What allows an arch bridge to span greater distances than a beam bridge, or a suspension bridge to stretch over a distance seven times that of an arch bridge? The answer lies in how each bridge type deals with the important forces of compression and tension.
Tension: What happens to a rope during a game of tug-of-war? Correct, it undergoes tension from the two sweaty opposing teams pulling on it. This force also acts on bridge structures, resulting in tensional stress.
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Compression: What happens when you push down on a spring and collapse it? That’s right, you compress it, and by squishing it, you shorten its length.
圧縮と引張はすべての橋に存在し、図のように、荷重の重さやその他の力が構造物に作用すると、どちらも橋の一部を損傷させる可能性があるのです。
座屈は、圧縮がオブジェクトの力に耐える能力を超えたときに起こります。
座屈は、圧縮がその力に耐えるオブジェクトの能力を超えたときに起こります。
これらの強力な力に対処する最善の方法は、力を分散させるか、または力を伝達することです。
このような強力な力に対処する最善の方法は、力を分散させるか、または伝達することです。分散では、力をより広い範囲に均一に分散させ、一箇所に集中した負担がかからないように設計します。 たとえば、1 週間毎日 1 個のチョコレート カップケーキを食べるのと、1 日の午後に 7 個のカップケーキを食べることの違いです。
力の伝達では、デザインはストレスを弱い部分から強い部分へ移動させます。
力の伝達において、デザインはストレスを弱点から強みに移動します。
次のページで詳しく説明しますが、異なる橋は異なる方法でこれらのストレス要因を処理することを好みます。