Spanningsbouw

Spanningsbouw is een term uit de bouwkunde die constructies beschrijft die hun draagvermogen primair ontlenen aan trekspanningen en spanning in de gebruikte elementen. In spanningsgebonden systemen worden belastingen opgenomen door spanningen in materialen zoals staal en vezels, vaak via trekstangen, kabels of membranen. Doel van spanningsbouw is onder meer grotere overspanningen, betere scheurcontrole en efficiënter materiaalgebruik in vergelijking met traditionele buig- of compressiedraagconstructies.

De belangrijkste techniek is prestressing, waarbij vooraf ingevoerde trekspanningen worden ingebracht door trekstangen of kabels. Bij pre-tensioning gebeurt dit voordat het beton uithardt; bij post-tensioning nadat het beton is uitgehard. Daarnaast omvat spanningsbouw constructies met kabel- of membraanverbindingen en tensegrity-achtige systemen waarbij spanning en compressie in verschillende richtingen samenwerken.

Materialen en systemen variëren van staal en koolstofvezels tot combinaties met beton. Voor membranen en netsystemen worden vaak lichte membranen of textielen gebruikt, aangevuld met ankers, ducts en spanningselementen. Door de combinatie van materiaaleigenschappen en spanningstechnieken ontstaan constructies met hoge draagnaven en dunne, elegante geometrieën.

Toepassingen omvatten lange overspanningsbruggen, parkeergaragevloeren, sporthallen en dakconstructies die gebruikmaken van spanningselementen of membranen. De voordelen zijn onder meer betere kras- en scheurcontrole, minder gewicht en esthetisch verfijnde vormen; nadelen zijn hogere initiële kosten, complexiteit van uitvoering en het onderhoud van kabels en ankers.

Historisch gezien staat prestressed concrete centraal in spanningsbouw sinds het werk van Eugène Freyssinet in de jaren 1920 en 1930. Sindsdien heeft spanningsbouw zich ontwikkeld met post-tensioning en diverse spanningsmembranen, waarmee engineers lange spannen en lichte constructies mogelijk maken.