waarom kies je voor een profiel en geen massieve staaf bij een brug?

Bijna net zo sterk, maar scheelt een hoop gewicht. Daardoor hoeft de brug zelf weer minder sterk te zijn.

Toegevoegd na 1 minuut:
Ook is het dan veel makkelijker monteren. En kan je makkelijker er een bout doorheen krijgen.

Een massieve staaf trekt eerder krom dan een profiel. Het inwendige moment is veel groter dan dat van een profiel, immers waar geen massa is, kunnen ook de krachten niet worden getransporteerd!

Tevens spelen gewicht en monteerbaarheid een rol!

Dat komt omdat je als je gaat kijken waar het materiaal bij buigspanning belast wordt je aan een kant trekspanning hebt en aan een kant drukspanning. Daartussenin heb een zone met geen of weinig spanning waar je net zo goed geen of weinig materiaal in kunt stoppen, waardoor je veel minder gewicht in de constructie hebt maar dezelfde sterkte.

Omdat een profiel veel sterker is dan een massieve staaf met veel minder materiaalgebruik. . Om die reden worden meestal profielen gebruikt. Dit heeft te maken met het oppervlaktetraagheidsmoment van een balk. Dit is uitsluitend afhankelijk van de vorm en niet van het materiaal waarvan de balk gemaakt is. Hoe groter dit is hoe moeilijker een balk zal buigen en breken.

De elasticiteitsmodulus bepaald mede de sterkte van een balk, en deze is weer afhankelijk van het gebruikte materiaal en moet per materiaal proefondervindelijk worden bepaald.

Voor meer info zoie beide wiki links en de antwoorden op een eerdere vraag op dit forum.

Als men over de Eifeltoren in Parijs een koepel zou plaatsen, dan is het gewicht van de Eifeltoren minder dan de lucht die zich in de koepel bevind en daarmee heb je al een groot stuk van uw antwoord. "Het gewicht". Doordat een volle balk veel zwaarder is, gaat hij doorbuigen onder zijn eigen gewicht, waardoor hij zwakker wordt. Daarom geld hier, wanneer goed ontworpen, "MINDER IS STERKER of MINDER ZWAAR IS STERKER", Dit kan je zelf testen, door een strook papier op twee steunpunten te leggen. Deze strook zal doorbuigen onder zijn eigen gewicht. Oplossing zou zijn een dikker stuk papier. Beter is om in de lengterichting van het papier 1 of meerdere plooien te maken. Hierdoor gaat het papier niet meer doorbuigen alhoewel dat je evenveel materiaal hebt gebruikt. Hetzelfde geld voor een brug.
Doordat je minder en lichter, materiaal gebruikt, zijn de machines, vervoermiddelen, kranen enz ook lichter kleiner en goedkoper te maken. Hierdoor is er minder brandstofgebruik en zijn de fabricagekosten veel minder.
Ook heeft men minder materiaal nodig omdat het meeste van het constructiemateriaal bestaat uit lucht.
De funderingen van een brug uit volle balken zal veel groter zijn dan bij een brug met profielen
Een brug uit profielen is veel elastischer waaruit volgt dat bij extreme weersomstandigheden de brug meer aankan.
Zoals je weet gaan materialen uitzetten en krimpen bij temperatuursveranderingen.
Probleem is dat bij een volle balk dit proces veel langzamer gaat dan bij een profiel.
De verhouding oppervlak ten opzichte van de hoeveelheid materiaal, is bij een profiel veel groter dan bij een volle balk. Hierdoor zal het materiaal veel sneller afkoelen en opwarmen. Daarentegen bij een volle balk zal het veel langer duren dat de koude of de warmte het middelste van de balk heeft bereikt. Hierdoor zullen er in een volle balk veel meer spanningen optreden wat de sterkte niet bevorderd.
Zoals je leest gebruik ik bij volle balken, veel het woord "Veel". Veel wil hier ook zeggen" veel duurder.
Dus een tweede argument, na de sterkte, is het kostenplaatje. Bruggen uit profielen zijn goedkoper en sneller te bouwen dan bruggen uit volle balken (als die al te maken zijn).
Robby BB