Fråga:
När lärde arkitekter sig hur man beräknar belastningen på byggnadsmedlemmarna exakt?
Mike
2014-10-31 07:17:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Under många år uppfördes stora byggnader med imponerande spännvidd mellan byggnadskolonnerna utan att exakt beräkna vilken belastning kolumnerna, väggarna och stöden skulle behöva stödja. Belastning på en byggnad är en komplex beräkning som tar hänsyn till takets vikt och potentiella snö, storleken och avståndet mellan pelarna, hur byggnadselementen hålls och i modern tid vindbelastningar och seismiska krafter.

Jag har läst att arkitekterna för gotiska katedraler inte med någon noggrannhet kunde beräkna storleken och antalet kolumner och flygande stöd som de behövde för att stödja en given design. De arbetade utifrån geometri, tumregler och tidigare erfarenheter.

Vid vilken tidpunkt i historien började matematik göra byggnadsdesign mer förutsägbar och idiotsäker? Jag misstänker att vid någon tidpunkt algebraiska ekvationer ersatte geometrin och att efter beräkningen kom sektionsmodulen i olika former började förstås, men jag verkar inte hitta information om var och när dessa saker hände. Ett bra svar skulle påpeka vilka matematiska begrepp som först användes rigoröst i strukturell design och även vilka anmärkningsvärda byggnader som var resultatet av denna mer formaliserade process.

Jag skulle vara nyfiken på om de antika grekerna och / eller romarna hade några matematiska idéer om arkitektur som är värda att nämna. Efter att ha varit på [Pantheon] (http://en.wikipedia.org/wiki/Pantheon,_Rome) i Rom undrar jag om de skulle ha kunnat bygga en sådan sak utan seriösa beräkningar.
Tre svar:
user22
2014-11-01 02:00:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Den romerska arkitekten, författaren och civilingenjören, Vitruvius skrev 10 böcker av arkitekturen, De Architectura, texten översätts i projektet Gutenburg Ebook Vitruvius: De tio böckerna om arkitektur - samtidigt som de inte nödvändigtvis var de första som använde matematiska principer för arkitektur, t.ex. egyptier, mayaer etc.

Men romarna hade verkligen en konsekvens av hur deras strukturer (akvedukter , amfiteatrar etc) byggdes och har motstått katastrofer, modernisering och själva tiden. Ett relevant citat i De Architectura finns i avsnittet The Fundamental Principals of Arctitecture inkluderar:

Arkitektur beror på ordning (på grekiska τἁξις), arrangemang (på grekiska διἁθεσις) , Eurythmy, Symmetry, Propriety, and Economy (på grekiska οἱκονομἱα).

Några speciella punkter är:

Order ger vederbörlig åtgärd till medlemmarna i en arbete betraktas separat, och symmetrisk överensstämmelse med proportionerna av helheten.

Gottfried William
2014-11-22 04:27:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Stevinus utvecklade den grundläggande jämvikten i krafteregler i strukturer i slutet av 1500-talet. Alla de första utgåvorna av hans verk finns tillgängliga på google böcker och internetarkiv, men jag rekommenderar starkt den tekniska sammanfattningen med översättning som finns i: MINM

Eller så kan du titta på första utgåvorna, de flesta av dem är ganska korta böcker.

En varning: de detaljerade allmänna matematiska modellerna för belastningar för materialstrålkonfigurationer upptäcks först senare av Euler, och de som inte så upptäcktes utvecklades till deras pålitlig och modern form endast på 1800-talet. Det finns ingen enda källa, men många olika artiklar publicerade i tidskrifter från 1800-talet.

Jag rekommenderar starkt att man tittar på de historiska anteckningarna och referenserna som Clifford Truesdell inkluderade i sina olika tekniska böcker (och längre tidningar, 1950-70-talet) om klassisk mekanik. De har nästan alla historiska referenser (eftersom Truesdell kunde och läste alla primärkällor på originalspråken).

Det är inte något som lätt passar in i ett inlägg, vilket kräver en granskningslängd, men det finns helt i Truesdell (jag måste kontrollera vilka av hans böcker som har den mest kortfattade listan och beskrivningen av prioriterade referenser inom mekanik --- ser fram emot en redigering).

Ellie Kesselman
2014-10-31 12:36:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De Re Metallica skrevs av Georges Agricola och publicerades ungefär 1550. Den skrevs på latin och förvarades tillgänglig i europeiska kyrkor. Byggare (och läsare i allmänhet) kunde fysiskt få tillgång till boken där. Dessutom, för dem som var analfabeter eller inte kunde läsa latin, skulle prästen eller diakonen översätta och läsa begärd passage när det behövdes.

Arkitekter kan ha kunnat beräkna exakt byggnadsbelastningar före 1550. Efter 1650 blev sådana frågor mer standardiserade på grund av existensen och tillgängligheten av De Re Metallica .

Hmm, från att bläddra igenom länken till archive.org som du gav, verkar det som om den boken mest handlar om gruvteknik och principer för geologi. Jag kan inte se var det berör matematiken i strukturell design.


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...