211service.com
En bro til det 16. århundrede
Foto af Karly Bast GRETCHEN ERTL
I 1502 udsendte Sultan Bayezid II renæssance-ækvivalenten til en regerings-RPP (anmodning om forslag), hvor han søgte et design til en bro til at forbinde Istanbul med dens naboby Galata. Leonardo da Vinci, der allerede var en kendt kunstner og opfinder, kom med et nyt design til, hvad der dengang ville have været verdens længste bro.
Han fik ikke jobbet. Men 500 år efter hans død har MIT-forskere fastslået, at hans koncept ville have fungeret.
Nylig kandidatstuderende Karly Bast, MEng '19, bachelor Michelle Xie, og John Ochsendorf, professor i arkitektur og civil- og miljøteknik, analyserede de tilgængelige dokumenter, datidens materialer og konstruktionsmetoder og de geologiske forhold ved de foreslåede sted, før du bygger en model for at teste strukturens ydeevne. Resultaterne blev præsenteret i oktober på konferencen i International Association for Shell and Spatial Structures og omtalt på Ny den 13. november.
På Leonardos tid var de fleste murede brostøtter konventionelle halvcirkelformede buer; 10 eller flere moler ville have været påkrævet for at understøtte en bro, der ville have været omkring 280 meter lang. Det er utroligt ambitiøst, siger Bast. Det var omkring 10 gange længere end typiske broer på den tid. Leonardos koncept var dramatisk anderledes: en enkelt fladbuet bue høj nok til at tillade en sejlbåd at passere nedenunder med sin mast på plads. Den indeholdt også en usædvanlig måde at stabilisere spændvidden mod sidebevægelser: Abutments, der spredte sig udad på hver side, som den brede holdning, en stående undergrundsrytter kan indtage for at balancere i en svajende bil.
Leonardo gav ingen detaljer om materialer eller byggemetoder, men Bast og teamet konkluderede, at broen kun kunne være lavet af sten, fordi træ eller mursten ikke kunne have bære belastningen af et så langt spænd - og det ligesom klassiske murværksdesign som f.eks. dem, der blev bygget af romerne, ville det have stået for sig selv under tyngdekraften, uden nogen fastgørelsesmidler eller mørtel.
For at bevise det byggede de en model i en skala fra 1 til 500, der producerede 126 individuelle blokke på en 3D-printer. Og da de tilføjede den sidste blok, slutstenen helt øverst i buen, rejste broen sig. Det er geometriens kraft, der får det til at fungere, siger Bast. Dette er et stærkt koncept. Det var godt tænkt.
For at teste strukturens modstandsdygtighed over for vandret bevægelse byggede Bast og Xie broen på to bevægelige platforme og flyttede den ene væk fra den anden, og simulerede den bevægelse, der kunne opstå, når fundamentet satte sig i svag jord. Den klarede sig godt og deformerede sig kun lidt, indtil den blev strakt til det punkt, hvor den faldt sammen.
Designet har muligvis ikke praktiske konsekvenser, siger Bast, da mange muligheder for lettere, stærkere designs er tilgængelige nu. Men det demonstrerer, siger hun, at man ikke nødvendigvis behøver fancy teknologi for at komme med de bedste ideer.