Wat is elasticiteitsmodulus?
De elasticiteitsmodulus, vaak afgekort als E-modulus of Young’s modulus, is een materiaalconstante die aangeeft hoe stijf een materiaal is — formeel: de verhouding tussen mechanische spanning (kracht per oppervlak) en de daardoor veroorzaakte rek (vervorming per lengte-eenheid) binnen het elastische bereik. Hoe hoger de E-modulus, hoe minder een materiaal vervormt onder dezelfde belasting.
Formule en eenheid
De E-modulus wordt gedefinieerd door de wet van Hooke:
E = σ / ε
Waarbij:
– σ (sigma) = spanning in N/mm² (megapascal, MPa)
– ε (epsilon) = relatieve rek (dimensieloos, ΔL/L)
– E = elasticiteitsmodulus in N/mm² of GPa
Eenheid is altijd druk (vaak GPa = 1000 N/mm²).
Waarden voor bouwmaterialen
| Materiaal | E-modulus (GPa) |
|---|---|
| Staal (S235, S355) | 210 |
| Aluminium | 70 |
| Glas | 70 |
| Beton C20/25 | 30 |
| Beton C30/37 | 33 |
| Beton C50/60 | 37 |
| Hout (langs vezel, naaldhout) | 10–14 |
| Hout (dwars op vezel) | 0,3–0,5 |
| Baksteen-metselwerk | 5–15 |
| Rubber/elastomeer | 0,01–0,1 |
Een staaldraad is dus ongeveer zeven keer zo stijf als een betonbalk van hetzelfde formaat.
Toepassing in berekeningen
De E-modulus is onmisbaar bij:
- Doorbuigingsberekening — δ = F·L³ / (n·E·I)
- Knikberekening — kritische last hangt af van E·I
- Trilling- en eigenfrequentie — bepaalt dynamisch gedrag
- Bepalen van voorspanverliezen in voorgespannen beton
- Composieten — combineren materialen op stijfheid
Aandachtspunten
- E neemt af met temperatuur — staal verliest stijfheid bij brand
- Beton heeft een kruipfactor — langeduureffect veel groter
- Hout is anisotroop — andere E langs en dwars op de vezel
- Initiele E vs. tangent-E — bij niet-lineaire materialen verschilt de waarde
Gerelateerde termen
Meer weten over bouwkundige termen? Bekijk onze kennisbank op fredsbouwtekeningen.nl.
