Question:
Quand les architectes ont-ils appris à calculer avec précision la charge sur les éléments du bâtiment?
Mike
2014-10-31 07:17:34 UTC
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Pendant de nombreuses années, de grands bâtiments avec des portées impressionnantes entre les colonnes du bâtiment ont été érigés sans calculer précisément les charges que les colonnes, les murs et les contreforts devraient supporter. La charge sur un bâtiment est un calcul complexe tenant compte du poids du toit et de la neige potentielle, de la taille et de l'espacement des colonnes, de la façon dont les éléments du bâtiment sont contreventés et, à l'époque moderne, des charges de vent et des forces sismiques.

J'ai lu que les architectes des cathédrales gothiques n'étaient pas en mesure de calculer avec précision la taille et le nombre de colonnes et d'arcs-boutants dont ils avaient besoin pour soutenir une conception donnée. Ils ont travaillé à partir de la géométrie, des règles empiriques et de l'expérience antérieure.

À quel moment de l'histoire les mathématiques ont-elles commencé à rendre la conception des bâtiments plus prévisible et infaillible? Je soupçonne qu'à un moment donné, les équations algébriques ont remplacé la géométrie et qu'après l'avènement du calcul, le module de section de diverses formes a commencé à être compris, mais je n'arrive pas à trouver des informations sur où et quand ces choses se sont produites. Une bonne réponse indiquerait quels concepts mathématiques ont été utilisés pour la première fois avec rigueur dans la conception structurelle et quels bâtiments notables ont été le résultat de ce processus plus formalisé.

Je serais curieux de savoir si les Grecs et / ou les Romains avaient des idées mathématiques sur l'architecture qui méritent d'être mentionnées. Ayant été au [Panthéon] (http://en.wikipedia.org/wiki/Pantheon,_Rome) à Rome, je me demande s'ils auraient pu construire une telle chose sans calculs sérieux.
Trois réponses:
#1
+3
Gottfried William
2014-11-22 04:27:29 UTC
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Stevinus a développé les règles d'équilibre de base des forces dans les structures à la fin du 1500. Toutes les premières éditions de ses œuvres sont disponibles sur google books et archives Internet, mais je recommande vivement le résumé technique avec traduction qui se trouve en: MINM

Ou vous pouvez consulter le les premières éditions, la plupart sont des livres assez courts.

Une mise en garde: les modèles mathématiques généraux détaillés des charges pour les configurations de poutres matérielles ne sont découverts que plus tard par Euler, en effet, et ceux qui ne l'ont pas été ont été développés dans leur forme fiable et moderne au 19ème siècle seulement. Il n'y a pas de source unique, mais de nombreux articles différents publiés dans des revues du 19e siècle.

Je recommande vivement de consulter les notes historiques et les références de Clifford Truesdell incluses dans ses divers livres techniques (et articles plus longs, années 1950-1970) sur la mécanique classique. Ils ont presque toutes les références historiques (parce que Truesdell pouvait et a lu toutes les sources primaires dans les langues originales).

Ce n'est pas quelque chose qui s'intègre parfaitement dans un article, nécessitant un traitement de la longueur de la révision, mais cela existe complètement dans Truesdell (je vais devoir vérifier lequel de ses livres a la liste et la description les plus concises des références prioritaires en mécanique - attend avec impatience une modification).

#2
+3
user22
2014-11-01 02:00:51 UTC
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L'architecte romain, auteur et ingénieur civil, Vitruvius a écrit 10 livres d'architecture, De Architectura, le texte est traduit dans le livre électronique du projet Gutenburg Vitruve: Les dix livres d'architecture - sans être nécessairement les premiers à appliquer les principes mathématiques à l'architecture, par exemple les Égyptiens, les Mayas, etc.

Cependant, les Romains avaient certainement une cohérence dans la façon dont leurs structures (aqueducs , amphithéâtres, etc.) ont été construits et ont résisté aux catastrophes, à la modernisation et au temps lui-même. Une citation pertinente dans De Architectura se trouve dans la section Les principes fondamentaux de l'architecture:

L'architecture dépend de l'ordre (en grec τἁξις), de l'arrangement (en grec διἁθεσις) , Eurythmie, Symétrie, Propriété et Économie (en grec οἱκονομἱα).

Quelques points particuliers sont:

L'ordre donne la mesure nécessaire aux membres d'un travail considéré séparément, et accord symétrique aux proportions de l'ensemble.

#3
+2
Ellie Kesselman
2014-10-31 12:36:13 UTC
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De Re Metallica a été écrit par Georges Agricola et publié vers 1550. Il a été écrit en latin et conservé dans les églises européennes. Les constructeurs (et les lecteurs en général) pouvaient y accéder physiquement. De plus, pour ceux qui étaient analphabètes ou ne savaient pas lire le latin, le prêtre ou le diacre traduisait et lisait le passage demandé en cas de besoin.

Les architectes auraient pu calculer avec précision les charges de construction avant 1550. Après 1650 , ces questions sont devenues plus standardisées en raison de l’existence et de l’accessibilité de De Re Metallica .

Hmm, en parcourant le lien vers archive.org que vous avez fourni, il semble que ce livre traite principalement des techniques d'exploitation minière et des principes de la géologie. Je ne vois pas où cela touche aux mathématiques de la conception structurelle.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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