Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa jembatan memiliki berbagai bentuk? Dari lengkungan Romawi kuno hingga jembatan gantung modern, setiap desain didasarkan pada prinsip-prinsip teknik yang tepat.kami menjelajahi dunia yang menarik dari jembatan lengkungan, bagaimana membangun yang sangat kuat menggunakan apa-apa tapi spaghetti.

Inspirasi: Dari Jembatan Tokyo ke Eksperimen Dapur

Penyelidikan ini dimulai dengan eksperimen televisi yang menguji model jembatan spaghetti.dan Jembatan Hijiri - masing-masing dengan lengkungan yang terletak di atas atau di bawah jalan raya - memicu rasa ingin tahu yang lebih dalam tentang mekanika struktural.

Tujuan Penelitian: Mencari Lengkungan Terkuat

Misi kami adalah dua kali:

1. Kurvatur penting:Bentuk lengkungan mana yang paling berat?
2. Posisi adalah kunci:Apakah jembatan "dek lengkungan" (lengkungan di atas jalan) atau jembatan "melalui lengkungan" (lengkungan di bawah) secara struktural lebih unggul?

Metodologi: Tes Stres Spaghetti

Menggunakan model spaghetti standar (2,1 mm diameter, panjang 24,8 cm), kami membangun delapan jenis jembatan:

• Posisi lengkungan:Dek lengkungan vs melalui lengkungan
• Kelengkungan:90° (1/4 lingkaran), 120° (1/3 lingkaran), 150° (5/12 lingkaran), dan 180° (1/2 lingkaran) busur

Setiap jembatan memiliki tiga balok utama dan sembilan balok silang.

Hasil yang Mengherankan: Titik Manis 150°

Setelah uji coba awal mengungkapkan kekurangan pada lengkungan dek 180 ° dan 120 °, pengujian yang disempurnakan menunjukkan:

Terutama,150° busur lebih baik dari yang lainMelalui lengkungan secara konsisten menunjukkan kekuatan yang lebih besar, mungkin karena distribusi kekuatan yang superior.

Mengapa 150 derajat?

Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa lengkungan 150 ° menciptakan sudut ~ 60 ° di dasar mereka, sudut yang sama yang ditemukan di jembatan truss ultra stabil.

Pengamatan Teknik

Through arches unggul dengan mengubah beban vertikal menjadi kekuatan kompresi di sepanjang lengkungan, sementara deck arches menderita fraktur pusat yang disebabkan oleh ketegangan.Prinsip 60° yang terwujud dalam lengkungan 150° terbukti kuat secara universal dengan membentuk distribusi gaya segitiga yang stabil.

Arah Masa Depan

Percobaan ini menggarisbawahi bagaimana pilihan geometris halus mempengaruhi integritas struktural.Penelitian di masa depan dapat mengeksplorasi bagaimana prinsip-prinsip ini skala ke jembatan baja diperkuat atau desain hibrida mencampur beberapa jenis lengkungan.