Reklama
 
Blog | Jan Orna

Zákon z roku 1678.

Roku 1678 uveřejnil Angličan Robert Hook ve své práci v prestižním vědeckém časopisu větu „Ut tensio, sic vis“. Tato věta, známá dnes jako „Hookův zákon“ znamenala skok v obecném studiu přírodních zákonů a stala se základem nauky o pružnosti a pevnosti. V roce 1978 se proto například ve většině časopisů o inženýrských konstrukcích objevil článeček „Třista let Hookova zákona“. 

Navrhování stavebních konstrukcí bylo až do 17. století založeno na empirických zkušenostech. Mosty a podobné inženýrské konstrukce byly navrhovány většinou klenbové, používány byly „autentické“ stavební materiály jako dřevo a kámen. Dimenzování se odehrávalo na základě empirických vzorců, které patřily do „know how“ jednotlivých stavebních hutí.

Období baroka přineslo kromě rozvoje vlny umění a emocí také revoluci v přírodních vědách, matematice a fyzice. Koperník, Galilei a Kepler dokázali, že Země není středem vesmíru, Isaac Newton objevil gravitační zákon.

Ve stavebním inženýrství zahájil nové období nejprve filozof Galileo Galilei (1564 – 1642). Ve svém spise „Discorsi e dimonstrazioni matematiche“ se jako prvý snažil odvodit teoretické vztahy na základě výzkumu. Považoval (chybně) hmoty za zcela nepružné a nevytvořil žádnou hypotézu. Ale ukázal nový myšlenkový směr.

Cestu vyznačenou Galileem plně pochopil Angličan Robert Hook (1635 – 1703). Jeho práce znamenala základ moderní teorie pružnosti a pevnosti ve stavitelství. V londýnských Philosophical Tracts and Collections vyšla v roce 1678 jeho práce „Lectures de potentia restitution or of springs, explainig the power of springing bodies“, v níž byla uveřejněna ona větička „Ut tensio, sic vis“, která se stala základem stavební teorie.Experimentátor Hook stanovil vztah mezi protažením pružiny Δl a silou S s tím, že protahování pružiny je přímo úměrné vzrůstající síle. S označením faktoru úměrnosti f je slavná věta zapsána rovnicí Δl = fS.

Reklama

Evropané tak odstartovali revoluci v teorii stavebních konstrukcí, a potom už to jelo: Francouzský fyzik E. Mariotte (1620 – 1684) jako prvý zavedl pojem taženého, tlačeného a neutrálného vlákna (například u trámu na okrajích podepřeného a zatíženého břemenem uprostřed rozpětí jsou myšlená vlákna při jeho horním okraji tlačena, při dolní okraji tažena a ve střední části průřezu, v neutrálném vláknu, nejsou ani tažena, ani tlačena).

Švýcaři Bernoulliové se zabývali matematickou teorií ohybu.

Již po smrti Roberta Hooka zavedl pojem napětí v mechanice Švýcar Leonard Euler (1707 – 1783).

Navier zavedl stanovení charakteristiky materiálu ve formě „modulu pružnosti“ (je to myšlené napětí při poměrném jednotkovém protažení (ε = 1), při kterém by se tyč dané délky protáhla právě o svoji délku; tento myšlenkový obrat usnadnil další vývoj výpočtů ve stavební mechanice).

Zkrátka Evropané tehdy „jeli“ a na výše uvedených základech stojí dodnes teorie stavebních konstrukcí používané po celém světě.

Předpokladem úspěšného návrhu je především konstruktérská invence, teorie umožňuje vypočítat a posoudit pevnost, stabilitu i deformace (průhyby).

Závěrem několik příkladů úspěšných realizací mostních staveb:

Viadukt Millau ve Francii. Most se dvěma opěrami, šesti železobetonovými pilíři a sedmi 

mostními poli; nosná konstrukce ocelová, zavěšená.


Millau.jpg
millau_celek.jpg

Žďákovský most. Tento ocelový most byl v kategorii konstrukcí „prostý plnostěnný dvoukloubový oblouk“ se svými parametry hlavního oblouku rozpětí 330 m a vzepětí 42,5 m svého času světovým unikátem, který vzbudil pozornost odborníků na celém světě.

zdak_most.jpg 

Závěrem klasika: visutý most „Golden Gate“ přes mořskou zátoku v San Franciscu.

goldengate_1.jpg

goldengate_2.jpg

P.S. Rozvoj železobetonu umožnila příroda tím, že jak oceli, tak betonu přidělila stejný koeficient tepelné roztažnosti, totiž 0, 000 012. To je hodnota, o kterou se prodlouží prvek jednotkové délky (l = 1,000) při zahřátí o 1 stupeň Celsia. Například železobetonový mostní trám dlouhý 25 m se při změně teploty o 20 stupňů Celsia prodlouží (nebo při ochlazení zkrátí) o délku 25 000 (mm) krát 20 (stupňů Celsia) x 0,000 012 = 6 milimetrů.

Pokud by uložení takového trámu neumožnilo změnu délky, způsobenou změnou teploty, vzniklo by v tomto trámu napětí odpovídající zatížení, které by vyvolalo stejnou deformaci (prodloužení nebo zkrácení) – podle Hookova zákona.

Vyhledávání

Tip: Vyhledávejte dle autora pomocí autor: autor:”Erik Tabery” další tip

Výsledky vyhledávání

Hledám o sto šest
Vyskytla se chyba, zkuste to znovu.
Reklama