Afbeelding van zhengzaishanchu – stock.adobe.com
Naast solide constructie en de ruimtelijke structuur is skeletbouw een van de essentiële bouwmethoden op het gebied van architectuur. In de skeletbouw wordt, zoals de naam al doet vermoeden, een dragend skelet gebruikt. De openingen die niet dragend zijn, zijn bekleed met hout, glas of minerale bouwmaterialen. Om verticale belastingen te dragen, worden plafondplaten, kolommen en funderingen gebruikt in de skeletbouw. Tegenwoordig worden voornamelijk geprefabriceerde houten huizen gebouwd in skeletbouw, omdat de afzonderlijke componenten industrieel geprefabriceerd kunnen worden. Hierdoor kunnen de geprefabriceerde houten huizen snel worden gebouwd en zijn de bouwkosten vrij laag.
De stabiliteit van het gebouw wordt in de skeletbouw bereikt door de belasting in steeds kleinere proporties te splitsen. De belasting wordt geabsorbeerd door individuele draagelementen. Hier ondersteunt het frameframe de ontlastende wanden, die ertussen zijn gespannen. Daarnaast bepaalt het skelet de vorm van het gebouw.
Van oudsher is de skeletbouw ontstaan uit de houtbouw, omdat houten roeden en houten kolommen al vele eeuwen werden gebruikt als steunelementen voor daken en gevels. Later werd dit principe weerspiegeld in vakwerkconstructies en werden stenen kolommen en stenen kolommen gebruikt in de architectuur. Stalen wolkenkrabbers zijn gebaseerd op dezelfde architecturale principes. Tegenwoordig wordt skeletbouw gebruikt in geprefabriceerde huizen. Hier worden de afzonderlijke componenten geprefabriceerd, wat een aanzienlijk sneller ontwerp en een enorme kostenbesparing mogelijk maakt in vergelijking met een solide constructie.
Soorten en materialen
In de skeletbouw is het dragende skelet gemaakt van hout, steen of staal.
Skeletgebouwen met hout
Houten skeletgebouwen behoren tot de meest traditionele, omdat Noorse houten kerken uit de 12e en 13e eeuw op deze manier werden gebouwd. Er werd gebruik gemaakt van stabiele hoekstijlen, die verticaal verankerd werden in een houten frame. De constructie werd aangevuld met ronde bogen, die voor de nodige stabiliteit zorgden.
Tot op de dag van vandaag bestaat het raamwerk van een skeletgebouw van hout voornamelijk uit eikenhout of een naaldboom. In het verleden waren de lege velden gevuld met mengsels van stro-klei, houten gaas of bakstenen, wat typerend was voor historische vakwerkhuizen. Geprefabriceerde houten huizen volgen een soortgelijk principe als vandaag: hier worden horizontale dwarsliggers gebruikt, waarop palen, stengels of pilaren worden getikt. De vloer wordt vervolgens aangevuld met een frame waarop de plafondbalken zijn bevestigd. Verdere horizontale verbindingsbalken dienen de verdere wandverdeling. Voor verdere verstijving worden hellende stutten gebruikt.
Skeletgebouwen met stenen steunberen
Verder is de stenen skeletconstructie gebruikelijk, die al sinds de late oudheid wordt gebruikt en zijn grootste perfectie vond in de laatgotiek, bijvoorbeeld in gotische kathedralen. De steunberen zijn samengesteld uit pilaren en muursjablonen, die dienen om de zijdelingse stuwkracht van de gewelven te absorberen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen de binnenste en buitenste steunberen. De buitenste steunberen zijn te herkennen aan de luchtbogen, die zo licht mogelijk moeten zijn, zodat ze het gewelf op de steunberen richten. Om de statica te verbeteren, komen de steunberen vaak met hulpstukken, de zogenaamde takken. Dit zijn versierde torentjes. De skeletconstructie met steen is eerder een historische bouwmethode, die tegenwoordig nauwelijks wordt gebruikt. Hun ontwerpprincipes worden echter nog steeds gebruikt in skeletbouw met hout of ijzer.
IJzerskelet constructie
De ijzeren skeletconstructie, die in de 19e eeuw werd gemaakt. Nieuwe technieken zoals staalgieten en innovaties op het gebied van constructieanalyse maakten deze bouwmethode mogelijk. Bij ijzerskeletconstructie wordt de dragende structuur volledig naar buiten gelegd. De wanden zijn meestal van glas en bevinden zich alleen achter de draagstructuur. Wolkenkrabbers en grote hallen, zoals treinstations, worden vandaag de dag nog steeds gebouwd in ijzerskeletbouw.
Voor- en nadelen van skeletonconstructie
Voordelen
Een doorslaggevend voordeel van skeleton construction is dat bouwers en architecten veel speelruimte hebben als het gaat om het systematiseren van de bouwstructuur. Bovendien kunnen verschillende componenten relatief vrij worden gebruikt. Ook met betrekking tot de plattegrond en het gevelontwerp is de skeletconstructie zeer flexibel en conversiemaatregelen kunnen ook eenvoudig worden uitgevoerd dankzij het modulaire ontwerp.
Omdat de muren geen dragende functie hebben, kan een huis in skeletbouw theoretisch steeds opnieuw worden aangepast aan de behoeften van de bewoners. In de skeletbouw kunnen hoge overspanningen worden overbrugd met behulp van constructiehout, stalen liggers en liggers van gewapend beton.
Dankzij de skeletconstructie is het ook eenvoudig om open gevels en dus lichtovergoten interieurs te ontwerpen. Bovendien kan een dergelijk gebouw relatief snel worden gebouwd, omdat de dragende noppenconstructie eenvoudig te monteren is. Daarnaast zijn er wandpanelen en gevelelementen, die door de fabrikant worden geprefabriceerd. Geprefabriceerde huizen in de skeletbouw zijn bijzonder kostenefficiënt en kunnen snel worden opgezet.
Nadelen
In tegenstelling tot solide gebouwen zijn huizen in skeletbouw gevoeliger voor omgevings- en weersinvloeden. Dit geldt vooral als de constructie van hout is gemaakt. Houten huizen zijn ook gevoeliger voor ongedierte zoals houtwormen.
Oorsprong van de skeletbouw
De skeletbouw of skeletbouw, zoals het ook wel wordt genoemd, is een van de oudste bouwprincipes. Een van de oudste voorbeelden van deze bouwmethode is het postkantoor, waarvan de houten palen tot een meter diep in de aarde uitsteken. Noorse staafkerken werden volgens hetzelfde principe gebouwd.
In de middeleeuwen verspreidden zich vooral vakwerkhuizen, die het stadsbeeld bepaalden. Hier is het skelet gemaakt van hout, terwijl de openingen worden opgevuld met andere bouwmaterialen. Met behulp van vakwerkbouw was het mogelijk om woongebouwen met meerdere verdiepingen te bouwen. Bovendien werden, vooral in de gotische periode, kathedralen gemaakt van stenen steunberen toegevoegd, die culmineerden in gebouwen zoals de Dom van Keulen of de Notre-Dame van Parijs.
Met de industrialisatie in de 19e eeuw was het mogelijk om gietijzeren componenten te prefabriceren en te gebruiken voor de bouw van grote hallen. Ook de Eiffeltoren in Parijs is op deze manier gebouwd. In de Verenigde Staten van Amerika werden de eerste wolkenkrabbers gebouwd op basis van skeletbouw en nieuwe productiemethoden. Hier werden massieve stalen liggers gebruikt, die diep in de aarde werden verzonken, zoals in het paalhuis, om het gewicht van de enorme hoogbouw te dragen.