Teknik broar

Att bygga broar är ett sätt att få människor att komma närmre varandra, ett sätt att underlätta kommunikation. Från det att människor började förflytta sig så har man stött på hinder som måste passeras. Att bygga en bro kan vara ett sätt att förenkla förflyttningen. Tekniken att tillverka broar och de material som används har utvecklats genom historien. Från det att man kunde ta sig över en ravin eller ett smalare vattendrag till det att vi idag binder samman kontinenter med varandra.

Broar är jätte viktiga i våra liv. För att underlätta transporter på land bygger vi broar som leder vägar, järnvägar, kanaler eller vattenledningar över hinder som t ex vattendrag eller raviner. Ni kommer att få lära er olika konstruktionssätt för att göra hållbara konstruktioner. För att bygga en säker, stabil och hållbar bro måste den har dessa egenskaper: hållfasthet, tryckhållfasthet, draghållfasthet, hårdhet och elasticitet.

Broar

Vi kommer att under vecka 34 – 41 fördjupa våra kunskaper om broar. Du skall få bygga modell av broar i olika material och lära dig hur broar är konstruerade.

Vad är en bro? Varför bygger man broar?

När började man bygga broar i Sverige? Vad finns det för olika brokonstruktioner?

Vilket material används när man bygger broar? Varför kan man säga att en bro är en teknisk lösning?

 

 

Syfte

Te Syfte identifiera och analysera tekniska lösningar utifrån ändamålsenlighet och funktion,

Te Syfte identifiera problem och behov som kan lösas med teknik och utarbeta förslag till lösningar,

Te Syfte använda teknikområdets begrepp och uttrycksformer,

Te Syfte värdera konsekvenser av olika teknikval för individ, samhälle och miljö, och

Te Syfte analysera drivkrafter bakom teknikutveckling och hur tekniken har förändrats över tid.

Centralt innehåll

Te  7-9 Tekniska lösningar Tekniska lösningar för hållfasta och stabila konstruktioner, till exempel armering och balkformer.

Te  7-9 Tekniska lösningar Betydelsen av egenskaper, till exempel drag- och tryckhållfasthet, hårdhet och elasticitet vid val av material i tekniska lösningar. Egenskaper hos och tillämpningar av ett antal nya material.

Te  7-9 Tekniska lösningar Ord och begrepp för att benämna och samtala om tekniska lösningar.

Te  7-9 Arbetssätt för utveckling av tekniska lösningar Teknikutvecklingsarbetets olika faser: identifiering av behov, undersökning, förslag till lösningar, konstruktion och utprövning. Hur faserna i arbetsprocessen samverkar.

Te  7-9 Arbetssätt för utveckling av tekniska lösningar Dokumentation i form av manuella och digitala skisser och ritningar med förklarande ord och begrepp, symboler och måttangivelser samt dokumentation med fysiska eller digitala modeller. Enkla, skriftliga rapporter som beskriver och sammanfattar konstruktions- och teknikutvecklingsarbete.

Te  7-9 Teknik, människa, samhälle och miljö Samband mellan teknisk utveckling och vetenskapliga framsteg. Hur tekniken har möjliggjort vetenskapliga upptäckter och hur vetenskapen har möjliggjort tekniska innovationer.

FAKTA till brobygge

Syfte

• känna igen och beskriva olika typer av broar och deras funktion.
• förklara olika typer av broars för- och nackdelar.
• använda några fackuttryck när du beskriver broar.

Vad?

Ni skall i par tillverka en modell av en bro av valfri typ.

Hållbarhet: Bron måste klara följande kriterier:

• Bron ska ha ett spann på minst 30 cm.
• Bron ska bli så stark som möjligt och ska hålla för minst 3 kg (tyngd fästs med snörögla mitt på bron).
• Bron ska väga så lite som möjligt.

Design: Er bro ska vara snyggast

Ekonomi:

• Bron ska betalas tillbaka på fem år genom broavgifter
• Bankräntor betalas via skatteintäkter
• Broavgiften har föreslagits till 50 kronor/överfart
• Under juni-augusti beräknas 300 överfarter/månad, övriga året 100 överfarter/månad
• Du kommer få en lön (150 kr/h)
• Ditt byggbolag handlar material enligt följande prislista:

Spaghetti 10 st 10 000 kr

Sugrör 10 st 5000 kr

Piprensare 10 st 4900 kr

Kartong 1000 kr/dm2

Glasspinne 10 st 17 000 kr

Tändstickor 20 st 5 000 kr

Blompinne (30 cm) 50 000 kr

1 limstav 125 000 kr

Tejp 2000 kr/m

Snöre 10 000 kr/dm

Övrigt material: Upphandling med leverantör

Tidsperiod (När):

• Du kommer att arbeta med detta projekt under veckorna 34-41. Tiden för projektet är begränsad då du kommer erhålla en timlön om 150 kr/h. Det är därför av stor vikt att ert byggbolag har noggrann uppsikt över den tid ni praktiskt arbetar med brobygget.

Centrala begrepp:

• Hållfasthet, tryckhållfasthet, draghållfasthet, hårdhet, elasticitet, balkbro, hängbro, bågbro, konstruera, ritning, skalenlig,

Mål:

Du ska träna på att utveckla kunskaper och dina förmågor i att:　

- läsa faktatexter (tekniska begrepp) (- förstå och använda nya ord och begrepp och använda teknikens uttryckssätt i samband med arbetet med tekniska konstruktioner (skisser, ritningar, bilder etc)

- göra skisser och ritningar

- diskutera

- förstå och använda nya ord och begrepp och använda teknikens uttryckssätt i samband med arbetet med tekniska konstruktioner (skisser, ritningar, bilder etc)

 - upptäcka och förstå hur olika material fungerar i olika konstruktioner och varför 

- Teknikarbetets olika faser:

• Identifiering av behov
• Undersökning
• Förslag till lösningar (Detta görs genom att systematiskt pröva och ompröva olika lösningar
• Konstruktion (bygga en bro efter en ritning) (upptäcka och förstå hur olika material fungerar i olika konstruktioner och varför)
• Utprövning

- skriva och dokumentera ditt arbete

- redovisa ditt arbete　inför en grupp

 

Arbetssätt:

Konstruktioner i vardagen utsätts för krafter av olika slag. Det gäller därför att göra konstruktionerna tillräckligt hållfasta för sin funktion. Genom att undersöka hur vanliga hållfasta och stabila konstruktioner t.ex. broar och byggnader är uppbyggda får du kunskap om vilka krafter konstruktionerna är utsatta för. Du får också kunskap om hur några av de vanligaste konstruktionselementen är utformade för att motverka dessa krafter.

Ni skall undersöka vad det finns för olika typer av broar samt vad är det man ska tänka på när en bro ska konstrueras. Ni skall i par göra budget för ert broprojekt. Därefter kommer ni göra en skiss och en ritning av en bro av valfri typ och sedan tillverka en modell av denna. Du skall dokumentera ert arbete, förklara er ritning, skriva om vilka material ni använt och prova om er konstruktion är hållbar och stabil. I din rapport måste det även stå motivation varför ni valt er brokonstruktion.

I utvärderingen skriver ni om hur arbetet har gått, om ni har ändrat/förbättrat något under arbetets gång samt vad ni är speciellt nöjda med i er byggnation. Slutligen kommer ni redovisa era arbeten i klassen/mindre grupper och ge varandra kamratrespons. Ni kommer även göra ett enskilt fördjupningsarbete i text och bild　om en känd bro eller hur vi kan bygga en bro så att det främjar och tar oss närmre de globala huvudmålen. Alla ska även svara på vissa frågor.

Kortsagt:

Bild: Rita en skiss över bron tillsammans innan ni börjar. Vilken bro typ tänker ni bygga? Hur fungerar materialet? Hur bygger ni starkast? Fackverk? Ta med detta i er bild! Rita en ritning skalenligt - tänk på mått, vilken material ni använder.

Resultat: Under sluttestet ska ni lägga märke till hur mycket bron klarar av, vad svaga punkterna är, vad de starka punkterna är. Det hjälper er att analysera hur bron blev i slutet. Det ska finnas med i er rapport.

Slutsats: När ni analyserat bron ska ni fundera över hur ni skulle byggt den bättre. En annan bro typ? Vilka delar skulle ni förstärka om ni byggt den bättre.

Rapporten: Presentera er bro! Namn! Bro typ! Hur har ni gjort för att göra den stark? Rita en snygg bild på bron! Kanske även bild med digitalkamera? Skriv hur man skulle kunna förstärka den!

OBS!

När alla broar i er klass är färdiga kommer ni att få göra en kamrat bedömning av de olika broarna i er klass.

Bedömning - vad och hur

Vad bedöms:

• Din förmåga att göra ritningar
• Din förmåga att beskriva en teknisk lösning som t ex en bro, med användning av tekniska begrepp
• Din förmåga att genomföra enkla teknikutvecklings- och konstruktionsarbete.

Hur görs bedömningen:

• Under lektionstid, din　ritning av er　bro, din　arbetsprocess när ni konstruerar er bro.
• Inlämnat enskild skriftlig rapport med skalenlig skiss där du dokumenterat er brokonstruktion och svarat på frågor samt använder dig　av de tekniska begreppen. Tänk på att redogöra för alla praktiska moment ni gjort under lektionerna där du utgår från de mål som finns för kursen. Motivera varför ni valt er brokonstruktion. Du ska dessutom ge förslag på förändringar som du skulle gjort om du fått göra om bron.
• Bron – att kriterierna följts, utnyttjande av materialet ur hållfasthets perspektiv

Utifrån fyra kategorier (på ett antal punkter):

a)Överensstämmer den verkliga bron med ritningen?

b) Funktion – Går det att köra/cykla/gå över bron?

c)Skönheten bedöms (design)

d)Hållfasthetstest – bron placeras mellan två bänkar och belastas med vikter.

Man kan vinna titlar som
• Bäst skiss
• Snyggast bro
• Tåligast bro
• Påhittigast bro

• Muntlig redovisning

Utförande: Arbetet ska gå i följande ordning.

• Planering (budget, skiss och ritning över hur er bro ska se ut): planera hur ni ska utnyttja ert material på bästa sätt; visa för mig er skiss och ritning innan ni går vidare
• Byggande
• Testning (er bro fotograferas och testas tillsammans med mig)
• Skriftlig rapport, utvärdering + fördjupningsarbete (anteckna under arbetsgång och sök fakta under t.ex. studietimme)

Tips! Försök och testa bron under arbetets gång. Då kan ni hitta svagheter som ni förbättrar redan innan bron slut testas.

 

Uppgifter för bedömning:

• Godkända beräkningar på en hållbar budget för broprojektet (klar senast v36)
• Godkänd skiss och en genomtänkt, skalenlig ritning över bron som ska byggas med korrekta mått (klar senast v36)
• Byggd skalenlig modell av en bro efter den egna ritningen (klar senast v40)
• Genomförd belastningstest (Vilken bro håller bäst? Vinnare är den bro som får största kvoten mellan klarad belastning/brons vikt.). Spännande!
• Skriftlig rapport (dokumenterat arbete där alla steg beskrivs även utprövning, tankar och reflektioner; under arbetets gång försöker du skriva loggbok/föra anteckningar där du utvärderar och reflekterar kring hur arbetet och processen går framåt. Det blir lättare att skriva slutrapporten över arbetet då! Förutom text ska ni även ta en bild på er bro varje vecka som ni sedan ska ha med i rapporten. (klar senast v41).

Rapport ska även innehålla svar på följande frågor:

Hur har broar utvecklats historiskt sett? Diskutera drivkraften till denna utveckling i samhället.

Vilka material är lämpligast att använda vid brokonstruktioner (i verkligheten)? Förklara varför, jämför olika material.

Vilka för- och nackdelar innebär brobyggandet för natur, samhälle och individens livsvillkor?

Beskriva vilka olika för- och nackdelar några olika brotyper har.

• Fördjupning:
  • Din uppgift är att skriva ner en text om en känd bro (Obs! Självklart skriver du med egna ord. Om man skriver av från nätet räknas det inte som om man har gjort uppgiften).
  • Högre betyg: Fram till år 2030 har världens ledare skrivit på ett avtal om 17 globala mål. Dessa mål handlar om: Att utrota extrem fattigdom. Att minska ojämlikheter och orättvisor i världen samt Att lösa klimatkrisen. Din uppgift är att skriva ner hur vi kan bygga en bro så att det främjar och tar oss närmre de globala huvudmålen.
• Eventuellt prov enligt kriterierna för förväntat resultat vid behov.

Förväntat resultat:

-Kan förklara orden: material, tryckhållfasthet, draghållfasthet, elasticitet, hårdhet, böjning, balkar, armering, hävstång, ram, fackverk, skal och bro.

-Kan förklara hur en bro är uppbyggd och vilka egenskaper en bro måste ha för att vara hållbar – använd dig av begreppen i punkten ovanför för att förklara.

-Ha kunskap om olika broars utseende och funktion

-Ha insikt i hur utvecklingen av material och tekniska lösningar påverkat utseendet på broar och andra skapelser.

Tänk på att diskussioner i gruppen är viktigt i lärandet. Alla skall vara delaktiga och det är allas ansvar i gruppen att se till att det fungerar. Jag kommer bedöma era kunskaper individuellt på lektionstid.

 

Budget kan se ut så här:

Material	antal	Pris per st	Pris/Budget

Pris resultat:

 

Ritning: Ritning ska vara i skala 1:2. Utifrån ritningen räknar man på åtgången av material och en budget som bifogas till ritningen. Använd smårutigt papper att göra ritningen med linjal och blyertspenna. Gör bron ur två vinklar t.ex. från sidan och uppifrån. Visa vilken skala du har ritat den i samt vilken brotyp det är.

 

Slutrapport ska innehålla:

Framsida.

Innehållsförteckning

Presentation av brotyp. Kort fakta. Varför ni valde den brotyp ni valde?

Skiss och ritning.

Budget.

Bilder och beskrivning från byggprojektet. Hur har ni gjort　för att göra den stark?

Resultat; analys av hållfasthet.

Slutsats; utvärdera ert projekt. Hur påverkar er bro miljön? Är det en hållbar utveckling?

Källförteckning