Navrhování mostů (a jejich destrukce!) 2. část

This is a two part video that introduces the different types of bridges. The bridge types will be introduced in historical order from simple (beam and arch) in the first video to more complex (truss and suspension) in the second video. This will show how bridges evolved as our designs and available materials expanded. The design of each bridge will be shown schematically along with the load distribution. The advantages and limitations of each type will be described. Video of actual bridges around Boston of the different types will be shown with the load distributions overlaid on freeze frames. Other iconic bridges will also be shown as still images with load distributions. Technical concepts covered will be tension, compression, bending, span, force balances, material selection and beam/cable design.

License: Creative Commons BY-NC-SA
More information at http://k12videos.mit.edu/terms-conditions

V předešlém videu jsme si představili jednoduché
konstrukce trámových a obloukových mostů.

Teď se pojďme přesunout do současnosti,
k příhradovým mostům.

Příhradové mosty využívají
konstrukce zvané příhradovina.

Ta je umístěna nad nebo pod mostovkou.
V tomto případě je nad ní.

Ačkoli by se mohlo by se zdát
že jen přidáváte váhu na mostovku...

...příhradovina převádí zatížení přes vlastní skelet,
takže na mostovku nepůsobí tak velká zátěž.

Na každý prut příhradoviny
působí různě velký tlak nebo tah.

Na mostovku působíme dvěma stejnými zatíženími
a vypočteme síly v každém prutu, ty jsou zde
zobrazeny jako procenta z celkové zátěže.

Můžete vidět, že největší zatížení působí na koncových a horních prutech, zatímco na prostřední pruty nic nepůsobí.

Myslete na to až uvidíte tlakovou zkoušku. Spoiler!

Pojďmě zjistit, jestli tenhle trestanec
dokáže uniknout z té příhradové věznice.
Jak myslíte, že se most zlomí?

Zamyslete se.
Rád vás vidím, mistře Yodo. Já ho žeru.
Jak můžete vidět, vnější pruty příhradoviny se lámou jako první, protože na ně působí největší zátěž.

Podle schématu působí na horní pruty
stejná zátěž jako na ty vnější.

Proč se tedy také nezlomily?
To proto, že leží podélně s vlákny dřeva -
- v tom směru je dřevo pevnější.

Přidáním příhradoviny mostovka unesla 142 newtonů, což je o 25% víc než u trámového mostu stejné délky.

Posledním druhem mostu které si ukážeme
je známý zavěšený most.

Ačkoliv jediný zavěšený most v okolí Bostonu
není až tak známý, plátí zde stejná pravidla.

Zavěšené mosty používají tlustá ocelová lana připevněná k mostovce k přenosu zatížení
přes věže do ukotvení na koncích mostu.

Svislá lana jsou použita k zavěšení mostovky
z hlavních nosných lan. Na hlavní nosná lana
i na svislá lana působí vždy pouze tah.

Lana přenáší zatížení na věže, na které působí tlak a také na ukotvení na koncích mostu.

Na našem modelu použijeme drát
na hlavní i svislá lana.

Některé části konstrukce nejsou ideální, protože je těžké udělat spoje a ukotvení v tak malém měřítku.

Pro tuto zkoušku budeme potřebovat plné obsazení. Zmetci versus motorkářský gang.
A hele, tady je zase ten cvok.

Jakmile začnou působit síly,
lana převádí zatížení do věží a ukotvení.

Toto rozložení sil pomáhá zachovat celistvost mostovky, takže když se zlomí, nikoho to neodpálí.

Bohužel. Fakt jsem chtěl vidět odpáleného cvoka.
Tento most unesl 142 newtonů,
stejně jako příhradový most

Příhradový a zavěšený most byly pevnější
než dlouhý trámový most.

Ale míň pevné než obloukový most.
To je celkem nečekané.

Avšak opravdová výhoda příhradového
a zavěšeného mostu tkví v tom,

že jimi lze překlenout větší vzdálenost
než mostem trámovým nebo obloukovým.

A nyní přišla všemi očekávaná chvíle.

Rozdrcení lego panáka.