211service.com
En bro til 1500-tallet
Foto av Karly Bast GRETCHEN ERTL
I 1502 sendte Sultan Bayezid II ut renessansekvivalenten til en regjerings RFP (forespørsel om forslag), og søkte et design for en bro for å forbinde Istanbul med nabobyen Galata. Leonardo da Vinci, allerede en kjent kunstner og oppfinner, kom opp med et nytt design for det som da ville vært verdens lengste bro.
Han fikk ikke jobben. Men 500 år etter hans død har MIT-forskere fastslått at konseptet hans ville ha fungert.
Nylig doktorgradsstudent Karly Bast, MEng '19, undergraduate Michelle Xie, og John Ochsendorf, professor i arkitektur og sivil- og miljøteknikk, analyserte de tilgjengelige dokumentene, datidens materialer og konstruksjonsmetoder og de geologiske forholdene ved de foreslåtte stedet før du bygger en modell for å teste strukturens ytelse. Resultatene ble presentert i oktober på konferansen til International Association for Shell and Spatial Structures og omtalt på Ny den 13. november.
På Leonardos tid var de fleste murbrostøtter konvensjonelle halvsirkelformede buer; 10 eller flere brygger ville ha vært nødvendig for å støtte en bro som ville ha vært omtrent 280 meter lang. Det er utrolig ambisiøst, sier Bast. Den var omtrent 10 ganger lengre enn typiske broer på den tiden. Leonardos konsept var dramatisk annerledes: en enkelt flatbue høy nok til å la en seilbåt passere under med masten på plass. Den inneholdt også en uvanlig måte å stabilisere spennvidden mot sidebevegelser: abutments som spredte seg utover på hver side, som den brede holdningen en stående T-banerytter kan innta for å balansere i en svaiende bil.
Leonardo ga ingen detaljer om materialer eller konstruksjonsmetoder, men Bast og teamet konkluderte med at broen bare kunne være laget av stein, fordi tre eller murstein ikke kunne ha bære belastningen av et så langt spenn – og det som klassiske murkonstruksjoner som f.eks. de som ble bygget av romerne, ville den ha stått på egen hånd under tyngdekraften, uten noen festemidler eller mørtel.
For å bevise det bygde de en modell i en skala fra 1 til 500, og produserte 126 individuelle blokker på en 3D-printer. Og da de la til den siste blokken, sluttsteinen helt på toppen av buen, reiste broen seg. Det er kraften til geometri som får det til å fungere, sier Bast. Dette er et sterkt konsept. Det var gjennomtenkt.
For å teste strukturens motstandskraft mot horisontal bevegelse, bygde Bast og Xie broen på to bevegelige plattformer og flyttet den ene bort fra den andre, og simulerte bevegelsen som kan oppstå når fundamentet satte seg i svak jord. Den presterte bra, og deformerte seg bare litt til den ble strukket til kollapsen.
Designet har kanskje ikke praktiske implikasjoner, sier Bast, siden mange alternativer for lettere, sterkere design er tilgjengelig nå. Men det viser, sier hun, at du ikke nødvendigvis trenger fancy teknologi for å komme opp med de beste ideene.