1. HÅLLFASTHET ATT BYGGA STARKT SID. 94-98

Hållfasthet Under den här genomgången får du lära dig: att olika material har olika egenskaper hur olika konstruktioner kan påverka hållfastheten

Hållfasthet - att bygga starkt 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.

Hårdhet och elasticitet 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 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 elastiska. Tänk bara när husväggarna utsätts för stark blåst - då måste de ha förmågan att gå tillbaka till sin vanliga form.

Att trycka och dra ger krafter 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. När något böjs uppstår tryckkrafter på ena sidan och dragkrafter på den andra sidan.

Med rätt läge och form böjs balken mindre 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.

Namnet beskriver formen. 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, H-balk, C-balk, L-balk osv. Namnet beskriver formen. I-balk

Armering kombinerar styrkan hos två material 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 stålstänger i betongen och då får golvet både tryckhållfasthet och draghållfasthet. Man säger att betongen är armerad och stålstängerna kallas armeringsjärn.

Armeringsjärn är räfflade stålstänger som gjuts in i betongen. 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.

Stål och betong – en vinnande kombination hos två material Genom att kombinera egenskaperna hos stål och betong kan man bygga ganska otroliga byggnader! Milleniumbron i Newcastle, England.

Korrugering ger styvhet 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 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.

Fackverk sparar 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.