Er is veel theorie te vinden over krachten die een rol spelen in constructies hieronder een kleine opsomming die van belang is voor de te bouwen bruggen.
Kracht, zwaartekracht F in Newton (N)
Fz = 9,8 x massa (in kilogram)
Werklijn de lijn waarlangs een kracht werkt:
Moment M in Newtonmeter (N m)
Het moment van een kracht is het draai-effect van die kracht: hoe groter de arm van een kracht, hoe groter het draai-effect.
De arm van een kracht is de loodrechte afstand tussen het draaipunt en de werklijn van die kracht. In de tekening kun je zien hoe je de arm kunt meten.
Het moment van een kracht bereken je met:
M = F x r (moment = kracht maal arm)
Bij evenwicht geldt: moment linksom = moment rechtsom (en de somkracht is nul).
Spanning σ in Newton per vierkante meter (N/m2)
Als je een elastiekje uitrekt ontstaat overal in het materiaal een spanning (alle moleculen worden uitgerekt). De kracht wordt dan verspreid over het oppervlak van de dwarsdoorsnede.
De spanning in het elastiek is de kracht per vierkante meter van de dwarsdoorsnede.
spanning = kracht per vierkante meter
De formule is:
σ = F/A
Voor de eenheden geldt:
pascal = newton per vierkante meter
Verschillende soorten spanning
Men onderscheidt o.a. druk-, trek-, buig-, schuif- en torsiespanning.
Bij trekspanning en duwspanning staat de kracht loodrecht op het oppervlak
Bij buigspanning wordt het materiaal door dwarskracht kromgebogen.
Bij schuifspanning is de kracht evenwijdig aan het (gelijmde) oppervlak.
Bij torsiespanning werkt er draaikrachten dwars op het materiaal.
Buigspanning en torsiespanning
Bij buig- en torsiekrachten is er sprake van een moment. Dat betekent ook dat de spanning in het materiaal verandert. De moleculen worden niet uit elkaar getrokken, maar gedraaid.
Buigspanning = buigmoment per vierkante meter (van dwarsoppervlak).
Torsiespanning = torsiemoment per vierkante meter (van dwarsoppervlak).
Als je een elastiekje uitrekt ontstaat overal in het materiaal een spanning (alle moleculen worden uitgerekt). De kracht wordt dan verspreid over het oppervlak van de dwarsdoorsnede.