Dalam "Struktur: atau Mengapa Sesuatu Tidak Jatuh" James Gordon berbicara tentang pohon-pohon yang tertekan dengan tekanan luar dan tekanan dalam. Mengapa itu membuat pohon lebih kuat untuk memiliki ketegangan di permukaan dan kompresi pada inti dan bagaimana cara membaca grafik pada gambar pertama di bawah ini?
Juga, di foto ketiga itu berbicara tentang melakukan kebalikan dengan balok beton. Bagaimana Anda membuat ketegangan menggunakan rebar?
Jawaban:
Grafik adalah plot stres versus posisi. Stres adalah gaya per satuan luas yang diberikan pada suatu material. Nilai positif adalah ketegangan dan nilai negatif adalah kompresi.
Plot pertama (paling kiri) menunjukkan tegangan normal vs posisi yang diharapkan dari tekukan jika tidak ada tekanan awal. Plot tengah menunjukkan pra-tekanan pada pohon. Plot paling kanan menunjukkan superposisi , atau jumlah, dari tegangan lentur dan pra-tegangan.
Dalam teknik mesin, kekuatan didefinisikan sebagai tegangan maksimum yang dapat ditoleransi suatu bahan sebelum gagal. Setiap bahan memiliki batas kekuatan unik, yang disebut kekuatan pamungkasnya . Dalam beberapa bahan ini sama dalam ketegangan dan kompresi tetapi pada yang lain kekuatan tarik dan tekan ultimate berbeda. Kebanyakan logam memiliki kekuatan tarik dan tekan yang kira-kira sama, tetapi bahan-bahan seperti kayu dan beton termasuk dalam kategori yang terakhir, di mana kekuatan tarik dan tekannya berbeda secara signifikan.
Artikel yang Anda berikan menyatakan bahwa kekuatan tarik utama kayu lebih besar daripada kekuatan tekan utamanya. Jika pohon tidak tertekan, sisi yang jauh dari angin akan selalu gagal terlebih dahulu, karena seperti yang ditunjukkan oleh plot pertama, kekuatan tarik dan tekan maksimum adalah sama dalam menekuk tanpa pra-tekanan. Dengan memiliki pra-tegangan tarik di bagian luar pohon, pohon dapat mengurangi tekanan tekan maksimum dan dengan demikian tahan terhadap angin yang lebih kuat. Perhatikan bahwa sebagai konsekuensi dari Hukum Ketiga Newton, harus ada pra-tekanan tarik dan tekan untuk menyeimbangkan gaya.
Dalam beton, situasinya berbeda karena beton pada dasarnya memiliki kekuatan tarik nol. Beton prategang menghindari kegagalan dengan membuat rebar baja dalam keadaan pra-tegangan tarik dan beton dalam keadaan pra-tegangan tekan. Hal ini dapat dilakukan dengan meregangkan rebar saat beton dituang, atau dengan menuangkan beton di sekitar kabel yang dilapisi untuk mencegah beton menempel pada kabel. Dalam kasus terakhir, kabel dikencangkan untuk membuat beton menjadi beton setelah disembuhkan.