艾弗尔铁塔为什么这个形状
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谈嘉莹埃菲尔铁塔的故事埃菲尔铁塔,象征现代化法兰西1884年11月8日,法国政府宣布将于1889年在巴黎再次举行世界博览会,以纪念法国大革命100周年。
1886年5月,法国为此向世界招标:在巴黎战神广场设计一座高塔。
最初的要求并无特别之处,只要高塔能够吸引参观者买票参观,并且在世博会后能轻易拆除。
不久,法国官方就收到不少应征方案。
有人提出建造一个巨大的断头台,象征昔日帝国的结束;有人提议竖起一个高耸的洒水装置,在干旱的季节喷淋整个巴黎;有人设计了一座刻有法国大革命英雄人物的金字塔;还有人建议在建筑顶上,安装一个巨大的电灯,让巴黎从此没有黑夜,人们能在子夜方便地阅读报纸。
结果这些提案都没有通过评审。
埃菲尔设计的是一座钢铁结构的拱门高塔,这个方案最终胜出。
世博会组委会的官员这样阐释:“这个世纪即将结束,我们应该欢庆现代化的法兰西的诞生!当时人们谈到金属和机械的高度发展,我们有理由把金属和机械作为胜利的标志。
”埃菲尔铁塔的设计者------亚历山大·居斯塔夫·埃菲尔亚历山大·居斯塔夫·艾菲尔(Alexandre Gustave Eiffel,1832年12月15日出生于法国第戎,1923年12月27日逝世于巴黎)艾菲尔的祖先来自德国。
他是一位法国工程师,金属结构专家,也是一位作家。
一开始他在法国纵合技术学院求学,但没有毕业,接著转到工艺技术学校去,得到化学工程的学位。
1856年他拿到了他第一个主要的工程委托,就是法国波尔多的加隆河铁道桥,他使用高压空气来驱动桥墩的技术是当时法国工程界的创举,这也是他终生最佳成就的表彰之一。
1867年至1869年间,他完成了在南法四座巨大的桥梁,其中最著名的是索尔河(River Sioule)上的高架桥,用两座高达59米的铁塔从山谷为基支撑著整个桥梁结构,而这两座支撑塔上端逐渐变细,可以有效承受强风,这可以说是早先巴黎艾菲尔铁塔的前驱架构。
为什么埃菲尔铁塔成为巴黎的象征?
1884年,为了迎接1789年的资产阶级革命100周年的到来,法国政府准备举办一个万国展览会,并要修建一座永久性的纪念建筑。
建筑师居斯塔夫·埃菲尔设计的铁塔在700多个方案中脱颖而出,这座造型宏伟、融东西方艺术于一炉的铁塔吸取了不同时期各种建筑的特点。
塔身像一个倒写的“V”字,下宽上窄,直指苍穹,顶端只有100平方米。
整个塔身采用钢铁镂空结构,用了上百万个铆钉将1万多个部件严丝合缝地联系在一起,这座高达320米的铁塔,是世界上最高的建筑之一,从地面到塔顶有1 700多级阶梯。
全塔设计为四层,每层都有平台,游客们可从阶梯,也可以乘坐电梯登上铁塔。
为了纪念铁塔的设计者,这座铁塔被正式命名为埃菲尔铁塔。
如今埃菲尔铁塔已经成为法国巴黎的城市象征。
历史遗迹埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔(Eiffel Tower)位于法国巴黎,是世界上最著名和最受欢迎的旅游景点之一。
作为法国的象征,这座壮丽的建筑吸引着数百万游客每年来此参观和拍照留念。
本文将介绍埃菲尔铁塔的历史、建筑风格以及它所承载的文化和象征意义。
一、历史背景埃菲尔铁塔于1889年完工,是为了纪念法国大革命一百周年而建造的。
它的设计和建造者是冯特-阿历山大·埃菲尔(Gustave Eiffel),他是一位知名的法国建筑师和工程师。
在选择建造地点时,巴黎市政府决定将其建在埃菲尔高地,这一地点不仅是视觉上的理想选择,还提供了施工上的方便。
二、建筑风格埃菲尔铁塔的建筑风格是工业时代的象征,以其独特的金属结构而闻名于世。
它采用了弧形和直线相结合的设计,整体呈现出一种优雅而精细的外观。
铁塔高324米,由数千个铁制构件和1.8万个铆接点组成。
这种建筑风格的创新性和工程上的挑战性使得埃菲尔铁塔成为了其时代的杰作。
三、文化与象征意义埃菲尔铁塔不仅是一座建筑,也是法国文化的象征。
它代表着法国人对于科学、技术和创新的追求。
铁塔建成之初受到了巨大争议和批评,但随着时间的推移,它逐渐成为了法国和巴黎市的标志性建筑之一。
如今,埃菲尔铁塔已成为全球旅游业的重要组成部分,每年吸引着来自世界各地的游客。
除了象征着法国的文化和创新精神,埃菲尔铁塔还为游客提供了一种独特的体验。
游客可以乘电梯或登上近700级台阶,在塔顶上俯瞰整个巴黎市区的美景。
无论是日间还是夜晚,从铁塔上观赏巴黎的风景都令人叹为观止。
四、埃菲尔铁塔的保护和改造为了保护埃菲尔铁塔的完整性和安全性,法国政府进行了多次的维修和重建工作。
在20世纪和21世纪,铁塔结构经过了加固和改进,以应对风力和其他自然因素的影响。
此外,一些改造工程也进行了,如增加了观景台和餐厅,为游客提供更好的服务和体验。
总结:埃菲尔铁塔作为历史遗迹和法国的象征,承载着丰富的文化和象征意义。
它的建筑风格独特、壮丽,吸引着无数游客前来参观。
埃菲尔铁塔的设计原理嘿,朋友们!今天咱们来聊聊那举世闻名的埃菲尔铁塔的设计原理,这可真是个超级厉害的建筑奇迹呢!你看那埃菲尔铁塔,高高地耸立在那儿,就像一个巨人俯瞰着整个世界。
它的设计原理啊,充满了智慧和巧妙的心思。
首先呢,是它的结构。
埃菲尔铁塔就像是一个用钢铁搭建起来的巨大骨架,非常结实。
它采用了一种叫做桁架结构的设计,这就好比我们搭积木,把一根根的小木棍有规律地组合在一起,就能变得很稳固。
铁塔的那些钢梁啊,相互交叉支撑着,就像一群小伙伴手拉手,共同承担着重量,让铁塔能够稳稳地立在那里,不怕风吹雨打。
想象一下,如果没有这种合理的结构,它可能就像一个摇摇欲坠的积木塔,一阵风就能把它吹倒啦。
再说说它的形状。
埃菲尔铁塔是一个逐渐变细的尖塔形状,这种形状可不光是为了好看哦,它其实有着很重要的作用呢。
就像一个尖尖的铅笔头,越往上越细,这样可以减少风的阻力。
你想想,如果铁塔是一个又粗又笨的形状,风一吹过来,就会像一面巨大的墙一样挡住风,那得承受多大的力量啊!而现在这种尖塔形状,风可以很顺畅地从它身边吹过,就像水流绕过石头一样,大大减小了风对铁塔的作用力。
而且这种形状从下往上看,还会给人一种一种向上延伸、冲向天空的感觉,特别壮观,让人忍不住赞叹设计师的巧妙构思。
还有啊,埃菲尔铁塔在材料的使用上也很有讲究。
它主要是用钢铁建造的,钢铁这种材料啊,强度很高,就像一个坚强的大力士,能够承受很大的重量。
而且钢铁还比较耐腐蚀,不容易生锈,这样就能保证铁塔在长时间的风吹日晒中依然保持坚固。
设计师就像一个聪明的厨师,知道用什么“食材”才能做出最美味的“菜肴”,他们选用钢铁来建造铁塔,真的是再合适不过了。
另外,埃菲尔铁塔的基础也打得非常牢固。
就像我们盖房子要先打好地基一样,铁塔的基础深深地扎根在地下,为整个塔身提供了稳定的支撑。
这个基础就像是铁塔的“大脚”,稳稳地站在地上,让铁塔不会轻易晃动或者倾斜。
可以想象,如果基础不牢固,铁塔就会像一个站不稳的人,随时可能摔倒,那可就太危险啦!总之呢,埃菲尔铁塔的设计原理是多种因素的完美结合。
埃菲尔铁塔建筑结构有哪些特点埃菲尔铁塔矗立在塞纳河南岸法国巴黎的战神广场,于1889年建成,是世界著名建筑。
下面就由店铺为你带来埃菲尔铁塔建筑结构有哪些特点,希望你喜欢。
埃菲尔铁塔建筑结构有哪些特点整个钢结构的形状,与大腿骨相似,有仿生学的成份。
艾菲尔铁塔”。
法国巴黎著名铁塔。
在塞纳河南岸马尔斯广场的北端。
塔身为钢架镂空结构,高320米,重9,000吨。
有海拔57米、115米和276米的三层平台可供游览,第四层平台海拔300米,设气象站。
顶部架有天线,为巴黎电视中心。
从地面到塔顶装有电梯和1,710级阶梯。
1889年法国工程师埃菲尔为庆祝法国大革命一百周年和在巴黎举行世界博览会而设计建造。
是世界最著名的游览地之一。
如果说,巴黎圣母院是古代巴黎的象征,那么,埃菲尔铁塔(Tour Eiffel)就是现代巴黎的标志。
浪漫的巴黎人给铁塔取了一个美丽的名字--"云中牧女"。
埃菲尔铁塔是为隆重纪念法国1789年资产阶级革命100周年在轰动世界的国际博览会举行之际而建的。
以设计人法国著名建筑工程师居斯塔·埃菲尔的名字命名,并在塔下为埃菲尔塑了一座半身铜像。
1889年适逢法国大革命100周年纪念,法国政府决定隆重庆祝,在巴黎举行一次规模空前的世界博览会,以展示工业技术和文化方面的成就,并建造一座象征法国革命和巴黎的纪念碑。
筹委会本来希望建造一所古典式的、有雕像、碑体、园林和庙堂的纪念性群体,但在700多件应征方案里,选中了桥梁工程师埃菲尔(G·Eiffel,1832-1923)的设计:一座象征机器文明、在巴黎任何角落都能望见的巨塔。
【钢铁杰作】铁塔采用交错式结构,高300米,由四条与地面成75度角的、粗大的、带有混凝土水泥台基的铁柱支撑着高耸入云的塔身,内设四部水力升降机(现为电梯)。
它使用了1500多根巨型预制梁架,250万颗铆钉,总重7000吨,由250个工人花了17个月建成,造价为740万金法郎,每隔7年油漆一次,每次用漆52吨。
法国埃菲尔铁塔简介法国巴黎是世界上最浪漫的城市之一,而埃菲尔铁塔则是这座城市的象征。
埃菲尔铁塔是一座由铁制成的结构奇特的塔,位于巴黎市区的战胜广场(Champ de Mars)上。
埃菲尔铁塔的建造始于1887年,由法国的建筑师古斯塔夫·埃菲尔设计,这座塔的设计旨在纪念法国大革命一百周年。
在建造过程中,埃菲尔铁塔曾经受到了很多反对的声音,因为当时很多人认为这座塔会破坏巴黎的美丽景观。
然而,古斯塔夫·埃菲尔坚信这座塔将成为巴黎的一座标志性建筑,最终他的想法得到了支持。
埃菲尔铁塔的高度为324米,曾经是世界上最高的建筑。
这座塔的建造过程非常艰辛,需要用到大量的钢铁和铆钉。
铁塔的外观采用了许多对称的构造,这些构造既具有美观的外观,又能够保证铁塔的稳定性。
整座铁塔分为三层,每层都有不同的观景台。
游客可以通过电梯或者楼梯来到不同的观景台,欣赏巴黎的美景。
埃菲尔铁塔的建造历时两年,于1889年正式开放。
当时,这座塔吸引了数百万游客前来观光。
如今,埃菲尔铁塔已经成为了巴黎最受欢迎的旅游景点之一,每年吸引着数百万游客前来观光。
除了作为旅游景点外,埃菲尔铁塔还有许多其他的用途。
这座塔不仅是巴黎的地标性建筑,也是法国的国宝之一。
埃菲尔铁塔曾经被用作广播电视的天线,也曾经被用作气象站和科学实验室。
如今,这座塔已经成为了巴黎的文化中心,经常举办各种展览和活动。
总之,埃菲尔铁塔是一座充满历史和文化意义的建筑,也是一座充满美丽和神奇的建筑。
它不仅代表着法国的建筑艺术,也代表着法国的文化和历史。
每年,数百万游客前来参观这座塔,感受着它的独特魅力。
如果你有机会来到巴黎,一定不要错过这座塔,它一定会给你留下深刻的印象。
埃菲尔铁塔大家好,今天我来给大家介绍一下埃菲尔铁塔。
埃菲尔铁塔是一座于1889年4月25日建成位于法国巴黎战神广场上的镂空结构铁塔,高300米,天线高24米,总高324米,为巴黎最高的建筑物。
埃菲尔铁塔得名于设计它的桥梁工程师居斯塔夫.埃菲尔。
铁塔设计新颖独特,是世界建筑史上的技术杰作,因而成为法国和巴黎的一个重要景点和突出标志。
埃菲尔铁塔建立的背景,1880年法国刚刚摆脱普法战争中的耻辱,为了显示国力,1889年5月5日至11月6日,法国巴黎将再次举办世博会,主体是庆祝法国大革命胜利100周年。
1886年5月,法国政府决定在巴黎战神广场设计一座高塔。
条件有二个:高塔能吸引参观者买票参观;世博会后能轻易拆除。
著名设计师埃菲尔的设计方案巧妙解决了这两个难题,最终建立了埃菲尔铁塔。
埃菲尔铁塔从1887年1月26日起建,分为三楼,分别在离地面57米、115米和276米处,其中一二楼设有餐厅,第三楼建有观景台,塔的四个面上,总共铭刻了72个科学家的名字,都是为了保护铁塔不被摧毁而从事研究的人们。
从塔座到塔顶共有1711级阶梯,共用去钢铁7000吨,12000个金属部件,250万只铆钉,模仿人体的骨头为建,极为壮观。
埃菲尔铁塔简单分为4个部分:广场:广场上提供了铁塔的景色,在此可以感受铁制结构的微妙细腻。
一楼:一楼上拥有为儿童设计的全新互动课程,在这里可以免费学习到铁塔的历史。
在外部走廊里有一条探索之路,其上有屏幕、触摸屏、橱窗、数码相册、物品复制品等埃菲尔铁塔的方方面面。
二楼:在二楼可以看到所有在巴黎的古迹:卢浮宫、巴黎圣母院、大皇宫等建筑。
顶层:顶层有重建的古斯塔夫·埃菲尔的办公室,办公室里留有爱迪生赠送的留声机。
塔顶设有一个全景方向标,可以看到与世界主要城市的距离。
关于这埃菲尔的建造是有一段故事的,埃菲尔铁塔是逐层搭建起来的,在第一层建好之后,第二层要和第一层衔接好才能继续施工。
所以在1888年第一层搭建好之后埃菲尔就停工了几天以便安排接下来的衔接,谁知各种谣言说埃菲尔顶不住压力自杀了,搞的埃菲尔不得不亲自出面辟谣。
巴黎埃菲尔铁塔法国的象征性建筑之一巴黎埃菲尔铁塔:法国的象征性建筑之一巴黎埃菲尔铁塔,作为法国的象征性建筑之一,是世界上最瞩目的地标之一。
它矗立于法国首都巴黎市中心,以其独特的结构和悠久的历史而闻名于世。
本文将介绍巴黎埃菲尔铁塔的设计与建造、其在历史上的重要地位以及它在人们心中的象征意义。
设计与建造巴黎埃菲尔铁塔的设计由法国工程师古斯塔夫·埃菲尔领导,建造于1887年至1889年。
这座铁塔的设计灵感来自于巴黎古代建筑与工艺品,其独特的外观给人留下了深刻印象。
铁塔采用了当时先进的铁制结构,由18,038块铁件组成,总重达10,000多吨。
铁塔总高度为330米,之所以能够屹立不倒,是因为埃菲尔工程师采用了创新的结构设计。
它被分为三个不同的部分,每个部分由许多部件组成。
铁塔底部呈矩形,随着高度的增加,逐渐过渡成为一个圆形。
这种结构设计使得铁塔在自身重力和各种外力的作用下保持稳定。
巴黎埃菲尔铁塔的结构精确而稳固,成为了一项工程奇迹。
历史地位巴黎埃菲尔铁塔作为法国的象征性建筑之一,具有重要的历史地位。
它是法国技术进步与工程创新的象征,也是巴黎的象征。
自建成以来,它已经成为法国最重要的旅游景点之一,并吸引了无数游客的目光。
铁塔在历史上曾多次被用于不同的用途。
在两次世界大战期间,铁塔被用作通信中心和观测站。
它还扮演过象征性、音乐会场所的角色,并成为了法国国庆日等重大庆典的焦点。
铁塔还为当地经济发展做出了巨大贡献,成为巴黎市最具吸引力的景点之一。
象征意义巴黎埃菲尔铁塔不仅仅是一座建筑,它在人们心中具有强烈的象征意义。
它象征着法国的工程奇迹和技术创新,代表着法国人民的智慧和努力。
在世界范围内,铁塔也成为对法国文化的象征,象征着法国的浪漫和优雅。
铁塔作为一个旅游景点,吸引了全球各地的游客。
它成为巴黎最具代表性的地标之一,每年吸引数百万人前来参观。
无论是从塔顶眺望整个巴黎市区,还是在铁塔下欣赏其壮丽的建筑结构,都能感受到其独特的魅力。
法国艾菲尔铁塔简介一、引言艾菲尔铁塔(Eiffel Tower),位于法国巴黎的香榭丽舍大街,是巴黎最著名的地标之一,也是世界上最知名的建筑之一。
建于19世纪末,是为了纪念法国大革命百年而建造的。
艾菲尔铁塔成为巴黎的象征,吸引着数百万游客前来参观。
二、建造背景2.1 法国大革命法国大革命是法国历史上的一场重要政治革命,发生于1789年至1799年期间。
大革命导致了君主制的结束,建立了法国第一共和国。
为了纪念法国大革命的百年纪念,法国政府决定兴建一座纪念性建筑物。
2.2 设计和建造艾菲尔铁塔的设计者是法国工程师居斯塔夫·艾菲尔,他在1884年赢得了竞标。
艾菲尔铁塔采用了铁材料,是一座以其结构工程和独特外观而著名的铁塔。
在建造阶段,面临了许多技术挑战,但最终于1889年完工并对公众开放。
三、建筑特点3.1 建筑结构艾菲尔铁塔的高度约为330米,共有三个观景平台。
底部是一个宽阔的基座,顶部是一个小巧精致的观景台。
整座铁塔分为四个部分,呈金字塔形状,每个部分都有其特定的功能和用途。
3.2 独特外观艾菲尔铁塔采用了格子状的结构,在当时是一种创新的建筑风格。
铁塔的外观非常独特,曲线流畅,给人以轻盈的感觉。
特别是在夜晚,艾菲尔铁塔会被灯光照亮,变得更加美丽迷人。
3.3 观景体验艾菲尔铁塔是一个理想的观景地点,游客可以搭乘电梯或爬楼梯登上观景台,欣赏到整个巴黎城市的壮丽景色。
从塔顶可以俯瞰巴黎的著名建筑和河流,景色令人惊叹。
四、艾菲尔铁塔的意义4.1 文化象征艾菲尔铁塔成为了巴黎的象征,代表了法国的魅力和创新精神。
它也是法国最受欢迎的旅游景点之一,每年吸引着成千上万的游客。
4.2 工程壮丽艾菲尔铁塔的建造过程展示了工程技术的壮丽成就。
在当时,设计和建造这样一座高度如此之高的铁塔是一项巨大的挑战,而居斯塔夫·艾菲尔成功地克服了技术难题。
4.3 重要场地艾菲尔铁塔不仅作为观光景点使用,同时也是举办各种活动的场地。
艾弗尔铁塔为什么这个形状?
让我们从小学自然开始说起
美是真实的火花——埃菲尔铁塔为什么是这个形状的?
埃菲尔铁塔是巴黎和法国的象征,可谓是家喻户晓。
那它为什么是这个形状呢?仅仅是因为好看吗?那为什么这个形状就好看呢?
抛开其它因素,仅仅从工程角度出发,为什么不是这种直筒矩形呢?当初埃菲尔是怎么考虑的呢?对于结构工程师们来说,也许一句“这是风荷载的弯矩图的形状”就够了。
但这是知乎,我的目的也是科普,所以我不会做这样的回答。
让我们从小学自然开始吧!
或许是杜撰,或许是确有其事,总之,我们都知道阿基米德老师曾经说过,“给我一个支点,我能撬动地球”。
根据杠杆原理,对于转轴点力矩平衡,假设地球的重量是50,地球那一端的杠杆长度是1,阿基米德这一端的长度是10,50乘1除10等于5,那么阿基米德只需要5的力就可以撬动地球。
我们把这个力与旋转轴心之间的垂直距离叫做力臂,也就是在上图中,地球的力臂是1,阿基米德的力臂是10。
阿基米德这边的力臂越长,所需的力就越少,如果力臂是500,那需要的力变成了50乘1除500等于0.1。
言归正传,我们把目光放到建筑上,假设我有上图这么一个建筑,最上面施加一个水平力。
我们都有推倒东西的经验,一个纸箱子,一推就倒。
那为什么涂阴影的整个三层不会绕着右下角倾倒呢?很简单,因为二层左边的柱子把它给拉住了。
按照我们刚才的绕旋转中心力矩平衡,外部施加的水平力是1,力臂L 是10,柱子把阴影部分拉住的力臂 d 是5,那么柱子的拉力就是1乘10除5等于2。
同样的道理,三层加二层合起来的阴影部分也有可能被推倒,整个这两层被一层左边的柱子给拉住了,这时候柱子拉力的力臂 d 还是5,但是水平力的力臂L 变成了20,柱子的拉力就变成了1乘20除5等于4。
整个三层楼加起来也有可能被推倒,只不过,基础的拉力把整个三层楼拉住了,这个时候,外部水平力的力臂L 变成了30,基础的拉力相应的变成了6。
同时,我们也注意到,这些阴影部分不光有可能以右下角为转动轴向上转动进而倾倒,还有可能以左下角为转动轴向下转动。
之所以
没有如此,是因为被右边的柱子给顶住了。
这个柱子的力是多少呢?跟刚才一样,力臂是5,大小是1乘10除5等于2。
对于一层、基础,同样也是如此,右边的柱子要顶住自己上面的部分,受力大小跟左边的拉力一样,分别是4和6。
也就是说,我们最终得到了这个结果。
为了抵抗房顶的这个大小为1的水平力,左边的柱子要把自己上面的部分“拉住”,右边的柱子要把自己上面的部分“顶住”,每层柱子受力的大小从上往下承线性递增,分别是2、4、6。
这就意味着,最底下的柱子要比最上面的柱子结实3倍,要么变粗,要么用更好的材料,总之,底部柱子需要承担3倍的顶部柱子的受力。
这也意味着,底部柱子的造价差不多是顶层的3倍。
那如果我不想多花这些钱呢?有没有什么办法让底部柱子受力和顶部柱子差不多呢?
我们再想一下柱子受力的大小是怎么来的?水平力1乘以水平
力的力臂L 除以柱子的力臂d,d从上到下都是5,L 从上到下从10增加到30,所以柱子的受力从2增加到6。
外部水平力1是肯定不会变的,L 从上到下不管怎么变都是10增加到30,那如果我变动d 呢?如果我把最底下的宽度d 从5增加到15,柱子的受力就变成了1乘30除15等于2。
看,不再需要能承受6的柱子了,从上到小都可以用受力能力为2的柱子,只要我们逐层改变 d 的数值。
简单说,为了抵御楼顶的这个水平力,对于每个楼层,柱子受力的大小跟楼层的宽度 d 的乘积是一个定值。
从上到下,如果 d 不变,那柱子的受力就会逐渐变大,反之,我想要柱子的受力不变,那只需要逐渐增加宽度d 的数值。
比如对于L 为20的那一层,左边是受力4乘以宽度5等于20,右边是受力2乘以宽度10也等于20;对于最底下,左边是6乘5等于30,右边是2乘15也等于30。
效果没变,但是增加了宽度,减小了受力。
看到这里,诸位看官估计已经明白了埃菲尔铁塔的原理。
那我们就把目光投向埃菲尔铁塔,假设我有一个跟埃菲尔铁塔一样高的立面矩形的塔,这个塔承受的不再是简单的最顶端为1的水平力,而是一系列风荷载的水平力。
我们都知道,越高的地方风越大,我们近似越往上风荷载越大,也就是楼层处的集中力越大。
我们假设风荷载是这样的,最下面是1,最上面是19,中间逐渐变化,虽然不准确,但是可以这样大致估算。
用上面我们的方法,最上面那个小方格是这样的,最上面两个小方格是这样的,最上面三个小方格是这样的,依次类推,直到包括到最底下的那个小方格……
左边就是每一层的计算结果,再按照我们上面增加d 从而减小受力的思路,我把最底下的d 从1增大到7.6,相应的受力从2470变为2470乘1除7.6等于325。
同样的思路,每一层都做同样的处
理,让每一层的受力都变为325。
比如,原先左边受力1196的那一层,宽度变为3.68,受力变为1196乘1除3.68等于325;原先左边受力364的那一层,宽度变为1.12,受力变为364乘1除1.12等于325。
最后,我们把我们得到的图形跟实际的埃菲尔铁塔对比一下,怎么样?基本上就是这个形状哦。
当然,还是有差距的,因为风荷载虽然是主导荷载,但也有其它因素。
同时,我们得到的图形显得有点矮胖,让某些构件受力大一些,但是让整体显得优雅美丽,这都是可以接受的。
这是当年埃菲尔公司的一张草图,虽然看上去更加复杂和详细,但基本思路和我们这个简化的分析是一样的。
如果你有兴趣自己试一下的话,可以试着偷点懒,毕竟,摁计算器挺累的,还容易摁错。
可以试着用MathCAD 或者Excel,方便快捷,工程师居家旅行之必备神器。
比如这就是我的MathCAD 计算过程。
虽然,现在看起来,这样的分析稀松平常。
就像牛顿三定律在我们今天看来就像常识一般,但在它出现的年代,却是非凡的成就。
在埃菲尔铁塔之前,几乎所有的结构设计都是凭经验拍脑袋,埃菲尔铁塔是人类首批用有根有据、完整翔实的数学分析来完成结构设计的工
程项目之一。
从这一刻起,结构工程从师傅带徒弟的手工业迈入了有着坚实数理基础的工程科学新时代。
各位看官又要问了,既然可以用增加宽度的方法来减小柱子的受力,那为什么现在的高层建筑都是直筒矩形呢?干嘛不用这种方法呢?因为地价实在是太昂贵了,宁可多花钱,也要多出面积。
同样的地盘,当然是直筒矩形出的面积多。
你逐层内收,柱子受力倒是小了,出的面积也小,这不是得不偿失嘛。
如果你观察一下东方明珠、东京塔这样的电视塔,你会发现,它们依然在用这个策略。
即使是高层建筑,同样也有采用这个策略的。
Fazlur Khan 的名作汉考克中心就是向上内收,而乔普拉老师的神作《结构动力学》封面上的泛美大厦也是一个例子。
位于旧金山的泛美金字塔,就采用了类似的策略,从上往下宽度逐渐变大。
那有没有反面例子呢?当然有了。
我又要继续黑建筑大师们了。
虽然我是柯布老师的脑残粉,我还收藏着柯布老师全集,但是,作为一个结构工程师,我不得不说,底层架空鸡腿柱是个非常糟糕的设计。
在受力最大的底层,不仅没有加大宽度,反而内收为两个鸡腿柱……这不科学啊!
回到埃菲尔铁塔这里,埃菲尔铁塔是19世纪铁结构时代的最后一抹余晖,在它之后,我们迈入了钢和混凝土的时代。
但同时,埃菲尔铁塔又是一个时代的揭幕人,它开创了精确的的结构分析的新时代,它是结构工程领域不朽的里程碑。
也许在当时,睿智的埃菲尔就已经料到了他的铁塔会成为工程科学的丰碑。
他特意在铁塔的第一平台上刻上了为工程科学作出卓越贡
献的72位法国科学家、数学家和工程师的名字,这其中包括拉格朗日、拉普拉斯、居维叶、拉瓦锡、安培、纳维叶、盖·吕萨克、柯西、菲涅尔、库仑、傅科、蒙日、泊松、傅立叶、拉扎尔·卡诺等等。
也许面对埃菲尔铁塔这样的美景,脑子里却在想它是风荷载弯矩图的形状,挺煞风景的。
但是,我坚信,美是真实的火花。
也许正是因为这些特质,才让埃菲尔铁塔如此的优雅而又迷人。