Pregunta:
¿Cuándo aprendieron los arquitectos a calcular con precisión la carga en los miembros del edificio?
Mike
2014-10-31 07:17:34 UTC
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Durante muchos años, se erigieron grandes edificios con luces impresionantes entre las columnas del edificio sin calcular con precisión qué cargas tendrían que soportar las columnas, muros y contrafuertes. La carga en un edificio es un cálculo complejo que tiene en cuenta el peso del techo y la nieve potencial, el tamaño y la separación de las columnas, cómo se arriostran los miembros del edificio y, en los tiempos modernos, las cargas de viento y las fuerzas sísmicas.

He leído que los arquitectos de las catedrales góticas no pudieron calcular con precisión el tamaño y el número de columnas y arbotantes que necesitaban para soportar un diseño determinado. Trabajaron a partir de la geometría, las reglas generales y la experiencia previa.

¿En qué momento de la historia empezaron las matemáticas a hacer que el diseño de edificios fuera más predecible e infalible? Sospecho que en algún momento las ecuaciones algebraicas reemplazaron a la geometría y que después de la llegada del cálculo, el módulo de sección de varias formas comenzó a entenderse, pero parece que no puedo encontrar información sobre dónde y cuándo sucedieron estas cosas. Una buena respuesta señalaría qué conceptos matemáticos se utilizaron por primera vez con rigor en el diseño estructural y también qué edificios notables fueron el resultado de este proceso más formalizado.

Tendría curiosidad por saber si los antiguos griegos y / o romanos tenían ideas matemáticas sobre la arquitectura que valga la pena mencionar. Habiendo estado en el [Pantheon] (http://en.wikipedia.org/wiki/Pantheon,_Rome) en Roma, me pregunto si habrían podido construir tal cosa sin cálculos serios.
Tres respuestas:
#1
+3
Gottfried William
2014-11-22 04:27:29 UTC
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Stevinus desarrolló las reglas básicas de equilibrio de fuerzas en estructuras a finales del siglo XVI. Todas las primeras ediciones de sus obras están disponibles en Google Books y en el archivo de Internet, pero recomiendo encarecidamente el resumen técnico con traducción que se encuentra en: MINM

O puede consultar el primeras ediciones, la mayoría de ellos son libros bastante cortos.

Una advertencia: los modelos matemáticos generales detallados de cargas para configuraciones de vigas de material son descubiertos solo más tarde por Euler, de hecho, y los que no se han descubierto así se desarrollaron en su forma confiable y moderna en el siglo XIX solamente. No hay una fuente única, sino muchos artículos diferentes publicados en revistas del siglo XIX.

Recomiendo encarecidamente buscar en las notas y referencias históricas que Clifford Truesdell incluyó en sus diversos libros técnicos (y artículos más extensos, 1950-1970) sobre mecánica clásica. Tienen casi todas las referencias históricas (porque Truesdell pudo leer y leyó todas las fuentes primarias en los idiomas originales).

No es algo que encaje fácilmente en una publicación, requiriendo un tratamiento de extensión de revisión, pero existe completamente en Truesdell (tendré que comprobar cuál de sus libros tiene la lista más concisa y la descripción de referencias prioritarias en mecánica; esperamos una edición).

#2
+3
user22
2014-11-01 02:00:51 UTC
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El arquitecto, autor e ingeniero civil romano, Vitruvius escribió 10 libros de arquitectura, De Architectura, el texto está traducido en el Ebook del Proyecto Gutenburg Vitruvius: Los diez libros de arquitectura, aunque no necesariamente fueron los primeros en aplicar principios matemáticos a la arquitectura, por ejemplo, egipcios, mayas, etc.

Sin embargo, los romanos ciertamente tenían una coherencia de cómo sus estructuras (acueductos , anfiteatros, etc.) fueron construidos y han resistido los desastres, la modernización y el tiempo mismo. Una cita pertinente en De Architectura se encuentra en la sección Los principios fundamentales de la arquitectura incluyen:

La arquitectura depende del orden (en griego τἁξις), arreglo (en griego διἁθεσις) , Euritmia, simetría, propiedad y economía (en griego οἱκονομἱα).

Algunos puntos particulares son:

El orden da la debida medida a los miembros de una trabajo considerado por separado, y concordancia simétrica con las proporciones del todo.

#3
+2
Ellie Kesselman
2014-10-31 12:36:13 UTC
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De Re Metallica fue escrito por Georges Agricola y publicado aproximadamente en 1550. Fue escrito en latín y se mantuvo disponible en las iglesias europeas. Los constructores (y los lectores en general) podrían acceder físicamente al libro allí. Además, para aquellos que eran analfabetos o no sabían leer latín, el sacerdote o diácono traduciría y leería el pasaje solicitado cuando fuera necesario.

Es posible que los arquitectos hayan podido calcular con precisión las cargas de construcción antes de 1550. Después de 1650 , estos asuntos se volvieron más estandarizados debido a la existencia y accesibilidad de De Re Metallica .

Mmmm, al hojear el enlace a archive.org que proporcionaste, parece que ese libro trata principalmente sobre técnicas de minería y principios de geología. No veo dónde toca las matemáticas del diseño estructural.


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