|
Les 27: Steun en stevigheid |
||||
| In ons waterrijke land hebben wij veel bruggen nodig. Vooral verkeersbruggen moeten erg stevig zijn. Meestal zijn deze
van beton en ijzer gemaakt. Maar ook ijzeren balken kunnen doorbuigen en beton kan breken. Daarom zijn er in de loop der tijden allerlei slimme constructies bedacht voor bruggen.
Op de brug rijden allemaal auto's. Samen met de brug is dat een heel gewicht. Dat gewicht trekt aan de kabels van de brug. Die kabels moeten dus wel erg sterk zijn. Sterker
dan het gewicht van de auto's, de mensen en de brug samen. Maar er is nog meer te zien aan de brug. De brug steunt op twee zware pijlers in de rivier. Op die pijlers drukt het hele gewicht van auto's, mensen en brug.
Ze moeten dus zo sterk zijn dat ze de drukkracht op kunnen vangen. Dat lijkt wel goed te zitten bij deze brug. De zware betonnen pijlers zijn stevig verankerd in de grond. Bij deze hangbrug wordt dus gebruik gemaakt
van trekkracht en van drukkracht.
|
Bruggen over brede kanalen en rivieren hebben vaak een
boogvorm. Bij een boogbrug wordt het wegdek op een heleboel plaatsen opgehangen aan de boog. Kabels, kettingen en touwen zijn sterk en buigzaam. Je kunt er goed mee trekken.
Hijskranen werken met hele sterke staalkabels. Kabels zijn handiger dan stangen, want die kunnen niet buigen. Harde en zware materialen, zoals beton en steen, kunnen goed drukkrachten opvangen. Ook heipalen zijn vaak
van beton, want ze moeten hele gebouwen dragen. Aan rubberen heipalen heb je niets. Als je op de zijkant van een gummetje streepjes zet en het gummetje daarna buigt, zie je dat aan de bolle kant de streepjes verder
uit elkaar gaan. Aan de holle kant komen ze dichter bij elkaar te staan.
Gum kan dus uitgerekt worden en in elkaar gedrukt. Datzelfde geldt voor heel veel materialen. Papier kun je gemakkelijk buigen, maar dik karton niet. Dat knakt als je het te ver buigt. De bolle kant wordt dan
zover uitgerekt dat het scheurt. Bij beton gebeurt hetzelfde. Het kan heel goed tegen indrukken, maar niet tegen uitrekken.
|
Beton is heel zwaar. Een betonnen vloer zou door zijn eigen gewicht gaan doorhangen.
Aan de bovenkant wordt hij dan ingedrukt en aan de onderkant uitgerekt, net als bij het gebogen gummetje. Maar tegen dat uitrekken kan beton niet. Het zou gaan scheuren en de vloer zou instorten.
Om dat te voorkomen doen mensen er ijzeren staven in die wel goed tegen uitrekken kunnen. We noemen dat gewapend beton.
Driehoeken hebben de eigenschap dat ze niet van vorm kunnen veranderen. Een vierhoek kan dat wel. Als je die los in elkaar zet is het een slap, wiebelig ding.
Daarom worden driehoeken vaak gebruikt voor stevige constructies. Driehoeksvormen komen we overal tegen: bij torens, zendmasten, klimrekken en steigers.
De schuine steunen vormen met horizontale en verticale balken onverschuifbare driehoeken.
Daarmee wordt het bouwsel heel stabiel en stevig. Daarom werkt een fotograaf ook met een statief met drie poten en niet met vier poten. Zet maar eens een stok rechtop op de tafel. Die valt direct om.
De stok kan in alle richtingen draaien. Zet nu een passer "wijdbeens" op tafel. Ook die valt om. maar alleen voor- en achterover.
Zet er een sateh-stokje als derde poot tegenaan en alle beweging is verdwenen. De zaak staat vast. Een vierde poot is helemaal niet nodig. Een tafel op vier poten kan wiebelen, een driepoot niet.
Ook de vorm van het materiaal speelt een rol bij de stevigheid. Een vlakke balk is veel minder stevig dan een u-vormige balk. Zo'n u-vormige balk noemen we een profielbalk.
Je fiets is gemaakt van buizen. Een buis is net zo sterk als en massieve staaf van dezelfde dikte, maar hij is wel veel lichter. Stel je voor dat je fiets gemaakt
was van massieve ijzeren staven. Hij zou niet te tillen zijn.
|
||
