結構與穩定性
虎丘塔是全國重點文物保護單位。虎丘塔高47。7米,比意大利比薩斜塔矮6米;塔尖偏離中心2。34米,是比薩塔的一半;虎丘塔建于961年,比比薩塔早完工390年。請大家注意右側塔身呈弧型曲線。因此,由此推測,和意大利比薩塔一樣,虎丘塔在建塔時就開始傾斜。最后一層塔似乎偏向左邊,這是因為1638年遭雷擊失火燒毀,重建時為改變重心、糾正傾斜的結果。
我們知道,與虎丘塔同期的杭州雷峰塔在三十年代倒塌。到五十年代,虎丘塔岌岌可危,不僅傾斜嚴重,而且周身裂縫遍布,最寬處達80厘米。1956年采用鐵箍噴漿法,如箍桶一般,每層塔內用鋼筋箍起來,地基灌澆水泥,有效地消除了裂縫。關于56年修塔,有一段有趣的歷史。當年開會討論修塔方案時,有一老工人坐在墻角微微地笑,主持會議的人見他胸有成竹的樣子,便請他發言。老工人再三推辭后,終于提出了箍桶匠修桶的原理和方案,引起全場哄堂大笑。此事便擱淺。不久,來了一位蘇聯專家。看完虎丘塔下山路上,陪同人員講了上面這段故事,蘇聯專家十分感興趣,重又上山,于是外國專家發的話,便開始具體制定修塔方案。
1981年開始用五年時間加固地基。在塔基下人工打44個孔,灌鋼筋水泥,在44個樁下做水泥殼體,地下防水,更換部分磚體,制止了塔身的繼續傾斜。
[學生分組討論]:為什么傾斜而不倒塌?(其重心向地面引垂線仍舊落在底座范圍內)
補充:比薩斜塔
結構重心的位置:結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍內,落在就是穩定的,沒有就是不穩定的。
[小試驗]:(1)請學生用桌上的空礦泉水瓶子做各種穩定試驗。
(2)用積木疊出不同的結構,分析不同結構的穩定性。在動手實驗中得出結論:結構的穩定性還與結構的形狀有關。
[練習]:(1)在擁擠的公共汽車上已沒有座位,你必須站著,而扶手你讓給了旁邊的老人,你在公共汽車上要如何才能保持自己的沒摔倒?
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