VI KONSTRUERAR OCH BYGGER

Transkript

1 92 Konstruktioner

2 VI KONSTRUERAR OCH BYGGER Innan man börjar bygga eller konstruera något måste man tänka efter vad konstruktionen behöver klara av. Måste den tåla tryck? Ska man kunna dra i den utan att den går sönder? Är det viktigt att ytan dr hård så att den inte repas? Kommer den ursprungliga formen hos ett material tillbaka snabbt om man slutar belasta det? Människan har behövt broar för att passera vattendrag, dammar för att reglera vattenflödet och slussar som gör att båtar kan "åka hiss" mellan olika vattennivåer. Husbyggnadskonsten har ändrats, från de allra äldsta, runda husen fram till moderna hus där väggarna inte är kompakta utan består av bärande stommar som täcks av lättare material. Det finns speciella knep för att bygga starkt men ändå använda lite material, så att konstruktionen blir lättare och billigare. För att det man bygger ska bli som man tänkt sig behövs en ritning. För att alla ska kunna förstå ritningen så finns det bestämda regler för hur man ska rita och hur man ska ange måttten. Konstruktioner 93

3 Hållfasthet - ah bygga starkt När man bygger en husvägg av legobitar, kan man inte trava lika stora klossar rakt ovanpå varandra. Då håller väggen inte ihop utan rasar lätt. I stället måste man se till att sätta 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 en lämplig form och lämpliga material. Det är inte alltid så självklart vad man menar med att en byggnad eller en sak ska vara stark eller hållfast. Man måste först ta reda på vilka olika krafter som påverkar och kan skada dem. När du har läst det här avsnittet ska du förstå alt olika material har olika egen' skaper förstå hur olika konstruktioner kan påverka hållfastheten kunna följande ord och begrepp tryckhållfasthet, draghållfasthet, elasticitet, balk, armering, korrugering, fackverk Den översta muren håller inte ihop något vidare. Den undre dr mycket starkare. Murare talar om olika sorters förband beroende på hur de lågger stenarna omlott. 94 Konstruktioner

4 Hårdhet skyddar ytan, elasticitet tar tillbaka formen Snickaren som hjälper till att bygga höghuset använder en hammare. Hammarhuvudet måste vara hårt för att det inte ska bli gropar i det varje gång han slår i en spik. Både hårdhet och tryckhållfasthet handlar om att klara av tryckkrafter. Men ett föremål med låg tryckhållfasthet ändrar form eller krossas när det utsätts för tryck. Ett föremål med låg hårdhet får i stället gropar eller repor på ytan. 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 elasticitet. Ett föremål eller 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 gamla form när kraften som har tänjt det försvinner. Ett elastiskt byggmaterial som du säkert känner till är tätningslister runt fönstren. Alla byggmaterial måste vara ganska elastiska. Tänk bara när husväggarna utsätts för stark blåst - d~ måste de ha förmågan att sedan gå tillbaka till sin vanliga form. Att trycka och dra ger krafter Husgrunden till ett höghus utsätts för mycket starka tryckkra/ter. Om den inte har god tryckhåll/asthet 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. Byggjobbaren bockar till ett kopparrör till värmeledningen. Vi har ritat ränder på röret för att det ska bli lättare att se vad som händer när han böjer det. Om du tittar noga på det böjda röret ser du att det inte är lika långt mellan ränderna längre. I "ytterkurvan" har det blivit längre mellan ränderna, och i "innerkurvan" ligger de tätare. När mannen böjde röret blev kanten längs ytterkurvan längre än den var innan. Den delen av röret har utsatts för dragkrafter och därför dragits ut. I innerkurvan har röret i stället tryckts ihop av tryckkrafter. Dragoch tryckkrafter finns alltså inte enbart när man drar i någonting eller trycker på det, utan även vid olika former av böjning. Hållfasthet 95

5 Genom att vika kanterna i en konstruktion kan du öka hållfastheten samtidigt som vikten blir mindre. Du använder mindre material och sparar på så vis pengar. Det i sin tur gör att belastningen på miljön också blir mindre. Vikta kanter kan du hitta på många ställen, till exempel en engångsplastmugg, en hink eller en ugnsplåt. Med rätt läge och form böjs balken mindre En balk är en "stång" som håller upp till exempel golven i ett hus eller vägbanan på en bro. Den kan vara av olika material, som stål, trä eller betong. Den ska förstås böjas så lite som möjligt, och det finns olika knep för att lösa det. Titta på bilden. Byggjobbarna har lagt ut två ramper för att ta sig upp på husgrunden från marken. Den översta landgången sviktar mycket mera än den understa. Det beror på hur balkarna är placerade. När de står på högkant, blir det större avstånd mellan "ytterkurvan" och "innerkurvan", och då behövs det mycket starkare krafter för att Ett oljefat har vikta kanter uppe och kunna trycka ihop den ena och dra ut den andra. Balken fungerar nere. alltså bäst om den står på högkant. För att balkar ska vara lätta men ändå styva och svåra att böja, brukar man göra dem smalare i mitten och i stället förstärka "ytterkurvorna" och "innerkurvorna", där belastningen är störst. Om man tittar på en sådan balk från kortsidan ser den ut som ett stort I och därför kallas den för I-balk. Ett ihåligt järnrör är mycket lättare än en massiv stång men kan ändå vara nästan lika starkt. Till skillnad från balkar är rör lika svåra att böja åt alla håll- både uppåt/neråt och i sidled. Ihåligt järnrör 96 Konstruktioner

6 Armering kombinerar styrkan hos två material Betong är ett viktigt byggnadsmaterial, ett slags konstgjord sten. Den har god tryckhållfasthet, men tål inte särskilt höga dragkrafter. I byggnadsdelar som utsätts för dragkrafter, till exempel taket/golvet mellan två våningar, kombinerar man därför betongen med ett annat material. är man gjuter in ett nätverk av järnstänger i betongen får golvet både tryckhållfasthet och draghållfasthet. Man säger att betongen är armerad och järnstängerna kallas armeringsjärn. Ifl!!llll!fil f ( / / / / //1 Järnstängerna som gjuts in i betongen ger draghållfasthet, åt exempelvis ett golv. Korrugering ger styvhet Ett skrivpapper kan du lätt böja eller rulla ihop till en rulle. Pappret är så tunt att det nästan inte blir någon skillnad mellan "ytterkurva" och "innerkurva". Men om du först viker pappret som ett dragspel blir pappret liksom tjockare - det är ju ganska långt mellan toppen och botten av ett veck. Om du försöker böja pappret tvärs över vecken, blir det stor skillnad mellan "ytterkurva" och "innerkurva". Det veckade pappret är mycket styvare än det släta. Det här är något man använder både i olika typer av konstruktioner för att spara material och för att göra konstruktionen lätt. Till tak av olika slag använder man ofta korrugerad plåt eller plast. Korrugerad betyder helt enkelt att plåten eller plasten är veckad eller vågformad. Wellpapp består av ett lager korrugerat papper som ligger mellan två ytskikt av slätt papper. Det ger ett mycket lätt men starkt material till lådor och liknande. Fackverk sparar material En annan viktig metod för att bygga konstruktioner som är starka men ändå lätta och materialsnåla är att utnyttja så kallat fackverk. Eiffeltornet är ett bra exempel på en fackverkskonstruktion. I stället Här har vi använt samma metod som med pappret för att göra taket styvt och starkt, fastän plåten inte är så tjock. Hållfasthet 97

7 Om lyftkranen vore massiv, skulle den bli så tung att den sjönk ner en bit i marken. Dessutom skulle den bli väldigt dyr att tillverka, eftersom det skulle gå åt så mycket material. Men med en fackverkskonstruktion blir den materialsnål och förhållandevis lätt. 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. Triangel/ormen är viktig. Du kan själv prova att ta en tumstock och vika ihop den, först till en triangel, sedan till en kvadrat. Håll ihop skarven och försök sedan ändra form på "tumstocksramen ". Du märker att kvadraten lätt ändrar form och blir sned (en romb), medan triangeln behåller samma form hur mycket du än tar i. Triangeln är därför en viktig form när man vill bygga stadigt. I I l. Förklara vad som menas med tryckhållfasthet, draghållfasthet, hårdhet och elasticitet. 2. Vad menas med armerad betong? Vad har den för fördelar? 3. Vad är korrugering? Ge tre exempel på var korrugering används. 4. Varför är fackverk så bra? Ge tre exempel på var man använder det. 5. Vad händer i en balk när den böjs? Hur ska man forma och placera balken för att den ska böjas så lite som möjligt? Ibland vill man utnyttja /yrkantsramens egenskaper. En tradgårdsmobel vill man kunna fålla ibop och en domkraft använder man för att hissa upp en bil.

8 Broar och dammar Det finns många olika typer av broar. En bräda över ett dike så att man får en spång är den allra äldsta och enklaste typen. Den är också ett exempel på en balkbro. När en person går över spången, trycker han ner den med sin tyngd, så att den böjer sig. Allra mest böjer bron sig förstås när personen är mitt ute på den. Det som är typiskt för balkbroar är att de inte har några extra delar som hjälper till att hålla upp dem och hindra dem från att böja sig. Man kan också säga att bron är fribarande. det vill säga att den klarar att bära belastningen utan något extra stöd. När man bygger en modern balkbro, använder man balkar av stål eller armerad betong för att bära upp bron. Brobanan, själva vägen, är av betong och gjuts antingen runt balkarna eller ovanpå dem. Nu för tiden kan man göra så starka balkar att spannet, avståndet mellan pelarna, kan vara så långt som 300 meter. När du har läst det här avsnittet ska du könna till olika brokonstruktioner veto hur man byggde broar förr och hur man gör idag förstå hur en sluss för båtar fungerar kunna två grundlöggande konstruktioner damm- Den bro som har den längsta spännvidden i Sverige, det vill säga avståndet mellan två fasta punkter, är Höga kusten-bron. Den invigdes år 1997 och är meter lång. Brons fria spann dr meter.

9 Öresundsbron (7 800 m) Världens längsta bro finns i Louisiana, USA och heter Second Lake PontChartrain Causeway (38422 meter lång). På medeltiden byggde man beståder. affärer och till och med kapell ovanpå broarna i stddema - tomtmark i centrum har alltid varit eftertraktad.

10 Valvbron och bågbron flyhar tyngden till brofästena Många gånger duger inte en fribärande bro. Romarna kom på att bygga valvbroar av sten. När man lägger eller murar kilformade stenar i ett valv, drar man nytta av kilformen. När bron belastas kommer stenarna bara att pressas ännu hårdare mot varandra. Tyngden från bron pressar valvets nedre del ut åt sidorna, så där måste man bygga riktigt tjockt och starkt. Om man har flera valv, är det bara i de båda ändarna man behöver förstärka. Så den del som måste byggas stark ligger alltid på land. Valvbroar är faktiskt så stadiga att man än i dag använder en del gamla romerska broar. På 1800-talet började man ersätta stenvalven med bågar av stål eller betong. En sådan båge fungerar på samma sätt som valvet - tyngden kommer att verka längst ut i ändarna på bågen. Bågen kan sitta under bron, som på en valvbro, men den kan också vara ovanför, så att brobanan delvis hänger i ett fackverk av balkar som går ner från bågen. Hängbrons linor flyhar tyngden till pyloner Bågbron och valvbron använder alltså ett sätt för att "flytta tyngden" från brobanan till brofästen eller pelare. I hängbron använder man ett annat sätt. Brobanan hängs upp i två grova barlinor av stål. Linorna vilar sedan på höga torn, pyloner, som tar upp tyngden. Mellan bärlinorna och brobanan går det ganska tätt med lodräta linor, som håller upp brobanan. ~: Romersk valvbro Balkbro BOgbro med bågen ovanför brobanan Bågbro med bågen under brobanan Hängbro Hur stark man än bygger en bro tål den inte vad som helst. I tät dimma i januari 1980 körde fartyget Star Clipper på en bropelare till den stora bron mellan Stenungsund och Almö vid Tjörn i Bohuslan.

11 Fackverksbron har luftiga balkar I alla typer av broar kan man utnyttja fackverksbygge, men när man talar om en /ackverksbro är det vanligen en variant av balkbron man menar. Fackverksbron byggs som en balkbro, men varje stor balk är ersatt med ett luftigt fackverk av småbalkar, som ger en lätt och stark konstruktion. Även bropelarna är oftast av fackverk. Fackverksbron var populär på I800-talet, speciellt i Schweiz och USA. Till att börja med byggdes den av trä, men så småningom gick man över till järn. Det var dessa brobyggen som gjorde att man började undersöka fackverket med vetenskapliga metoder så att man kunde räkna ut vilka konstruktioner som var bäst och hur stora krafter de tålde. Nu för tiden är fackverksbroar sällsynta, eftersom det krävs så mycket arbetskraft för att bygga och underhålla broarna. fackverks bro klaffbro Rörliga broar kan öppnas för båtar När man bygger en bro över ett vattendrag, vill man oftast att båtar ändå ska kunna ta sig fram. Ett sätt är förstås att bygga en riktigt hög bro, så att alla båtar kan passera under, men det är inte alltid det går. Då bygger man i stället en bro som kan öppnas på något sätt, en rorlig bro. Alla rörliga broar är balkbroar. Den vanligaste typen är klaffbron, där en del av bron kan fällas upp, precis som vindbryggan utanför en gammal borg. När man vrider bro delen runt som en karusell, kallas den för sudngbro. Dammen sätter stopp för vattnet Ibland vill man inte bara ta sig över vattnet utan stoppa det helt. Man kan vilja dämma upp en älv eller flod för att utnyttja vattenkraften i en turbin, för att skydda sig mot översvämningar eller för att styra vattnet till bevattning. Då bygger man en damm. Dammen måste förstås kunna stå emot trycket från vattnet. Det finns två grundläggande sätt att lösa det - gravitationsdammen och valvdammen. Gravitationsdammen hålls på plats genom sin egen tyngd. Valvdammen är i stället böjd, så att den fungerar som en valvbro. Trycket från vattnet leds över till dammens fästen på sidorna. Hela dammen kan därför göras tunnare än en gravitationsdamm. 102 Konstruktioner

12 Valvkonstruktionen passar särskilt bra till höga dammar, där det annars skulle gå åt oerhört mycket material. En gravitationsdamm klarar av vattentrycket tack vare sin egen tyngd. Valvdammen flyttar i stället trycket till dammfästena på sidorna. En sluss lyfter och sänker båtar En annan byggnadskonstruktion som också i viss mån stänger in vatten är slussen. Där handlar det om att skapa en tillfällig bassäng, där vattnet kan höjas och sänkas, så att båtar kan åka hiss mellan olika vattennivåer. En båt kan inte ta sig uppför ett vattenfall i en flod, men om man bygger en sluss, kan båten lyftas upp. Slussen består aven slusskammare, med portar i båda ändarna. Båten kör in i kammaren och portarna stängs. Sedan öppnar man för vattnet så att det långsamt antingen fylls på eller tappas ur kammaren, tills nivån inne i kammaren blir densamma som i båtens färdriktning. Om det rör sig om stora höjdskillnader kan man behöva bygga en hel rad slussar, så att båten får" gå i en trappa" uppåt eller neråt. Med moderna slussportar kan man med en enda sluss lyfta eller sänka båten över 3O meter. Slussportarna byggs av stål och öppnas och stängs med motorer. Äldre slussar var av trä och vevades för hand, och enstaka sådana finns ännu kvar i Göta kanal. Gravitationsdamm Valvdamm II l. Vad menas med en balkbro? 2. Hur fungerar en hängbro? 3. Vad är en fackverksbro? 4. Vilka för- och nackdelar finns det med en rörlig bro? Broar och dammar 103

13 AH bygga hus Den som i dag ritar och planerar ett hus känner till de regler för hållfasthet som vi talade om tidigare och har formler för att exakt räkna ut hur allt ska hålla bra. Byggare förr i tiden fick lita på erfarenhet och traditioner inom yrket. Det hände faktiskt att en del byggen misslyckades, så att byggnader störtade samman. Tält, hyddor och kåtor har människan antagligen byggt i tiotusentals år. De äldsta spåren av hus som man har hittat är år gamla och finns på gränsen mellan Turkiet och Iran. Det har varit runda hus, med en grund av sten, och väggar av vass som tätats med lera. För år sedan byggde man fyrkantiga hus i staden Jeriko i Israel, och de fyrkantiga husen har sedan varit det vanliga i västerlandet ända fram till vår tid. När du har läst det här avsnittet ska du förstå hur man byggde hus förr och idag förstå att det ör många olika faktorer som spelar in nör man bygger ett hus 104 Konstruktioner

14 Tegel i Mellanöstern, trä i Europa r Mellanöstern, där byggnadskonsten först utvecklades, var det ont om trä och sten. r stället kom man på att soltorka klossar av lera och halm till tegelstenar. Senare började man bränna teglet i ugn, så att lerkornen delvis smälte ihop och teglet fick bättre tryckhållfasthet. r Europa, där det fanns gott om skog, byggde man hus av trä. En metod var att bygga väggar av lodräta pålar som bultades ner i marken (så kallat rest timmer). Man kunde också bygga ett slags enkla korsvirkeshus. Då bultade man ner lodräta stolpar med större mellanrum och fäste tvärbjälkar vid dem. De tomma "rutorna" fylldes med hopflätade grenar som sedan smetades över med lera. r Sverige började vikingarna bygga sina hus med knuttimring. Huset byggs helt av liggande timmer, som fogas samman med hjälp av urgröpningar som man hugger upp i hörnen. Det fortsatte vara den vanligaste tekniken för husbyggen ända fram till1870-talet. Så hå'rser ett "modernt" korsvirkeshus ut. Men i södra Europa använde man en liknande byggteknik redan för 4000 år sedan. Antikens högkulturer byggde i sten Med antikens stora kulturer - egyptier, greker och romare - blev det vanligt att bygga i sten och i flera våningar. Det 'byggdes också stora palats, pyramider och tempel. Man utnyttjade kolonner- runda stenpelare som bar upp taket. Så hår fogade man ibop stockarna i hörnen på ett knuttimrat hus. Romarna var tekniskt sinnade och gjorde en rad viktiga uppfinningar inom byggkonsten. Bland annat uppfann de bågvalven. På samma sätt som ett valv kan bära upp en bro, kan det fungera som ett tak i en stor byggnad. Man byggde också långa rader av valv som bars upp av kolonner. En sådan rad kallas en arkad. Romarna uppfann även en sorts betong, som visade sig vara mycket användbar. Kombinationen av betong och valv gjorde att man för första gången kunde bygga riktigt stora innerum. Om man lät två valv gå i kors med varandra, fick man ett kryssvalv - föregångare till kupolen. Basilikan var kyrkans föregångare En speciell typ av byggnad var basilikan, en stor avlång hall, som med hjälp av arkader var uppdelad i tre eller fem korridorer. Basilikan kunde dels vara en del i ett pampigt privatpalats, dels kunde den fungera som ett slags saluhall. Den hår basilikan var en av de allraförsta kristna kyrkorna, men grundformen var densamma för alla basilikor. Att bygga hus 105

15 När romarna blev kristna, byggdes kyrkorna också som basilikor. Även om kyrkobyggnaderna senare utvecklades vidare och bland annat fick klocktorn, behöll de samma grundform ända fram till 1900-talet. Man kallar byggnadsstilen hos de äldsta kyrkorna, med tjocka murar och romerska valv, för romansk stil. Gotisk byggnadsstil Genom arabernas erövringar och de kristna korstågen hade europeerna kommit i kontakt med spetsbågen, som inte är jämnt rundad utan spetsig upptill. När man på UOO-talet införde den i kyrkor och palats, hade man skapat den gotiska byggnadsstilen. Typiskt för den är också att byggnaderna ger ett lättare intryck och tycks sträva mot höjden. Själva spetsbågen ger ett luftigare intryck än den romerska bågen. Man kom också på att stötta upp murarna med hjälp av strdubågar och strdupelare. Då kunde murarna byggas tunnare och ha rikligt med fönster. Med sådana hdr strdobågar och strdi» pelare stöttade man upp vaggarna på de gotiska kyrkorna, så att de kunde ha stora fönster men dndå hålla. t Peterskyrkan i Rom ska enligt traditionen vara byggd över aposteln Petrus grav. Den nuvarande kyrkan byggdes på och 1600-talen i renassansstil. till stor del utformad av den store konstnaren och arkitekten Michelangelo. 106 Konstruktioner

16 Fram till 1800-talet handlade det mer om att variera utseendet på byggnadsstilen än att komma på nya sätt att bygga. Där fanns stilar som renässans, barock, rokoko och nyrendssans. Allt det här gäller för kyrkor, slott och herrskapshus. Vanliga människor bodde hela tiden i mycket enkla hus - hos oss i Sverige i stugor av trä. Stommar av trä, stål och betong förvandlade byggandet Under 1800-talet kom man att använda nya tekniker, med ett bärande "skelett", som sparade material och gjorde det möjligt att bygga på helt nya sätt. När man i slutet av 1800-talet byggde trähus här i Sverige, satte man först upp en stomme av ganska grova trästolpar och liggande trdreglar, ungefär som till ett korsvirkeshus. Utanpå spikade man sedan tunnare plankor. Då gick det åt mycket mindre trä än till ett knuttimrat hus. Balkarna av gjutjärn och stål, som fått så stor betydelse för bland annat broar, kom i slutet av 1800-talet till användning även när det gällde hus. I USA började man använda en byggteknik som innebar att man först byggde en stadig stomme av sådana balkar. Sedan satte man/asadvåggar av tegel, trä eller betong utanpå. Det var stålskelettet som bar upp hela huset. Tack vare den här tekniken kunde man bygga mycket högre hus än tidigare - skyskrapor ända upp till 25 våningar höga. I USA använder man fortfarande den här tekniken, men här i Sverige bygger vi oftast väggarna av armerad betong i stället. Turning Torso är en skyskrapa i Malmö, ritad och konstruerad av arkitekten Santiago Calatrava. Skyskrapan började byggas sommaren 2001 och invigdes den 27 augusti Den är med sina 190 meter den näst högsta byggnaden i Skandinavien. Turning Torso Idag byggs hus i fabrik Ett modernt svenskt småhus byggs ofta genom att man först spikar en väggstomme av träreglar på en grund, och därefter sätter fast takstolar, och sedan spikar väggarna färdigt. I moderna hus har man alltid någon typ av fläktsystem, så att man får ordentligt med frisk luft utan att slösa onödigt med energi på att värma upp den. I äldre hus har man oftast självdrag. Det betyder att den varma luften i huset stiger uppåt, så att det dras in frisk luft genom otätheter vid fönster och dörrar och genom särskilda ventiler. Att bygga hus 107

17 Takstol--.,Lj'--n~ Takpannor Panel Innervägg av gipsplatta ~."r.u ""-llj Isolering Trägolv Regel Bottenbjälklag Murad grund Ventilation Fuktspärr Ute på byggen idag används oftast monteringsfdrdiga byggelement, som tillverkas i förväg i en fabrik och som innehåller både yttervägg (fasad) och innervägg. I mellanrummet mellan ytter- och innervägg har man isolering som hjälper till att hålla huset varmt. Isoleringen kan exempelvis vara av mineralull, ett slags vadd som man tillverkat av trådar av sten eller glas. De byggfärdiga elementen gör att det kan gå väldigt fort att bygga ett hus. Ibland tar det lång tid att förbereda marken och bygga husgrunden, medan huset sedan "växer upp" på bara ett par dagar. l. Ungefär när byggdes de första husen och hur såg de ut? 2. Hur byggde man hus i Mellanöstern respektive Europa i förhistorisk tid? 3. Vilka viktiga uppfinningar gjorde romarna inom bygg konsten? 4. Vad menas med knuttimrade hus? 5. Vad är speciellt med den gotiska byggnadsstilen? Nämn några andra byggnadsstilar som användes från till 1700-tal och beskriv dem kort. 6. På vilka sätt förändrades byggandet i slutet av 1800-talet? Ett [ärdig] byggelement på viig att sattas upp.

18 Ritningar När du har läst det här avsnittet ska du kunna lösa och göra en ritning på rött sött förstå följande ord och begrepp: snitt, måttgrönslinje, måttlinje, huvudvy Om man har uppfunnit till exempel en ny apparat är det svårt att enbart med ord förklara hur slutresultatet ska se ut. Det behövs bilder. Så vid all konstruktionsverksamhet och tillverkning av apparater och komponenter använder man ritningar. Måttgränslinje Måttlinje Centrumlinjer anvönds vid runda och symmetrisko detaljer och runda hål. OLIKA LINJER VISAR OLIKA SAKER Heldragen, grov Synliga konturer Streckad, medelgrov Osynliga konturer Punktstreckad, fin Centrumlinjer Heldragen, fin Måttsöttning Synlig konturlinje Ritningar 109

19 Vi har tidigare lärt oss att det är viktigt att arkitekten använder samma symboler på en ritning som byggmästaren. En svensk konstruktör måste göra ritningen så att bananskalningsapparaten kan tillverkas av en fabrik i Kina. Därför finns det speciella regler för hur en ritning ska göras. Med vyerna visar man från olika håll En ritning är ju platt, men en konstruktion är tredimensionell. För att kunna visa det helt och hållet måste man rita från flera olika håll. Varje sådan bild kallas en vy. Man börjar med att rita huvudvyn - en bild av den viktigaste sidan av föremålet. Sedan lägger man till så många vyer som behövs för att man ska se hur föremålet ser ut helt och hållet. Exempel på vyer välts Huvudvy ~ I ~välts 11~====o! Vy uppifrån Snittet visar vad som finns inuti Många gånger räcker det inte att se föremålet utifrån. För att visa hur det ser ut inuti, låtsas man att man har skurit itu det. Sådana bilder kallas för snitt. De olika vyerna ska placeras antingen rakt åt sidan, rakt uppåt eller rakt neråt. EXEMPEL PÅ SNITT SniHytor markeras med sneda streck. snitta här "ta bort" 110 Konstruktioner

20 Måtten måste stämma För att den färdiga konstruktionen ska passa ihop och fungera är det förstås viktigt att måtten är riktiga. För att ingen ska kunna tolka måttangivelserna fel, finns det också här bestämda regler. Ritningar ritas i olika skalor beroende på vad som ritas. Sträckan som måttet avser markeras med en särskild måttlinje, med speciella pilspetsar i ändarna. Sedan skriver man måttangivelserna ovanför måttlinjen, så att de kan läsas antingen från underkanten eller från högerkanten av ritningen. Lägg märke till att måttpilarna inte ska peka på föremålets konturlinjer utan på speciella måttgrdnslinjer. Vid alla konstruktioner behövs noggranna ritningar. Ritningar 111

21 Ange måtten i millimeter men sätt inte ut enheten. Pilspetsarna ska vara långa, smala och fyllda. [TO] Måttpilarnas avstånd från konturlinjen. '---v------'~ mm 8-10 mm 18 Måttangivelserna ska kunna avläsas från ritningens nederkant eller högerkant. 15 ~f- _ ~ När ett mått ska ange en diameter, markerar man det med symbolen 0 följd av diametermåttet i millimeter. Måttpilar ska peka på måttgränslinjer och inte på konturlinjer. II III II II Varför behövs det bestämda regler för hur man ritar ritningar? 2. Hur visar man hur saker ser ut från olika håll och hur ska man ange måtten? Måttpilar får inte korsa varandra eller korsa måttgränslinjer. III 112 Konstruktioner

22 SAMMANFATTNING När man ska bygga eller konstruera något måste man alltid tänka på att den färdiga konstruktionen ska vara hållbar. Det behövs olika sorters styrka för olika konstruktioner. Man brukar tala om tryckhållfasthet, draghållfasthet, hårdhet och elasticitet. En balk, som ska hålla upp ett tak eller en bro, håller bäst om den ställs på högkant. För att balken ska bli riktigt stark men ändå lätt kan man forma den som ett I. När man vill kombinera flera sorters hållfasthet, kan man blanda två olika material. Ett vanligt exempel är armerad betong, där man har gjutit in järnstänger inuti betongen. En metod att skapa ett lätt men ändå styvt material är att vecka det. Ett vanligt exempel är så kallad korrugerad plåt. Fackverk är en annan typ av lätt konstruktion som ändå blir mycket stark. Fackverk består av ett nätverk av balkar, hopmonterade till trianglar. Balkbron, valvbron, bågbron och hängbron är de olika grundtyperna för broar. Balkbron - till exempel en enkel spång - kan böjas ner på mitten av tyngden. Valvbron, bågbron och hängbron kan i stället flytta tyngden, så att den hamnar på pelare eller brofästen. Dammar och slussar är två andra typer av byggnadsverk vid vatten. De reglerar vattenflödet åka hiss mellan olika vattennivåer. eller gör att båtar kan De första husen var runda och byggdes för ungefär år sedan. Senare utvecklades byggnadstekniken av antikens stora kulturer: egyptier, greker och romare. När man lärde sig konstruera valvbågar kunde man bygga stora sammanhängande innerum. Den romerska basilikan blev föregångare till den kristna kyrkan. I Sverige byggde vi från vikingatiden och fram till 1800-talet knuttimrade hus. De bestod av liggande stockar, som fogades samman med urgröpningar i hörnen. Mot slutet av 1800-talet började man använda bärande stommar, som man fäste lättare väggmaterial på. Då gick det åt mindre material. I USA gjorde man stommar av stål så att man kunde bygga skyskrapor. Här i Sverige kunde vi bygga väggarna av plankor i stället för hela stockar. Nu för tiden byggs hus i allmänhet av stora färdiga väggstycken (byggelement) som tillverkats i en fabrik. Oavsett om man ska bygga ett höghus eller göra en liten maskindel behöver man en ritning som visar hur det ska se ut. För att alla ska läsa ritningen ritar och hur man anger måtten. på rätt sätt, finns det regler för hur man Konstruktioner 113

23 KAN DU? 1. Rita skisser och skriv lite om några olika brokonstruktioner. 2. Beskriv hur man bygger villor i trä och flerfamiljshus i betong nu för tiden. 3. Skriv ner fem olika mätverktyg. Ge exempel på vad man kan mäta med dessa. 4. Vilka yrkesgrupper använder skjutmått? 5. Vilken typ av bro är Ölandsbron och vilken typ är Höga kusten-bron? Varför har man valt just dessa brotyper när man byggde broarna till Öland och mellan Veda och Hornö? 6. Hur ser valvbroar och bågbroar ut och hur kan de "flytta" tyngden till brofästena? 7. Ange några olika anledningar till varför man kan vilja bygga en damm. Förklara också hur dammbyggen påverkar den omgivande miljön. 8. Har du stått på femte våningen i ett hus och tittat ner? Visst känns det högt? Skyskrapor vara nästan 500 meter höga. Hur är de konstruerade för att inte välta vid stark vind? kan 9. Hur såg våra bostäder ut förr och hur ser de ut i dag? Beskriv med text och bilder hur våra bostäder har förändrats sedan 1500-talet. 10. I andra länder kan bostäderna se helt annorlunda ut jämfört med bostäderna i vårt land. Varför är det så? FUNDERA MERA 1. Välj ut en berömd byggnad och beskriv hur den är byggd. Försök också ta reda på hur lång byggtiden var och hur många som arbetade på bygget. Gör sedan ett överslag på den totala kostnaden av bygget. 2. Vad innehåller betong och när började man använda det? 3. Vissa mått saknas på ritningen här bredvid. LL Försök o '<t <{ o lista ut vilka mått som saknas. o C') E I ~I I B -i-=-- f- 35 o o C') o "- 114 Konstruktioner

24 NÄT OCH BIBLIOTEK ÖVERSÄTT TILL SVENSKA 1. Vilken bro är Sveriges längsta? Vilken typ av bro är det? building material foundation concrete steel 2. Vilka är världens tio längsta broar? Var finns de? Vad är det för sorts broar? brick reinforced 3. Vilka torn finns ute i världen? Sök information om olika torn byggen som finns ute i världen. Hur höga är tornen? Var finns de? När byggdes de? Varför tror du att man har byggt dem? 4. Hur lång tid tar det och vad kostar det att bygga en normal villa idag? suspension arch bridge bridge beam bridge TEKNIKKLURING Para ihop rätt bild med rätt text. Fackverkskonstruktion 5. Det går att förändra betongens egenskaper med hjälp av tillsatsmedel. På vilket sätt förändras betongens egenskaper? Pelarbro 6. Olika material har olika egenskaper. Vad har följande material för egenskaper och vad används de till? Valvbro Kolfiber, glasfiber, laminerat glas, pansarglas och polykarbonatplast. bridge Hängbro Snedkabelbro Lyftbro concrete

25 1. Bygg elt torn. Du behöver: 15 st A4-papper och 50 cm tejp Du ska tillsammans med några av dina kamrater bygga ett torn. Bygg tornet så högt, stabilt och så vackert som möjligt. Ni har säkert många förslag, men ni måste enas om ett sätt att konstruera tornet. Det enda ni får använda är papper och tejp. När byggtiden är slut mäter ni era torn med ett måttband eller en tumstock. Samlas sedan runt ett torn i taget och prata om hur tornet har konstruerats, om hur stabilt det är och hur det ser ut. a) Vilka fördelar och nackdelar finns med de olika tornen? b) Hur kan tornen bli ännu bättre? 2. Finns det något torn i din omgivning? Rita eller bygg en modell av ett litet eller stort torn som finns i närheten av din skola. Tänk särskilt på hur tornet är konstruerat. Kanske kan ett vattentorn vara intressant att arbeta med. 3. Så här gör man för alt det ska hålla Hur armerar man ett lägenhetsgolv, en bro och en balkong? Ta hjälp av bilderna. lä<,enhets<;ol.v rr==a 4. Bygga broar Tjörnbron rasade i januari 1980 när en båt i tjock dimma körde på det ena brofästet. Kollisionen fick ödesdigra följder. Det var ingen som räknat med att båtens överbyggnad kunde fastna i brofästet. Det är ett exempel på att varje konstruktion har sina svaga punkter. Nu är det din tur att vara brokonstruktör. Du behöver: Glasspinnar, snören, lim, papper och tejp Bygg tre modeller av olika typer av broar. Visa dina modeller för klassen. Diskutera tillsammans fördelar och nackdelar med de olika brotyperna.

26 5. Skissa Tänk dig att man tillverkade till exempellegobitar i flera olika länder. Om man då inte hade bra ritningar som alla förstod, skulle bitarna säkert se olika ut och inte gå att bygga ihop. Har du tänkt på att mycket av det du ser omkring dig har funnits på en ritning innan det tillverkades. Att med enbart ord förklara hur något ser ut är ofta svårt. Det går betydligt lättare om man lägger till en bild eller en ritning. Men om var och en ritar på sitt eget sätt skulle det ju ändå bli svårt att förstå. Det finns därför regler som gäller i alla länder för hur man ska rita. Här får du träna på att göra en egen ritning. Du behöver: Penna, papper och linjal Försök först att förklara för en kamrat hur något ser ut enbart med hjälp av ord. Be sedan kamraten rita upp det du har beskrivit, och gissa vad du tänkte på. Rita själv upp saken som du beskrev och visa din kamrat. Är det lättare att förstå nu? 6. Ritning tändsticksask Du behöver: En tändsticksask, penna, papper och linjal Rita en tändsticksask i två vyer och måtts ätt din ritning. 7. Ritning suddgummi,----- Du behöver: linjal Ett suddgummi, penna, papper och Rita ett suddgummi i två vyer i skala 3:1 och måttsätt ritningen. 8. Ritning ishockeypuck Du behöver: Penna, papper och linjal Rita en ishockeypuck i två vyer och måttsätt ritningen. En hockeypuck är 2,54 centimeter tjock och har en diameter på 7,62 centimeter. 9. Mätnoggrannhet Förr mätte man i stenkast, fot, aln och tum. De måtten duger inte i dagens moderna samhälle där avancerad teknologi kräver en allt noggrannare mätteknik. För att skepparen inte ska segla på grund använder han ekolod. Polisen mäter bilars hastighet med hjälp av laserpistoler. Barnmorskan mäter fostret i mammans mage med ultraljud. Mät klassrummets bredd tre gånger. Första gången ska du mäta med en linjal, andra gången med en tumstock och tredje gången med ett långt måttband. Fick du samma resultat när du mätte? Vilket mätverktyg gav det mest korrekta resultatet? Varför/varför inte? 10. Svåra mätningar,~------, Hur gör du för att så enkelt som möjligt mäta - höjden på en flaggstång - längden på skolgården. Diskutera gärna problemet med en kamrat. Praktiska uppgifter