Anteckningar hållfasthet ht 2012

Hållfasthet

Kommer det bära eller brista?

Vad är det som avgör om ett föremål håller eller går sönder?

• Vilket eller vilka material är föremålet gjort av? • Vilken form har föremålet?

• Är det format med tanke på hållbarheten? • Finns det svaga punkter?

Material

• Material har olika egenskaper • Det gäller att välja rätt

material för ändamålet t.ex. titan rostar inte i kroppen. • Material kan t.ex. ha olika

egenskaper vid olika

temperaturer t.ex. blir gummi skört när det är kallt.

Hoptryckning och utdragning

• Tryckhållfasthet – En egenskap som säger hur väl ett material tål

tryckkrafter

• En husgrund utsätts för stora

tryckkrafter och görs därför av betong som tål trycket

• Draghållfasthet - En egenskap som säger hur väl ett material tål

dragkrafter

• Segelsömmarna på en segelduk måste ha god draghållfasthet

Elastiska material

• Elastiska – Ändrar form om de utsätts för en

kraft men återtar sin ursprungliga form när

krafterna upphör

Hårda material

• Hårdhet – Är en egenskap som säger hur tålig

ytan på ett material är, ju hårdare materialet

är desto svårare är det att repa

• Glas är hårt och för att kunna göra en repa i

glas krävs ett hårdare material, t.ex. diamant

Balkar

• När ett föremål böjs bildas en ytter- och en

innerkurva. Ytterkurvan utsätts för dragkraft och innerkurvan för tryckkraft.

• En balk är en stång som ska motstå böjning.

• Stort avstånd mellan inner- och ytterkurva ger en stabilare balk, t.ex. bräda på högkant.

• Man brukar beskriva balkformer genom att tala om vilken bokstav kortändan liknar.

Armering

• Betong är ett av våra viktigaste byggnadsmaterial. Betong görs av bergmaterial, cement och vatten.

• Det har bra tryckhållfasthet men går lätt sönder om den utsätts för dragkrafter.

• Därför kan man inte bara använda betong i en konstruktion. Den skulle lätt gå av.

• Man förstärker då betongen med stålstänger som gör att det håller bättre.

• Denna metod med stålstänger i kallas armering.

• Betong och järn utvidgar sig lika mycket vid värme och därför är de perfekta ihop.

Korrugering

• Korrugering är när man veckar material, tex.

plåt så att den blir vågig och samtidigt styvare.

• Många hustak bygger man ofta av stora bitar

korrugerad plåt.

• Kommer plåten nedan blir styv på längden

eller bredden?

Sandwichmaterial

• Sandwichmaterial är när man varvar material med olika

egenskaper i flera lager.

• Tex wellpapp. Det har ett styvt papper på vardera sida och i mitten finns ett korrugerat papper.

• Då blir wellpappen svår att böja trots att det mest är luft.

• Andra exempel på

sandwichmaterial är plywood och gipsskiva.

Starkt men ändå lätt - Ramar

• En ram består av stänger eller balkar, men ibland också vajrar.

• Eftersom en ram är gles så blir den lätt.

• Vilken av ramarna nedan ändrar inte form?

Fackverk

• Fackverk byggs genom att sätta ihop många

trianglar. De är glesa, lätta konstruktioner som

är mycket starka.

• Fackverk används ofta när man bygger

järnvägsbroar och lyftkranar.

Brotyper

Balkbro

• Balkbroar är horisontella balkar som hålls uppe i ändarna av stöd.

• De första balkbroarna var enkla stockar som låg över bäckar, och liknande konstruktioner.

Konsolbro

• Konsolbroar byggs med konsoler; horisontella

balkar som bärs upp endast i ena änden.

• Många konsolbroar använder två konsoler, en

från varje stöd, som möts i mitten.

Bågbro

• Bågbroar är bågformade och har landfästen i båda ändarna.

• Farbanan på äldre bågbroar ligger alltid ovanpå bågen, medan hos nyare kan ha farbanan

Hängbro

• Hängbroar hänger från kontinuerliga kablar. • De äldsta hängbroarna konstruerades med rep

eller rankor och bambu.

• I modern tid består kablarna av ett grovt knippe stålvajer som hänger över torn, eller pyloner.

Snedkabelbro

• Snedkabelbroar hålls likt hängbroar uppe av kablar.

• Men snedkabelbroar har flera kablar som är förankrade från olika höjder på pylonerna till olika platser på bron. • Detta resulterar i att mindre mängd kabel går åt, och

Fackverksbro

• Fackverksbroar byggs av fackverk, i huvudsak stål.

• Fackverksprincipen bygger på att stängerna bildar ett stort antal trianglar. Detta blir mycket stabilt eftersom en

triangels former och vinklar är entydigt bestämda av sidlängderna, d.v.s. i fackverkets fall stängerna.

• De har en solid brobana som hålls uppe av ledat infästa balkar.

Rörliga broar

Kända broar

Högakustenbron, eller Vedabron som den även kallas, är en hängbro över

Ångermanälven mellan Kramfors och Härnösands kommuner.

Brons fria spann är 1 210 meter och den är 17,8 meter bred. Den segelfria höjden är 40 meter och hela brons längd är 1 867 meter. Pylonerna är 182 meter höga.

Pylonerna på 182 meter var Sveriges högsta byggnadsverk (TV-master oräknade) fram till att man byggde Öresundsbron. Bron har Sveriges längsta brospann, Skandinaviens näst längsta (efter Stora bältbron i Danmark), Europas tredje, och världens elfte.[

Kända broar

Tower Bridge är en klaffbro över floden Themsen i London, Storbritannien. Den byggdes

i slutet av 1800-talet.

Tower Bridge kompletterade London Bridge på grund av Londons utbyggnad österut. Den är en av världens mest kända broar.

1886 började man gjuta grunden till den nya bron (tornen) och den 30 juni 1894, efter åtta års bygge, hölls det kungliga öppnandet.

Kända broar

Golden Gate-bron är en berömd hängbro över sundet Golden Gate i Kalifornien, USA. Bron

invigdes 28 maj 1937 och är 2 150 meter lång med ett brospann på 1 280 meter. Golden

Gate-bron är en berömd hängbro över sundet Golden Gate i Kalifornien, USA. Bron

invigdes 28 maj 1937 och är 2 150 meter lång med ett brospann på 1 280 meter.

Under byggnationen miste 11 personer livet. Det tog fyra år att måla bron med den typiska rödbruna färgen som skyddar konstruktionen mot angrepp från väder och vind samt gör den synlig i dimma.

Andra byggnader som använder

brotekniker

Världens längsta bro över vatten

• Jiaozhou Bay Bridge i Qingdao, i

Shandongprovinsen i östra Kina, är längre än

ett maratonlopp – 42,5 km.

Världens högsta bro (för biltrafik)

Millaubron är Europas högsta bro, världens högsta vägbro och världens näst högsta bro, räknat som höjd över marken nedanför. Den är 2 460 meter lång och har sex stycken ungefär lika långa huvudspann, det längsta 342 meter. Bron är 270 meter hög mellan marken och