Еще новости раздела
Ранее просмотренные
Avatar-Select (light) by Sander с

Изменённая версия бесплатного модуля Avatar-Select (light) by Sander. Если коротко то это банк картинок для выбора

Код ваш, призы наши – принимаем заявки

Привет! Мы начали приём заявок на «ВТБ More.Tech» – онлайн-хакатон для молодых амбициозных айтишников. От вас –

Kujah & EQRIC - Psycho (feat. FJØRA)

- Kujah & EQRIC - Psycho (feat. FJØRA) 💽Available here: https://fanlink.to/PsychoNB 🌸Follow Kujah Facebook -

Мостостроение

Все блоги / Блоги людей 16 сентября 2020 43   

Мостостроение — технология 4-го уровня, позволяющая строить дороги на квадратах с реками. Требует Обработку Железа и Конструирование, требуется для Железных Дорог. Ну, а теперь поподробнее.

Первый мост был сооружен просто — десятки, возможно даже сотни, тысяч лет назад человек повалил дерево так, чтобы оно перекинулось на другой берег. Так появился простейший балочный мост.

В горизонтальной балке нижние слои работают на растяжение, верхние на сжатие, средние практически не приносят пользы. Чем дальше материал находится от середины балки, тем больше «рычаг» при помощи которого он сопротивляется изгибу балки, тем больше он влияет на прочность.

Исходя из этих фактов несложно прийти к идее двутавра(его используют и в деревянном исполнении) — разместим большую часть материала в двух горизонтальных пластинах и соединим их одной вертикальной. Момент сопротивления прямоугольной балки пропорционален квадрату высоты, двутавра — кубу.

Простейший бревенчатый мост(log bridge) может иметь пролет порядка 30 метров, пролет моста из балок с прямогольным, вытянутым в высоту профилем(sawn lumber beam bridge, glulam bridge), уже может достигать 40-50 метров.

Деревянный мост обычно служит меньше 10 лет. Почему не построить балочный мост из почти вечного камня? Проблема в том что хотя прочность камня на сжатие сравнима с прочностью дерева и даже превосходит ее, прочность камня на растяжение меньше в разы. Проблема в большей жесткости камня. Любая трещина вызывает концентрацию напряжения, но в пластичном материале деформация размазывает напряжение по большой площади, в жестком напряжение сконцентрировано у вершины трещины и она легко увеличивается в размерах.

Известны многочисленные балочные каменные мосты(clapper bridge), самые впечатляющие экземпляры были построены в Китае — с пролетом до 19 метров и весом балок до 200 тонн. Запас прочности таких балок околонулевой — уже при удлинении на пару метров они бы развалились от собственной тяжести и трудно даже представить с какими сложностями столкнулись строители транспортируя и устанавливая такие гигантские блоки. Попаданец мог бы попробовать усовершенствовать каменный балочный мост при помощи железобетона — нагрузку на растяжение возьмет на себя железо, балку можно лить на месте строительства — современные ж.б. балки могут иметь длинну больше 200 метров, но есть варианты поинтереснее.

Для того чтобы оставить проход в каменной стене строители научились сдвигать блоки так чтобы верхние слои опирались на нижние — ложный свод(corbel arch). Теперь уложим клиновидные камни полукругом. Тадам! Мы сделали арочный мост. В нем материал испытывает лишь сжимающие нагрузки, его можно собрать из небольших элементов — теперь мы можем сделать большой каменный мост затратив в разы меньше усилий чем с каменной конструкцией.

Арка была известна с момента зарождения цивилизации на Ближнем Востоке, судя по тому что применялись они в основном в подземных сооружениях в те времена не понимали проблемы распирающего усилия, полноценно использовать арку научилось лишь римляне. Они, с упорством достойным лучшего применения, клепали полукруглые арки. Оптимальная форма арки — перевернутая цепная линия(такую форму принимает провисающий шнурок, уравнение получено в 1691 г.), поэтому полукруглая арка не так эффективно использует материал, к тому же мост с большими пролетами из таких арок получается очень высоким — надо или карабкаться по крутому склону или делать длинные пологие подъемы.

Римляне начали осознавать преимущества пологих арок(Alconetar Bridge, 98–138 AD), но из-за заката империи полноценно использовать их научились уже в Китае. Рекордный доиндустриальный каменный арочный мост — итальянский Trezzo Bridge, 1377, с пролетом в 72 м.

Последнее важное усовершенствование арки — осознание того что центральная часть может быть сильно облегчена. Мне не удалось найти, когда именно строители осознали этот факт. В любом случае судя по тому великолепным европейским арочным мостам 14 века и готической архитектуре, блестяще использующей тонкости управления линией давления, на поприще арочных мостов попаданцу в Новое время ничего не светит.

Прочность балки нелинейно растет при увеличении высоты — логично предположить что идеальная балка это двутавр вертикальная часть которого имеет толщину фольги. Да и расчет арочных конструкций дает интригующие результаты — возможность перекрывать пролеты в сотни метров обычным камнем.

На деле bitch тонких конструкций, работающих на сжатие — устойчивость. Формально эта проблема была исследована лишь Эйлером в 18 веке, но интуитивно ее осознает любой ребенок, пытающийся построить башню из кубиков.

Можно построить сплошную арку в сотни метров, но из-за проблемы стабильности она получится непрактично громоздкой. Кто угодно может построить мост. Инженерное искусство нужно для того чтобы строить ДЕШЕВЫЕ мосты.

Одно из решений — использовать конструкцию работающую лишь на растяжение, обращенную арку. Так появился висячий мост. Он особенно интересен попаданцу тем что эта конструкция была открыта обитателями горных районов Гималаев и Анд, и стала известна в Европе лишь в 16-ом веке.

Большая проблема с висячими мостами — обеспечение достаточной жесткости. Прорыв в этой области обеспечило использование железных цепей в Бутане в 15 веке. Рекордные китайские цепные мосты имели максимальный пролет больше сотни метров.

Тем не менее известны и большие мосты из пеньковых веревок, например Capilano Suspension Bridge с пролетом в 140 метров.

Сложно сказать насколько просто будет добиться приличной устойчивости подвесного моста, но в любом случае это полезная штука. Кроме того интересны подвесные альтернативы мосты — зип-лайн, летающий паром и даже наркоманский «Tight-Rope».

Вернемся к балкам и аркам. Итак несложно сделать огромную балку/арку, проблема в том чтобы сделать ее легкой. Что если мы высверлим множество дырок в конструкции, оставив лишь набор коротких стержней? Стабильность коротких стержней не создаст больших проблем, такая конструкция имеет достаточно широкий и высокий профиль при малом весе, что обеспечивает хороший момент сопротивления без проблем со стабильностью. Многоугольник из стержней будет работать на изгиб в месте соединений, но в треугольниках стержни работают лишь на сжатие/растяжение.

Мы только что изобрели ферму. Ферменные конструкции позволяют создавать большие и легкие арочные мосты или экономить на материале балочных мостов. Возможны и другие способы облегчения сооружений, от балки Виренделя до фрактальных конструкций, но ферма — самый простой и технологичный из них.

Первые попытки в этой области предприняли китайцы, но, как ни удивительно, они не дошли до идеи использования треугольников.

Треугольники начали использовать уже в Европе в 16 веке, в 1778 г. был построен рекордный деревянный мост с пролетом в 119 метров(братьями Груберман в аббатстве Веттинген).

Лучше всего она показала себя на просторах Северной Америки. Быстрое освоение гигантских пространств требовало строительства дешевых деревянных мостов. Пожалуй, лучшей конструкцией стала решетчатая система Тауна(Town’s lattice truss).

Тонкие доски решетки легко соединять, а крыша над мостом защищает дерево от влаги, благодаря чему мост служит десятки лет. Рекордный сохранившийся мост этой конструкции — Cornish–Windsor Covered Bridge, 1866, с пролетом 62 м.

В 19 веке в конструкции мостов начинают использовать металл, но рассказывать про использование металла и раскрывать тонкости отличий между рамными и консольными мостами смысла мало — такие вещи интересны инженеру развитой цивилизации, а не попаданцу, ищущему «низко висящие плоды».

Для того чтобы понять логику развития мостов нам пришлось в общих чертах пройти сложную науку о сопротивлении материалов. Несомненно, многие читатели не поняли некоторые моменты — могу лишь посоветовать им прочитать замечательную книгу Гордона «Конструкции, или почему не ломаются вещи», а затем перечитать статью.

Мы не затронули тему плавучих мостов — их работу в основном обеспечивает закон Архимеда, а не сопромат и тему динамических конструкций — разводных мостов, ничего не сказали о сооружении опор и многом многом другом. Как говорил Ленин, мост неисчерпаем как атом.

  • Оцените публикацию
  • 0

Похожие публикации

@
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent

Новые публикации сайта
Avatar-Select (light) by Sander с

Изменённая версия бесплатного модуля Avatar-Select (light) by Sander. Если коротко то это банк картинок для выбора

Код ваш, призы наши – принимаем заявки

Привет! Мы начали приём заявок на «ВТБ More.Tech» – онлайн-хакатон для молодых амбициозных айтишников. От вас –

Kujah & EQRIC - Psycho (feat. FJØRA)

- Kujah & EQRIC - Psycho (feat. FJØRA) 💽Available here: https://fanlink.to/PsychoNB 🌸Follow Kujah Facebook -

Как продвигать интернет магазин в

➤ Увеличьте прибыль вашего бизнеса с партнерской программой Click https://clc.am/click_tv. Получите до 10% от расходов

SHAZAM TOP 50 | Самые Шазамируемые

💪 Помощь в Развитии Канала) - https://qiwi.com/n/SAM84& ;#13;

RootCast 131: Apple, ARM, NVIDIA

Темы выпуска RootCast 131 0:00:12 Доброго времени уток или 10 лет в эфире (но это не точно) 0:03:40 Где новые iPhone?