Knik is het zijdelings uitbuigen van een kolom of staaf onder een drukkracht. De staaf bezwijkt dan niet doordat het materiaal wordt platgedrukt, maar doordat hij bij een bepaalde belasting plotseling zijwaarts uitwijkt. Vanaf dat moment neemt de vervorming snel toe en volgt bezwijken.
Knik is dus een stabiliteitsprobleem, geen sterkteprobleem. Een slanke stalen buis kan bezwijken bij een kracht die ver onder de druksterkte van staal ligt, simpelweg omdat hij te slank is.
Waar knik van afhangt
- De stijfheid van het materiaal — de elasticiteitsmodulus E
- De vorm van de doorsnede — het traagheidsmoment I; een buis of koker is bij dezelfde hoeveelheid materiaal veel knikvaster dan een massieve staaf
- De kniklengte — de effectieve lengte Lk, die volgt uit de manier waarop de staaf aan de uiteinden is opgelegd
- De slankheid — de verhouding tussen kniklengte en traagheidsstraal; hoe slanker, hoe eerder knik optreedt
De theoretische knikkracht volgt uit de formule van Euler:
F(knik) = π² × E × I / Lk²
De kwadratische term in de noemer laat zien hoe hard lengte meetelt: een twee keer zo lange staaf knikt al bij een kwart van de kracht.
Toepassing
- Kolommen en staanders in staal, hout en beton
- Drukdiagonalen in vakwerken en spanten
- Stempels en schoren in bouwputten en bij bekistingen
- Steigerbuizen en betonstempels, waar knik in de praktijk de maatgevende bezwijkvorm is
Praktijktips
- Korter maken helpt het meest — een tussensteunpunt halveert de kniklengte en verviervoudigt daarmee de theoretische knikkracht
- Kijk naar de zwakste richting — een staaf knikt om de as met het kleinste traagheidsmoment; een plat profiel dat in één richting sterk is, is in de andere richting kwetsbaar
- Belast altijd centrisch — een excentrisch aangrijpende kracht of een kromme staaf verlaagt de praktische knikkracht aanzienlijk
- Controleer de aansluitingen — een aansluiting die in werkelijkheid scharnierend werkt geeft een langere kniklengte dan een ingeklemde
- Gebruik geen beschadigde stempels of steigerbuizen — een deuk of knikje verlaagt de knikkracht direct
Gerelateerde termen
- Kolom
- Elasticiteitsmodulus
- Druksterkte
- Betonstempel
- Constructie
- Bezwijken
- Eurocode
Meer weten over bouwkundige termen? Bekijk onze kennisbank op fredsbouwtekeningen.nl.
