Materialen die voor constructiedoeleinden worden gebruikt, worden gewoonlijk ingedeeld op basis van hun weerstand tegen basisspanningen zoals compressie, spanning en afschuiving.

Compressie is een kracht die de deeltjes van een materiaal dichter bij elkaar duwt. Wanneer bijvoorbeeld een kolom een last draagt, wordt deze samengedrukt en wordt de hoogte ervan korter, zij het vaak onmerkbaar. Het tegenovergestelde is trekkracht, die de neiging heeft een materiaal uit te rekken.

Alle materialen kunnen, tot op zekere hoogte, drukkrachten weerstaan voordat zij bezwijken en het is op dit punt dat de druksterkte wordt gemeten. Daarom wordt de druksterkte van een materiaal gewoonlijk aangegeven als de maximale druk die het materiaal kan weerstaan voordat het bezwijkt.

Materialen die hoge, toegepaste drukkrachten kunnen weerstaan voordat ze bezwijken, worden hoge druksterkten genoemd.

Sommige materialen zijn beter dan andere in het weerstaan van druk voordat ze bezwijken. Staal is bestand tegen relatief hoge drukkrachten. Andere materialen, zoals beton en keramiek, vertonen doorgaans veel hogere druksterktes dan treksterktes. Afhankelijk van het materiaal kan falen bestaan uit breuk aan de druksterkte-grens of onomkeerbare vervorming.

Het meten van druksterkte

Het is mogelijk de druksterkte van materialen nauwkeurig te meten door onder zorgvuldig gecontroleerde omstandigheden een drukproef uit te voeren met behulp van een universele testmachine. Deze heeft een testcapaciteit tot 53 mega-Newton (MN), wat overeenkomt met een kracht van 5.404 ton.

In de bouw wordt de druksterkte van beton gewoonlijk getest in verschillende stadia nadat het is gestort, zodat er voldoende tijd is voor de ontwikkeling van de sterkte (bijvoorbeeld na 28 dagen). Gewoonlijk wordt een kubus (of cilinder) beton als proefstuk gebruikt, waarbij ervoor wordt gezorgd dat het boven- en onderoppervlak vlak en evenwijdig zijn, en dat beide oppervlakken een perfecte doorsnede hebben, d.w.z. haaks op de verticale as van de kubus staan.

Een drukkracht wordt door het testmechanisme geleidelijk op het proefstuk uitgeoefend. Voor het meten van de druksterkte volgens deze methode zijn nodig:

• De dwarsdoorsnede van een van de zijvlakken van de kubus, boven- of onderaan (zij moeten identiek zijn), en
• De drukkracht die wordt uitgeoefend op het moment van bezwijken (gedefinieerd als permanente vervorming – d.w.z. het onvermogen om zijn vroegere vorm weer aan te nemen zodra de drukkracht is opgeheven).

Wanneer deze metingen beschikbaar zijn, kan de druksterkte (C of σc) worden berekend als:

C = F/A

waarbij F de maximumkracht (belasting) is die op het bezwijkpunt wordt uitgeoefend en A de dwarsdoorsnede van het proefstuk voordat de kracht werd uitgeoefend. Zij kan worden uitgedrukt in N/m² of Pascals (waarbij 1 Pascal (Pa) = 1 N/m²).

Het is soms moeilijk om de druksterkte te meten van buigzame metalen, zoals zacht staal, die een hoge druksterkte hebben. Dit is te wijten aan de bezwijkwijze van dergelijke materialen. Gewoonlijk vervormt zacht staal onder een drukbelasting elastisch tot een punt; dit wordt gevolgd door plastische vervorming en uiteindelijk kan het proefstuk worden afgevlakt zonder dat er sprake is van een significante breuk. Het kan daarom moeilijk zijn om het precieze punt van drukfalen te meten. Om deze reden is het gebruikelijker om de treksterkte van zacht staal te vermelden, die gemakkelijker te verkrijgen is; aangezien de treksterkte altijd lager is dan de druksterkte, kan deze als basis voor berekeningen worden gebruikt.

Gerelateerde artikelen op Designing Buildings Wiki

• Arch.
• Barrel vault.
• Druksterkte van houten vakwerkkolommen voor laagbouw.
• Beton.
• Koepel.
• Structuurelementen in gebouwen.
• Ingenieur.
• Vliegende steunpilaar.
• Massabeton.
• Staal.
• Constructeur.
• Constructieve principes.
• Onderconstructie.
• Bovenconstructie.
• Toren.
• Spanning.
• Soorten constructies.
• Voussoir.