ ++ Trek ++

++ Trek ++++ Tr

ek +

+

Doorbuiging

Belasting



Overzicht resultaten ‘De Kartonnen Brug’

Brug 1Eigen gewicht: 25 NDraagkracht: 750 NRatio: 30

Brug 2Eigen gewicht: 37 NDraagkracht: 2000 NRatio: 54

Brug 3Eigen gewicht: 26 NDraagkracht: 700 NRatio: 26.9



Conclusie en dankwoord

Zoals gezegd denken veel mensen dat karton slechts eenverpakkingsmateriaal is, een tweederangsmateriaal dat alleen gebruiktwordt in de supermarkt. Met onze masterclass hebben we een groepstudenten ervan kunnen overtuigen dat dit niet zo is. Deze studentenhebben met eigen ogen kunnen aanschouwen hoe er op dit momentge-experimenteerd wordt met karton bij de hockeyclub Ring Pass inDelft. Leuk was dat we bij dit clubhuis zagen dat karton nog duidelijkin de expriment-fase is, het materiaal is op verschillende manierenbehandeld om het zo goed mogelijke eigenschappen mee te geven. Wel isin het clubhuis de kartonconstructie weer een stapje verder ontwikkelddat bij bijvoorbeeld de Paper Dome (Utrecht, Octatube).

Tijdens de lezing van Taco van Iersel werd ons echter pas echtduidelijk hoeveel karton wordt onderzocht en gebruikt bijconstructies. We kregen inzicht in de verschillende soorten karton,wat we allemaal al kunnen in karton en wat er nog te onderzoeken valt.Door de projecten die de revue passeerden, werden we steeds meergeinspireerd en overtuigd van het feit dat karton meer gebruikt zoumoeten worden!

Mick Eekhout vertelde ons hierna meer over de technische kant van hetkarton. Op dit gebied valt nog veel te winnen. Hoe kunnen we hetkarton bijvoorbeeld beschermen tegen water en hoe kunnen we hetverbinden? Een doel opzich is natuurlijk een complete constructie uitkarton, waarbij ook de verbindingsmiddelen niet meer uit staal of eenander materiaal hoeven te bestaan!

We hadden bij Ring Pass al wel wat te horen gekregen over de druk- entreksterkte van karton, maar toch waren we verbaasd over de veelgrotere druk- dan treksterkte die karton kan opnemen, toen we hetmateriaal zelf mochten gaan testen. Ook was het interessant om te ziendat de verschillende soorten karton op hun eigen manier heel sterkwaren. Een koker kan bijvoorbeeld veel drukkracht opnemen, maar gaatop de naden snel kapot bij een trekkracht. Honingraat karton is in deene richting heel sterk en in de andere richting vrij slap. Ook hetverschil tussen eerste generatie karton en gerecycled karton wasopzienbarend!



En uiteindelijk mochten we er zelf mee aan de slag! We wisten hoekarton sterk en hoe het zwak was. We wisten dat verbinden kritiekepunten waren. We wisten nog veel meer om zelf een brug in elkaar tekunnen zetten. Maar toch waren we allemaal wel verrast toen de bruggenaan het eind van de dag sterk genoeg bleken te zijn om meerdere mensente dragen!

Ik denk dat alle studenten, die hebben deelgenomen aan de masterclass,karton nu in een heel ander licht zien. Of je nu een mooie oplossingvoor een tussenwand zoekt of een materiaal om een complete constructieuit te vervaardigen, karton kan het allemaal! We hebben ons doel,studenten kennis laten maken met een nieuw onderschat materiaal, bijdeze masterclass zeker gehaald. Nu hopen we dat u net zo onder deindruk bent, na het lezen van dit verslag, en bij een volgend projectkarton niet over het hoofd ziet!

Als laatste willen we Taco van Iersel, Mick Eekhout, Nils Eekhout,Fred Veer en Gerrie Hobbelman nog bedanken voor hun bijdrage. Zonderhun bijdrage hadden we deze masterclass niet kunnen organiseren.

Anna, Steffan, Soscha, Donna


Faculteit Bouwkunde, TU DelftJanuari 2012

MASTERCLASS KARTON Honours Programme Bachelor Faculteit ...

Documents

Transcript of MASTERCLASS KARTON Honours Programme Bachelor Faculteit ...