Segmentboog

Een segmentboog is een architectonisch en constructief element dat minder dan 180 graden van een cirkel omvat. In de bouwkunst faciliteert deze boogvorm de overbrugging van openingen, zoals die in gevels voor ramen en deuren. De specifieke kromming bepaalt de 'vlakkere' uitstraling in vergelijking met een perfecte halve cirkel. Traditioneel wordt dit type boog vervaardigd uit wigvormige metselstenen, ook wel sluitstenen en wiggen genoemd, die de druk naar de dragende muren of pijlers afvoeren. De resulterende zijwaartse krachten, ofwel spatkrachten, zijn bij een segmentboog significant en vereisen stevige ondersteuning aan de zijkanten om instorting te voorkomen. Dit kan betekenen dat de onderliggende muren extra dik moeten zijn, of dat er trekankers worden toegepast om de horizontale krachten te neutraliseren.

De constructie van een segmentboog verloopt doorgaans met behulp van specifiek gevormde, wigvormige stenen, die zo geplaatst worden dat ze een kromming vormen die minder dan een halve cirkel beslaat. Deze stenen, de zogenaamde 'stenen van de boog', worden van links naar rechts en van rechts naar links aangebracht, met hun uiteinden rustend op de dagkanten van de opening. De ruimte tussen de stenen wordt opgevuld met mortel. Het sluitstuk, de centrale steen bovenaan, brengt de krachten over naar de aangrenzende stenen. De segmentboog steunt op de muurdelen aan weerszijden, de zogenaamde 'lezenaars'. Bij grotere overspanningen of dunnere muren is speciale aandacht nodig voor de afvoer van de horizontale druk, de spatkrachten. Dit kan resulteren in aangepaste muurdiktes of de integratie van trekbanden om de stabiliteit te waarborgen. De vorm zelf, met haar karakteristieke lagere kromming, wordt vaak gekozen om esthetische redenen of vanwege beperkingen in de beschikbare bouwhoogte.

Een segmentboog ontstaat uit de wens om een gebogen overspanning te creëren die minder dan een halve cirkel beslaat, vaak vanwege esthetische voorkeuren of beperkingen in de bouwhoogte. De constructie, waarbij wigvormige stenen of soms speciaal gevormd beton worden gebruikt, leidt tot inherente zijwaartse krachten. Deze spatkrachten ontstaan doordat de druk niet volledig verticaal wordt afgedragen, maar ook horizontaal naar de zijkanten wordt geduwd. Onvoldoende weerstand tegen deze horizontale krachten, bijvoorbeeld door te slappe of te smalle ondersteunende muren, kan leiden tot verzakking van de boog. De boog kan dan gaan 'knikken' of inzakken. Dit resulteert niet alleen in visuele schade, zoals scheuren in de boog of de omliggende muur, maar kan ook de structurele integriteit van het gehele bouwwerk aantasten. De dragende functie van de boog komt in gevaar, waardoor de stabiliteit van de bovenliggende constructie wordt ondermijnd. Een ernstig gevolg kan zijn dat de overspanning faalt, met potentieel gevaarlijke situaties tot gevolg.

Hoewel de term 'segmentboog' specifiek verwijst naar een boog die minder dan een halve cirkel beslaat, zijn er verschillende gradaties in deze kromming. De 'vlakkere' segmentbogen, met een kleine cirkelsegment, contrasteren met de meer uitgesproken segmentbogen die dichter bij een halve cirkel komen. Soms worden deze laatste ook wel korfbogen genoemd, hoewel een ware korfboog strikt genomen uit drie cirkelbogen met verschillende stralen is opgebouwd. Een ander onderscheid is gebaseerd op het materiaal: traditioneel zijn er de gemetselde segmentbogen met wigvormige stenen, maar tegenwoordig worden ze ook vaak uitgevoerd in gewapend beton, waarbij de vorm wordt gegoten of geprefabriceerd. Daarnaast kan men onderscheid maken tussen dragende segmentbogen, die primair een constructieve functie hebben, en decoratieve segmentbogen die puur esthetisch worden toegepast, bijvoorbeeld als sierelement boven een nis. Het belangrijkste onderscheid met andere boogtypes, zoals de spitsboog of de rondboog, zit in de geometrie van de kromming: de segmentboog is altijd deel van één cirkel, waar de spitsboog twee elkaar kruisende cirkelbogen (of delen daarvan) gebruikt en de rondboog een perfecte halve cirkel vormt.

Stel je een oud grachtenpand voor. Boven veel ramen zie je die kenmerkende, enigszins afgeplatte bogen. Dat zijn segmentbogen, vaak gemetseld met speciale, wigvormige stenen. Of denk aan een schuur, waar de poort een grotere segmentboog heeft, soms ondersteund door een stalen latei in plaats van metselwerk. In beide gevallen overbrugt de boog de opening en draagt het gewicht erboven, maar de kromming is subtieler dan een perfecte halve cirkel.

Bij het ontwerpen en uitvoeren van segmentbogen, net als bij andere constructieve elementen, is het cruciaal om te voldoen aan de geldende bouwregelgeving. Specifiek voor dragende constructies in Nederland is het Bouwbesluit 2012 (en de opvolgende Omgevingswet, inclusief het Besluit bouwwerken leefomgeving - Bbl) leidend. Dit besluit stelt eisen aan de sterkte en stabiliteit van bouwwerken, waaronder de capaciteit om belastingen, zoals het eigen gewicht en de spatkrachten van een boog, veilig af te dragen. De daadwerkelijke uitwerking van deze eisen vindt men vaak terug in NEN-normen, die specifieke berekeningsmethoden en materiaaleisen detailleren. Een correcte dimensionering en constructieve uitwerking, rekening houdend met alle relevante normen en de specifieke toepassing van de segmentboog, is essentieel voor de veiligheid en duurzaamheid van de constructie.

De segmentboog kent een lange geschiedenis, die teruggaat tot de oudheid, hoewel de toepassing en de techniek door de eeuwen heen zijn geëvolueerd. Oude culturen, zoals de Romeinen, maakten al gebruik van bogen om structurele overspanningen te realiseren. De segmentboog, met zijn minder uitgesproken kromming, werd in de middeleeuwen en de renaissance populairder, met name in de Romaanse en vroeggotische architectuur. Dit kwam deels door de behoefte aan meer variatie in de vormgeving en deels door praktische overwegingen, zoals het beperken van de bouwhoogte of het beter laten aansluiten van de boog op de belendingen. De ambachtelijke vervaardiging met wigvormige stenen was destijds de standaard. Met de komst van gewapend beton in de 20e eeuw kreeg de segmentboog een nieuwe impuls; de vorm kon nu veel eenvoudiger en met minder materiaal worden gerealiseerd, wat leidde tot een breder toepassingsgebied in moderne constructies, zowel dragend als decoratief.

• https://www.joostdevree.nl/shtmls/boog.shtml
• https://www.encyclo.nl/begrip/boogconstructie
• https://www.encyclo.nl/begrip/segmentboog
• https://www.joostdevree.nl/shtmls/segmentboog.shtml
• https://wikikids.nl/Boogconstructie
• https://www.encyclo.nl/begrip/rondboog
• https://www.encyclo.nl/begrip/aanzetsteen
• https://www.joostdevree.nl/shtmls/schenkel.shtml
• https://www.knb-keramiek.nl/media/266007/draagconstructies-boven-gevelopeningen.pdf