Transcript 1. Hållfasthet(4)

ATT BYGGA STARKT
SID. 94-98
Under den här
genomgången får du lära
dig:
• att olika material har
olika egenskaper
• hur olika konstruktioner
kan påverka hållfastheten
Om du ska bygga en husvägg av legobitar, hur ska du då göra för att få
det hållfast och stabilt?
För att väggen ska hålla bättre så lägger man de nya klossarna tvärs
över skarvarna i lagret under.
Oavsett vad man bygger eller
konstruerar - en villa, en bro
eller en lyftkran - är det viktigt
att man i förväg tänker på att
det ska bli starkt och hålla
för användning.
Det gäller att använda lämplig form och lämpliga
material.
Det är inte alltid så självklart vad man menar med en
byggnad eller att en sak ska vara stark eller hållfast.
Man måste först ta reda på vilka olika krafter som
påverkar och kan skada dem.
Man måste tänka på ett ämnes hårdhet t.ex.
hammarhuvudet måste vara hårt för att det inte
ska bli gropar i det varje gång han slår en spik. Ett
föremål med låg hårdhet får istället gropar och
repor på ytan.
Både hårdhet och tryckhållfasthet handlar om
att klara av tryckkrafter. Ett föremål med låg
tryckhållfasthet ändrar form eller krossas när det
utsätts för tryck.
När ett föremål utsätts för en kraft, ändrar det alltid form
en smula. Ibland kan det få tillbaka sin vanliga form när
kraften försvinner. Den egenskapen kallas för
elasticitet.
Ett föremål eller ett material som har hög elasticitet kan
förändras mycket av kraften men ändå gå tillbaka till sin
vanliga form.
I vardagligt språk säger man ofta att något är elastiskt
bara för att det går att tänja ut, men inom tekniken
menar man att det måste få tillbaka sin ursprungliga
form när kraften som har tänjt det försvinner.
Ett elastiskt byggmaterial som du säkert känner till är
tätningslister runt fönstren. Alla byggmaterial måste
vara ganska elastiska. Tänk bara när husväggarna
utsätts för stark blåst - då måste de ha förmågan att gå
tillbaka till sin vanliga form.
Husgrunder i ett höghus utsätts för
mycket tryckkrafter. Om den inte
har god tryckhållfasthet kan den
tryckas sönder när hela husets tyngd
vilar på den.
Linorna till hissen i samma höghus
måste hålla för starka dragkrafter när
de drar upp hissen. Därför måste de
ha god draghållfasthet.
En balk är en stång som håller upp t.ex. golven i ett hus
eller vägbanan på en bro.
Den kan vara av olika materiel, som stål, trä eller betong.
Den ska böjas så lite som möjligt och det finns olika
knep för att lösa det.
För att få stålet
styvt (så att det
inte böjs lätt)
formar man det
som en balk.
Det finns olika
balkprofiler:
I-balk, U-balk, Hbalk, C-balk, Lbalk osv.
Namnet beskriver
formen.
I-balk
Betong är ett väldigt viktigt byggnadsmaterial, ett slags
konstgjort sten.
Den har god hållfasthet, men tål inte särskilt höga
dragkrafter.
I byggnadsdelar som utsätts för stora dragkrafter, till
exempel taket/golvet mellan två våningar, kombinerar
man därför två material.
Man gjuter in ett nätverk av järnstänger i betongen och
då får golvet både tryckhållfasthet och draghållfasthet.
Man säger att betongen är armerad och järnstängerna
kallas armeringsjärn.
Armeringsjärn rostar ganska
lätt ute i luften.
När det gjuts in i betong så
skyddas de däremot av
betongen. Då rostar de inte
alls.
Armeringsjärn är räfflade
stålstänger som gjuts in i
betongen.
Betongen griper tag i räfflorna
och stålet håller emot vid drag
så att inte betongen spricker.
Genom att
kombinera
egenskaperna
hos stål och
betong kan
man bygga
ganska otroliga
byggnader!
Milleniumbron i
Newcastle, England.
Ett skrivpapper kan du lätt böja
eller rulla ihop till en rulle.
Om du veckar pappret som ett
dragspel blir pappret svårare att
böja tvärs över vecken.
Det här är något man använder i
olika konstruktioner för att
spara material och för att göra
konstruktionen lätt.
Till tak av olika slag använder
man ofta korrugerad plåt eller
plast.
Om du tänker på t.ex en
engångsmugg i plast eller en
hink så har de vikta kanter.
Genom att vika kanterna i
konstruktionen kan du öka
hållfastheten med hjälp lite
material.
En viktig metod för att
bygga konstruktioner som
är starka men ändå lätta
och materialsnåla är att
utnyttja så kallat fackverk.
Triangeln är en viktig form
när man vill bygga
någonting stadigt.
Eiffeltornet är ett bra
exempel på en
fackverkskonstruktion.
Istället för att bygga
tornet med hela väggar
eller tjocka pelare, gjorde
man ett luftigt nätverk av
balkar.
Balkarna är hopsatta till
ett mönster av trianglar
som tillsammans blir
stabilt men ändå lätt.
Genom att
kombinera flera
balkar kan man
bygga en struktur
som gör att stålet
inte böjs.
Triangelformen
gör att det alltid är
någon balk som
utsätts för drag
(istället för tryck)
och håller ihop
konstruktionen.