СЖИМАЮЩИЕ И РАСТЯГИВАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Элементы конструкции, через которые вес непосредственно передается на землю, в инженерной терминологии называются элементами сжатия. Это стойки любой конструкции. Растягивающие элементы - это подвесные части, которые направляют вес к точкам на стойках, где он может быть принят и передан на землю - в живой структуре, через кости. Направление сил в элементах сжатия - вниз, под действием силы тяжести, а направление сил в элементах растяжения - против силы тяжести.
В мостах сжимающими элементами являются стойки, которые прочно опираются на землю и во всех конструкциях, кроме самых примитивных или временных, хорошо утоплены в твердую землю; длинные тросы, протянутые от стоек к поперечинам и удерживающие их, являются растягивающими элементами. Все вспомогательные части, такие как более короткие и градуированные тросы, соединяющие длинные тросы с секциями поперечин, скобы, фермы, связи и поперечные балки, являются либо сжимающими, либо растягивающими элементами. То есть они либо противостоят силе гравитации, сжимающей груз вниз, путем выталкивания своих молекул вверх, либо удерживают груз благодаря своей способности противостоять растяжению, при этом их сила сжатия или растяжения, по крайней мере, равна силе гравитационного притяжения к грузу.
Сжимающие элементы должны быть твердыми; они могут быть жесткими, как дерево или камень, или упругими в некоторой степени, как сталь. Элементы растяжения могут быть либо жесткими, как металл или дерево, либо податливыми, как канаты из пеньки или тросы из тянутой стали. Если они эластичны, то должны быть способны после растяжения немедленно возвращаться к своим первоначальным размерам.
Напряжение сжатия также может быть обеспечено жесткими конструкциями, расположенными по диагонали, как в арках или кронштейнах. Арка может быть усилена контрфорсами, балками и связями, а кронштейн - дополнительными элементами подвески. Растягивающему напряжению по любой оси отвечают те вещества, которые могут успешно сопротивляться растяжению. Податливые или мягкие растягивающие элементы работают только в вертикальном направлении, если они не соединены с жесткими конструкциями.
ГРАВИТАЦИЯ, ИМПУЛЬС И ИНЕРЦИЯ
Задача инженера сводится к поиску средств для противодействия силам гравитации, инерции и импульса, которые действуют на все объекты, находящиеся в покое или в движении. Эта проблема усложняется, когда в дело вступают активные силы воздуха или жидкостей, как, например, давление ветра, изменение температуры или движение воды. Какую бы функцию ни выполняла конструкция, будь то жилище, проезжая часть, мост, автомобиль или другое человеческое использование, материалы должны быть расположены, прежде всего, так, чтобы без разрушения противостоять неизбежному, непрерывному действию универсальных сил.
Так и с человеческой структурой: ее первая механическая обязанность - удовлетворительно справляться с постоянным притяжением силы тяжести к центру Земли; также она должна справляться с инерцией, которая так обуславливает любой объект, что когда он находится в покое, он стремится оставаться в покое, а когда движется, то стремится продолжать движение по прямой линии. Поскольку все части человеческого тела находятся в постоянном движении, каждая отдельная единица падает под действием собственного веса; импульс определяется размером единицы, ее плотностью, типом опоры и расстоянием от земли. Эти силы, действующие точно так же, как и на грузы вне тела, должны встречать со стороны тела сопротивление, равное или более чем равное, чтобы противостоять им в их многообразных проявлениях и сочетаниях.
Изначальная материальная структура организма такова, что сопротивление нескольким механическим нагрузкам - сжатию, растяжению, изгибу, сдвигу и кручению - обеспечивается самими тканями и органами. Однако то, как эти структуры используются на практике, может существенно изменить их способность противостоять нагрузкам, которым они постоянно подвергаются. Поэтому важно понимать механические принципы их устройства. Эти принципы поддержки, баланса и перемещения веса являются основой структурного благополучия, а значит, глубоко вовлечены в ритмичное протекание всех жизненно важных процессов всего организма.
Однако, сравнивая тело со зданием или мостом, мы должны помнить, что в нем нет ни одного сжимающего элемента, ни одной вертикальной стойки, а позвоночник и другие опоры состоят из множества частей, попеременно сжимающих и растягивающих тело. Если бы каркас был жестким или цельным, движение было бы невозможным - у нас не было бы ни взлета, ни трамплина; мы были бы статичными, а не динамичными.