Statikk

Vi kan enkelt undersøke noen egenskaper ved å lage en firkant, en trekant osv. med papirrør eller ispinner. Klipp/bor hull i hjørnene og forbind hjørnene med splittbinders eller skruer/muttere. Firkanten og terningen er lealause og egner seg dårlig i en konstruksjon.

Figur 21a. Firkant. Figur 21b. Terning.

Derimot er en trekant og en trekantet pyramide ganske stiv – og egner seg godt i en bærende konstruksjon.

Figur 22a. Trekant. Figur 22b. Trekantet pyramide.

Det er fint om elevene kan utvikle «blikk» for konstruksjoner – og skjelne mellom trykkrefter og strekkrefter. En enkel demo anskueliggjør disse kreftene: En trekant der den ene sida er byttet ut med en strikk. Denne modellen kan illustrere en takstol i et hus, trekanter i utriggeren på en tårnkran osv. Belastning på hustaket kan være et lag med snø eller feieren som er på besøk. Disse lastene representerer trykkrefter. Du ser at strikken tøyer seg litt ved slik belastning – den er utsatt for strekkrefter. I takkonstruksjonen er det et vannrett stag – og ikke en strikk - som «fanger opp» strekkreftene og balanserer trykkreftene, slik figur 23 viser. Takkonstruksjonen overfører taklasten til veggene, som overfører dem videre til grunnmuren. Uten tverrstaget (strikken) ville taklasten føre til at veggene blir skjøvet utover til skade for huset.

Figur 23a. Figur 23b. Figuren viser at strekkrefter kan vi også kalle «strikkrefter».

Selv om en firkantkonstruksjon i seg selv er svak, kan den gjøres sterk ved å legge inn diagonaler:

Figur 24a. Stabilisering av en firkant. Figur 24b. En høyspentmast er stabilisert med diagonaler av wire.

Innvendig avstiving med diagonaler (fig 24a): En kraft fra siden (f.eks. vindkraft) fra venstre side (rød pil) utløser en kraft i det rød staget – (en wire?) (strekkraft). Likeså vil kraft fra høyre side (blå pil) forårsake en strekkraft i det blå staget. Dermed oppnås stabilitet for vindkrefter fra begge retninger. Diagonalene kan være wirer – som bare kan ta strekkrefter (som i høyspentmasta). Men det kan også brukes stive stag som kan ta både trykk og strekk. Trekantkonstruksjoner er stabile konstruksjoner. 

Utvendig avstiving ved hjelp av utvendige trekanter (fig25): Enten wirer eller stive stag. Mange høye master har utvendig støtte med flere wirer.

Figur 25.

Skråstivere skjult i konstruksjonen (fig 26): Figur 26 viser en vegg i et hus med lett bindingsverk, med klassisk avstiving med trekanter inne i veggen. Alle rektanglene blir avstivet takket være skråstagene ved hjørnene. Denne teknikken bruker vi i modellhusprosjekter i skolen (www.boligabc.no). 

Figur 26.

I dag bruker byggebransjen heldekkende plater som gir nødvendig sidestivhet – foruten at platene gir beskyttelse mot vind. I grunnskolen kan vi holde oss til stekk- og trykkrefter. I de virkelige konstruksjonene må vi også ta hensyn til vridningskrefter (torsjon) og bøy- og skjærkrefter.