【土木工程】比萨斜塔为什么不会倒

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精华笔记

现代建筑的形状多种多样，可以造出很多奇形怪状的建筑。这背后的科学理论叫结构力学，结构力学让建筑师的艺术追求成为可能。

一、静力学

1. 建筑中的任何部件必须在各个方向上受力平衡，也就是水平方向上的受力必须综合为零，垂直方向上的受力也必须综合为零；

2. 即便一根歪着的柱子，也需要静力平衡，否则这跟柱子不会稳定；

| 比萨斜塔

3. 受力平衡之后要保证每个 建筑部件的总应力所产生的应变不能超过其形变的极限，否则就有崩坏的危险；

4. 受力平衡的分析有整体法和分割法。整体法将大部件作为整体做受力分析，分割法则被用于小部件的受力分析。

二、力矩平衡

1. 除了力的平衡以外，所有的建筑部件还必须保持力矩平衡。受力平衡保证部件不会平动，力矩平衡保证部件不会转动；

2. 力矩等于力乘以力臂。一根受力平衡的木棍，由于两端的作用力可能是垂直于木棍的，这就会让木棍开始旋转。因此，所有建筑部件的受力分析，必须使其达到静力平衡和力矩平衡两个条件；

3. 在力矩平衡的情况下，要分析部件所受的综合扭力，保证切向形变不会超过能承受的范围。通常情况下，力学分析师要保证所有的形变范围都在一个安全的值以内。

三、结构断裂

1. 结构断裂与疲劳理论是在做完静力和力矩平衡之后，需要考虑的事情；

2. 混凝土在热胀冷缩的情况下，内部会出现裂痕，裂痕的大小直接决定了房屋是否会有系统性风险；

| 混凝土断裂

3. 材料断裂与材料形变的计算，也都要在整栋建筑的可接受范围内。