第一章 結構與設計 第三課時 結構強度的分析
[引導學生得出結論]:重心的高低影響結構的穩(wěn)定性。重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn)定性越差。
b.以前的農(nóng)作物個子高,遭遇暴風驟雨容易傾覆,造成減產(chǎn);現(xiàn)在的農(nóng)作物普遍個子矮。就是利用了重心低結構穩(wěn)定的原理。
c.屏幕顯示比薩斜塔的圖片,比薩斜塔為什么不倒塌?(簡單介紹比薩斜塔。)
比薩斜塔(campanile di pisa)其實是比薩教堂(duomo)的一部份,整座教堂建筑分為主教堂、洗禮堂與鐘樓三大部份。主教堂采用了拉丁十字架式,有些設計高雅別致的柱子作裝飾;教堂的正面是洗禮堂,緊接著教堂而興建;在后方有一羅馬式的建筑,其圓頂部份是在百多年后才興建的,采歌德式的設計,像是一個圓球上的圓錐體,十分獨特。
據(jù)說,大約在10紀,比薩王國打了一次勝仗,掠獲了大批財寶。為了炫耀功績,大公決定建筑一座大教堂,在教堂旁邊修一個鐘塔。鐘塔建到三層時就發(fā)現(xiàn)向南傾斜,被迫停工。94年之后,比薩人建塔之心不死,找來著名工程師皮薩諾反復測量,證實此塔雖斜,但無倒塌之虞;便又繼續(xù)修建并把每層南面的柱子略微加高一點。比薩斜塔離大教堂20多米,本是大教堂的鐘樓,外觀呈圓柱形,是由白色大理石砌成。
據(jù)說比薩斜塔是用比薩艦隊運來的六艘戰(zhàn)利品建成的。根據(jù)塔基上的碑文記載,它從1174年始建,1350年竣工,經(jīng)歷了176年。但由于塔身過重,地質松軟,因此塔身仍以每年1.25毫米的速度向南傾斜。到1999年1月,塔頂比中軸線偏斜已達4.8米。意大利當局為了拯救斜塔,已向全世界廣泛征求保護方案,同時在塔的北側加壓了830噸的鉛塊,并在塔身的三分之一處加了一圈銅纜,向北牽拉固定。不過斜有斜的好處,每天為“斜”而來的參觀者多達10余萬人,扔下大把大把的銀子。如果它是一座正塔,比薩就不會有今天的風光,也就不會有這么多便宜可占了。
比薩斜塔高54.5米,直徑16米,重約1.4萬噸。斜塔共有八層,除底層和頂層有所不同外,其余六層結構完全一樣。斜塔底層有15根圓柱,中間六層各有31根圓柱,頂層12根。沿石柱有寬4米的環(huán)行走道。斜塔每層都有拱門,總共有213個,斜塔底層墻壁上刻有浮雕,頂層有鐘亭。塔內有螺旋臺階294級,供游人登塔,遠眺全城風光。
比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡。由于塔身壓力過重和地質松軟,南面的地基比北面約低2米。在施工期間塔身既出現(xiàn)輕微傾斜,隨著工程的進度,傾斜度不斷增加。到塔身建到第三層時,可明顯看出傾斜,曾一度停工。一百多年以后,經(jīng)工程師托馬索·皮薩諾精心測量和計算,證明比薩斜塔雖傾斜,但不會倒塌,使工程繼續(xù)按原設計繼續(xù)施工,直到竣工。
比薩斜塔位于意大利中部比薩古城內的教堂廣場上,是一組古羅馬建筑群中的鐘樓,這座堪稱世界建筑史奇跡的斜塔,不僅以它“斜而不倒”聞名天下,還因為1590年,意大利的偉大科學家伽俐略,曾在斜塔的頂層做過自由落體運動的實驗,讓兩個重量相差10倍的鐵球,同時從塔頂落下,結果,兩球同時著地,一舉推翻了束縛人們思想近xx年的希臘著名學者亞里士多德關于重量不同的物體其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代,被人們稱為“近代科學之父”,而他用來做實驗的斜塔也因而更加遐邇聞名。