Podcastid

Insenerid panid proovile Leonardo da Vinci silla kujunduse

Insenerid panid proovile Leonardo da Vinci silla kujunduse


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Autor David L. Chandler

Aastal 1502 eKr saatis sultan Bayezid II valitsuse RFP renessansiajastu ekvivalendi (ettepanekutaotlus), otsides silla kavandit, mis ühendaks Istanbuli naaberlinna Galataga. Juba tuntud kunstnik ja leiutaja Leonardo da Vinci mõtles välja uudse sillakujunduse, mida kirjeldas kirjas sultanile ja visandas oma vihikusse väikese joonise.

Ta ei saanud seda tööd. Kuid 500 aastat pärast tema surma oli selle aja maailma pikima sillaosa kujundus huvitanud MIT, kes mõtles, kui läbimõeldud oli Leonardo kontseptsioon ja kas see oleks tõesti toiminud.

Spoilerihoiatus: Leonardo teadis, mida ta tegi.

Küsimuse uurimiseks lahendas värske kraadiõppur Karly Bast koos arhitektuuri ning tsiviilehituse ja keskkonnatehnika professori John Ochsendorfi ning bakalaureuseõppe Michelle Xie probleemiga, analüüsides olemasolevaid dokumente, võimalikke materjale ja ehitusmeetodeid, mis tol ajal olid ja geoloogilised tingimused kavandatavas kohas, milleks oli jõesuudme nimega Kuldsarv. Lõppkokkuvõttes ehitas meeskond üksikasjaliku skaalamudeli, et testida struktuuri võimet seista ja kaalu toetada ning isegi selle vundamentide lahendamisele vastu pidada.

Uuringu tulemusi esitleti selle kuu alguses Barcelonas Rahvusvahelise kesta- ja ruumistruktuuride assotsiatsiooni konverentsil.

Tasandatud kaar

Leonardo ajal tehti enamus müüritise sillatoed tavapäraste poolringikujuliste võlvide kujul, mille jaoks oleks sellise pika silla toetamiseks vaja olnud 10 või enam muuli piki ulatust. Leonardo silla kontseptsioon oli dramaatiliselt erinev - lamestatud kaar, mis oleks piisavalt kõrge, et võimaldada purjekal mastiga paigas mööda minna, nagu illustreerib tema visand, kuid see ületaks laia haarde ühe tohutu kaarega.

Sild oleks olnud umbes 280 meetrit pikk (ehkki Leonardo ise kasutas teistsugust mõõtesüsteemi, kuna meetriline süsteem oli veel paar sajandit eemal), mis oleks selle ehitamise ajaks olnud tol ajal maailma pikim. "See on uskumatult ambitsioonikas," ütleb Bast. "See oli umbes 10 korda pikem kui tolleaegsed tüüpilised sillad."

Disainis oli ka ebatavaline viis stabiliseerida vahemikku külgmiste liikumistega - see on sajandite jooksul põhjustanud paljude sildade kokkuvarisemise. Selle vastu võitlemiseks pakkus Leonardo välja tugipostid, mis levisid mõlemalt poolt väljapoole, nagu seisev metroosõitja, kes laiendas oma hoiakut tasakaalus kõikuvas autos.

Oma märkmikes ja kirjas sultanile ei esitanud Leonardo üksikasju kasutatavate materjalide ega ehitusmeetodi kohta. Bast ja meeskond analüüsisid tol ajal saadaolevaid materjale ja jõudsid järeldusele, et sild võis olla valmistatud ainult kivist, kuna puit või tellis ei oleks suutnud nii pika koormusega koormusi kanda. Ja nad jõudsid järeldusele, et nagu klassikalistes müürisillades, näiteks roomlaste ehitatud sildades, seisab sild gravitatsioonijõu mõjul iseseisvalt, ilma et kinnitusdetaile või mört kivi kokku hoiaks.

Selle tõestamiseks pidid nad ehitama mudeli ja näitama selle stabiilsust. Selleks oli vaja välja mõelda, kuidas keerukas kuju viilutada üksikuteks plokkideks, mida saaks lõplikku struktuuri kokku panna. Ehkki täismõõduline sild oleks koosnenud tuhandetest kiviplokkidest, otsustasid nad oma mudeli jaoks 126 plokiga projekti, mis ehitati mõõtkavas 1–500 (muutes selle pikkuseks umbes 32 tolli). Seejärel tehti üksikud plokid 3D-printeriga, tootmiseks kulus ploki kohta umbes kuus tundi.

"See oli aeganõudev, kuid 3D-printimine võimaldas meil selle väga keeruka geomeetria täpselt uuesti luua," ütleb Bast.

Disaini teostatavuse testimine

See pole esimene katse Leonardo põhisilla kujundust füüsilises vormis taasesitada. Teised, sealhulgas Norras asuv jalakäijate sild, on inspireeritud tema disainist, kuid sel juhul kasutati kaasaegseid materjale - terast ja betooni, nii et ehitus ei andnud teavet Leonardo inseneritöö praktilisuse kohta.

"See ei olnud test, et näha, kas tema disain töötab tema ajast pärit tehnoloogiaga," ütleb Bast. Kuid gravitatsiooniga toetatud müüritise olemuse tõttu pakuks sellise katse tõetruu mudel, kuigi see on valmistatud erinevast materjalist.

"Seda kõike hoiab koos ainult tihendamine," ütleb ta. "Tahtsime tõepoolest näidata, et jõud lähevad kogu struktuuris üle," mis on võti selle tagamiseks, et sild seisaks kindlalt ja ei kukuks.

Nagu ka müüritise kaarsilla ehituse puhul, toetasid “kive” nende kokkupanekul tellingukonstruktsioonid ja alles pärast seda, kui need kõik olid paigas, sai tellinguid eemaldada, et konstruktsioon saaks ennast toetada. Siis jõudis kätte aeg sisestada konstruktsioonile viimane tükk, põhikivi kaare kõige ülaossa.

"Kui me selle sisse panime, pidime selle sisse pigistama. See oli kriitiline hetk, kui me esimest korda silla kokku panime. Mul oli palju kahtlusi ”, kas see kõik töötab, meenutab Bast. Kuid "kui panin võtmekivi sisse, mõtlesin:" see töötab. "Ja pärast seda võtsime tellingud välja ja see tõusis püsti."

"See on geomeetria jõud", mis paneb selle tööle, ütleb ta. “See on tugev kontseptsioon. See oli hästi läbi mõeldud. ” Lõika Leonardole veel üks võit.

"Kas see visand oli lihtsalt vabakäeline, midagi, mida ta tegi 50 sekundi jooksul, või on see midagi, millele ta tõesti istus ja mõtles sügavalt? Seda on raske teada saadaolevate ajalooliste materjalide põhjal. Kuid disaini tõhususe tõestamine viitab sellele, et Leonardo töötas selle tõesti hoolikalt ja läbimõeldult, ütleb ta. "Ta teadis, kuidas füüsiline maailm töötab."

Ilmselt mõistis ta ka seda, et see piirkond on altid maavärinatele, ja lisas selliseid funktsioone nagu laiused alused, mis pakuksid täiendavat stabiilsust. Ehitise vastupidavuse testimiseks ehitasid Bast ja Xie silla kahele liikuvale platvormile ja liikusid siis üksteisest eemale, et simuleerida vundamendi liikumisi, mis võivad tuleneda nõrgast pinnasest. Sild näitas vastupidavust horisontaalse liikumise suhtes, vaid deformeerus veidi kuni täieliku varisemiseni venitamiseni.

Bast ütleb, et disainil ei pruugi olla tänapäevaste silladisainerite jaoks praktilisi tagajärgi, kuna tänapäeva materjalid ja meetodid pakuvad palju rohkem võimalusi kergemate ja tugevamate kujunduste jaoks. Kuid selle projekti teostatavuse tõendamine heidab rohkem valgust sellele, millised ambitsioonikad ehitusprojektid võisid olla võimalikud ainult varase renessansi materjalide ja meetodite abil. Ja see rõhutab veel kord maailma ühe viljakama leiutaja sära.

See näitab Basti sõnul ka seda, et "parimate ideede väljatöötamiseks pole tingimata vaja väljamõeldud tehnoloogiat".

Ülemine pilt: Värske kraadiõppur Karly Bast näitab Leonardo da Vinci kujundatud silla mudelit, mida tema ja tema töökaaslased kasutasid projekti teostatavuse tõestamiseks. Pilt: Gretchen Ertl

Trükiti uuesti loaga MIT uudised


Vaata videot: Native American Activist and Member of the American Indian Movement: Leonard Peltier Case (Mai 2022).