Zlomenina se děje pod napětím - to znamená, že když natáhnete něco dostatečně tvrdého, roztrhne se. Klíč k pochopení konstrukce oblouku závisí na pochopení toho, že snižuje maximální tahovou sílu.

Vezměte jednoduchý paprsek, podepřete jej na koncích a zavěste něco ze středu:

Napětí dole a komprese nahoře jsou potřebné k vyvážení krouticího momentu vytvářeného svislými silami podpěr a zatížením uprostřed. Je zřejmé, že čím dále jsou podpěry od sebe, nebo čím větší je zatížení, tím větší je napětí. Když napětí dosáhne kritické hodnoty, paprsek selže.

Pokud tvarujeme most do oblouku, dostaneme toto:

Dodatečné boční síly na oblouku způsobují stlačení nosníku, což snižuje napětí sítě ve spodní části a zvyšuje nosnost zátěže. Věci můžete vylepšit rovnoměrnějším rozložením zátěže, navržením tvaru oblouku pro lepší optimalizaci rozložení zátěže atd. - diagram by vám však měl poskytnout představu o základním principu.

Aktualizovat

Boční síly lze snad nejsnadněji pochopit pohledem na konstrukci ve tvaru písmene V: intuitivně víte, že by se taková konstrukce zhroutila, pokud neposkytnete na vrcholu určitý kroutící moment, který udrží nohy pohromadě, nebo zajistí dostatečné tření na základně nohy, aby je držely pohromadě. Můžete také vidět, že síla potřebná v blízkosti závěsu (kterou v mém horním diagramu zajišťuje červené napětí v tahu) by musela být mnohem větší než síla působená třením dole (boční síly z podpory na oblouk).

Obecně mají „obloukové“ struktury, jako jsou vazníky atd., velkou výšku a menší vlastní váhu. Větší výška průřezu znamená větší hodnotu „druhého momentu plochy“, a tedy menší namáhání nosníků. Tato technika tedy umožňuje inženýrům navrhovat konstrukce, které překlenují dlouhé vzdálenosti mezi podpěrami (sloupy, sloupy atd.), Jako je tento druh mostu:

Pokud tedy pod „obloukem“ myslíte, proč je mostovka zakřivená, hlavním důvodem je to, že s touto technikou se sníží tahová napětí svazku paprsků a všechny materiály před tlakem selžou pod napětím. Rovněž je minimalizováno vertikální vychýlení paluby:

Dalším případem jsou kamenné mosty s oblouky, které jsou dobře známé již ve starověku:

Následující obrázek ukazuje, jak jsou zatížení rozložena na zem:

Je zajímavé, když vyhledáváte použití „lichoběžníkového zkreslení“, které se používá u tohoto druhu mostů:

Nakonec se můžete podívat na relevantní moji předchozí odpověď.