现代建筑中的物理知识.ppt

现代建筑中的物理知识 组员 翁金飞莫伦翔指导老师 粟峻青 课题研究过程 1 准备我们先讨论课题的研究方向 提出几个主要研究的问题 经过讨论 我们决定从建筑的造型和结构方面研究 2 查找资料我们到图书馆查阅有关书籍 对建筑的造型和结构方面有了大概的认识 摘取了一些资料 并同时记录了一些问题 我们利用周末时间到书店翻阅了更多的有关书籍 阅读了更丰富的资料 摘取的一些资料 但还不够 我们又利用电脑课 电子阅览室开放及回家时间上网搜集资料 使自己的知识面大大扩大 3 整理资料我们把在录下来的资料归类 转载 最后统计起来 建筑的概念 从狭义来理解 建筑主要是研究建筑类型的建筑设计 然而建筑作为一件艺术品 其高度在现今世界已超过100层 跨度已超过200米 这不能不说是人间的奇迹 而这种奇迹必然与材料 结构有着密切的联系 不同的建筑需要不同的材料和结构 不同的材料也能建造出不同效果的建筑形象 超高层建筑或摩天大楼需要用钢结构和钢筋混凝土结构来建造 随着当代建筑功能的日益复杂 结构的日新月益 对施工与设备的要求也不断提高 来保证房屋建筑的稳固 以及高层建筑的防风 抗震 防水等等的问题 现代建筑中的物理知识 外部构造 蘑菇形 随着社会的发展 用地需求增加 地价昂贵 最大限度地节省建筑的用地面积已成为建筑业发展的趋向 蘑菇形建筑应运而生 蘑菇形建筑就是指上部大 下部小的建筑物 这样就能减少建筑占地面积 但是因为建筑物的上部大 下部小 较小的下部要支撑起上部的巨大重量 因此这种建筑物对钢材等支柱材料的强度有很高的要求 一般下部的实用面积可能会较少 图例 附 金属的硬度 以金刚石的硬度为10作标准 拱形 把10千克的力分解成无数对大小相等的分力 随着分力的夹角从0度增大到180度 每个分力的大小就由5千克一直增大到无穷大 建筑中 压在拱门或拱桥中心的那块石头上的墙的重量或人的重量 都按平形四边形法则分解成两个力 这两个力又被相邻的阻力平衡了 因此 拱门或拱桥不会被加在上面的重物压坏 吊起来的建筑 由于建筑被吊了起来 占用地面的就只有支柱的面积 因此也能节省不少的占地面积 这种建筑还有一优点 就是能节省大量的钢材 原理很简单 如果我们要提起一桶水 则只需一根细小的钢筋 但如果要用钢筋支撑起同样的一桶水 那这根钢筋就要比前者粗好几倍才能胜任 但这种建筑也有一些缺点 大家都知道 吊起来的东西很容易摇晃 因此它难以与强风抗衡 而且它和常规的建筑在建筑方式上也有很大区别 常规的建筑是从地面一层层往上建的 而它是先在地面建好几层 再用吊机吊上去的 这也给施工带来了很大的难度 钢结构 这主要是适应现代建筑对线条美的追求 现代建筑中的物理知识 外部构造 内部材料 混凝土对钢铁材料的要求 1 适当的延性 延性是指物体可以拉成细丝而不断裂的性质 延性不能过高 过高会影钢铁的展性 2 适当的展性 展性是指物体可以压成片状而不断裂的性质 同样 展性也不能太高 3 一定的强度 钢铁的强度是由钢铁的含碳量决定的 强度太高的钢铁很脆弱 建筑物对金属材料也有严格要求 1 适当的强度和延性 和钢筋一样 为了支撑起庞大的建筑物和抵抗可能遇到的恶劣天气 金属材料必须具有一定的强度和延性 2 具有高熔点 这是为了应付抗火的需要 虽然金属材料表面已涂上防火材料 但由于大风以及电梯钢缆对房梁的摩擦作用和其它原因 表面的防火涂层很容易脱落 案例以上两点都很重要 缺一不可 专家分析纽约世贸中心大楼坍塌原因专家也指出 他们通过观看大楼倒塌的录像认为 虽然飞机冲撞对大楼确实造成了一定的破坏 但随后燃起的大火才是造成楼房倒塌的直接原因 科罗拉多一所大学的土木工程教授黑曼 布朗也认为 冉冉烈火使得大楼的钢铁支架熔化 最终导致大楼失去支撑而轰然倒塌 他说 即便是飞机猛烈撞向大楼 它也不至于倒塌 不过 飞机上载有数量巨大的燃油 燃起的大火使得楼墙中的钢筋熔化了 港务局官员艾伦 雷斯表示 防火材料从建筑材料上脱落并非施工质量问题 而是由大风以及电梯钢缆对房梁的摩擦作