Leonardobrücke

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Belastungstest

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Aufbau

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Aufbau

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Ausbau Variante

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HS-Söll Workshop

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PS-Niederndorf Bauatzmodell

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PS-Niederndorf 1:1 Modell

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Leonardo Brückenbausatz

Kriterien

Kategorie: Modell, Konstruktion, Material
Aufwand: wenig
Fach: NAWI
Alter: 10 – 14, 14 – 19
Gruppe: > 15
Dauer: bis 2h

Kurzbeschreibung

Leonardo da Vinci konstruierte eine bogenförmige Brücke, die ohne Verbindungselemente wie Nägel, Seile, Klemmen oder Leim zusammengebaut werden kann. Es gibt viele verschiedene Formen der Leonardobrücke, allen gemeinsam ist, dass die Balken so geschickt ineinander verkeilt sind, dass sie nur auf Grund von Reibung tragen und sich bei Belastung selbst verfestigen.

Zielsetzung

Mit der Leonardobrücke kann man anschaulich einfache physikalische Prinzipien der Mechanik und Statik lernen, z. B. Reibung, Auflagekraft, Selbsthemmungsmechanismus Kräftediagramme, Schwerpunktbestimmung, Winkelfunktionen etc. Neben den Naturwissenschaften lassen sich auch Themen aus ästhetischer Bildung, Architektur, Design und Geschichte vermitteln. Kompetenzen wie Konzentration, Feinmotorik, räumliches Vorstellungsvermögen und Teamgeist können dabei lustvoll motiviert werden.

Material

Kanthölzer in zwei unterschiedlichen Längen

Download

Leonardobrücke (pdf 1.21 MB)

Ablauf

Zur Konstruktion einer Bogenbrücke nach Leonardo da Vinci benötigt man mehrere Holzstäbe in zwei unterschiedlichen Längen.

Die Dimension der Holzquerschnitte – und Längen beziehen sich auf die Spannweite bzw. auf die benötigte Tragfähigkeit. Natürlich lässt sich das Verhältnis mathematisch ausrechnen (siehe Link: Leonardo-Brücke, Hans Humenberger) für die Übung mit Kindern ist jedoch der empierische Weg lustvoller und lehrreicher. So kann z.B. von kleinster Modellgröße (Streichhölzer) bis hin zum 1:1 Modell, über welches man drübergehen kann, experimentiert werden.

Um den kleinst möglichen Brückenbogen zu konstruieren, werden mindestens vier lange und zwei kurze Stäbe benötigt. Mit jeder weiteren Ergänzung von Stäbchenkombinationen wird die Spannweite schrittweise größer. Die Brücke kann alleine, leichter aber im Team aufgebaut werden.

1. Schritt:

Zuerst legt man zwei lange Stäbe mit kleinem Abstand parallel nebeneinander und einen kurzen Querstab darüber.

2. Schritt:

Über diesen Querstab legt man zwei weitere Längsstäbe, die ersten beiden Stäbe hebt man an und schiebt einen Querstab unter die ersten und über die zweiten Stäbe. Zum einfacheren Beginn kann man die Längsstäbe mittig auf eine höhere Unterlage legen (z. B. der Baukasten selbst, ein Buch etc.). Die Stäbe sind nun miteinander verkeilt.

3. Schritt:

Genauso verfährt man mit dem dritten Stabpaar und zwei weiteren Querstäben und so weiter.

Damit die Brücke stabil steht, sollten die Stäbe möglichst parallel liegen. Das seitliche Verschieben kann ebenfalls wieder durch Bücherstapel verhindert werden.

Aufgabenstellungen die zum Ausreizen der Konstruktion führen:

Wer baut die Brücke, mit der längsten Spannweite?
Wer baut die längste Brücke mit der geringsten Anzahl von Stäben?
Wer baut die Brücke mit der größten Tragfähigkeit?
Wer baut die höchste Brücke?
Wer baut aus den selben Brückenelementen ein Flächentragwerk?

Im Rahmen der Architektur-Sommerakademie für Kinder 2009 wurde nach einem Arbeitsmodell des Holzbaulehrstuhls der LFU Innsbruck der Leonardo-Brückenbausatz entwickelt. Er beinhaltet 14 lange Fichtenstäbe und 12 kurze Buchenstäbe. Damit lässt sich nicht nur eine Minimalvariante konstruieren, sondern auch auf vielfältige Art experimentieren.

Links

Mathematische und praktische Überlegungen zur Leonardo-Brücke von Hans Humbold:
wwwmath1.uni-muenster.de/didaktik/…/humenberger.pdf

Geschichte des Brückenbaus:
www.bernd-nebel.de/bruecken
www.brueckenweb.de

Computerspiel Bridge-Builder:
www.winload.de/s/bridge-builder

Filme:
„NZZ-Swiss Made: Brücken“
„Maillarts Brücken“ (H. Emigholz)



Dieses Projekt wurde entwickelt von: Monika Abendstein aut. architektur und tirol, Holzbaulehrstuhl der LFU Innsbruck und ermöglicht durch: Junge Uni Innsbruck, proHolz Tirol



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