比萨斜塔

济南比萨斜塔是什么?


1. 济南比萨斜塔是一座位于中国山东省济南市的建筑物。
2. 这座建筑物被称为比萨斜塔是因为它的外观形状与意大利比萨斜塔相似,都是呈现出倾斜的外观。
3. 济南比萨斜塔是济南市的地标性建筑之一,它高约72米,是一座仿古建筑,内部设有观光平台,游客可以登上观光平台欣赏济南市区的美景。

从建筑学角度简述比萨斜塔?

进入20世纪,随着对比萨斜塔越来越精确的测量、使用各种先进设备对地基土层进行的深入勘测,以及对历史档案的研究,一些事实逐渐浮出水面:比萨斜塔在最初的设计中本应是垂直的建筑,但是在建造初期就开始偏离了正确位置。

比萨斜塔位于意大利的比萨小镇,是一座由白色云石建成的古塔。该塔发生倾斜但斜而不倒,比萨斜塔因此远近闻名。

比萨斜塔
(图片来源网络,侵删)

比萨斜塔建于1173年,塔高79尺,自建成以后曾发生多次倾斜,常人只凭眼睛也能察觉。意大利科学家伽利略曾在斜塔的顶层做过自由落体运动的实验,开创了实验物理的新时代,斜塔也因而更加闻名遐迩。意大利政府曾想尽办法制止古塔的继续倾斜,但到目前为止未能成功。

比萨斜塔附近建有教堂,供教友进内朝拜。钟楼始建于1173年,设计为垂直建造,但是在工程开始后不久(1178),便由于地基不均匀和土层松软而倾斜,1372年完工,塔身倾斜向东南。比萨斜塔是比萨城的标志,1987年它和相邻的大教堂、洗礼堂、墓园一起因其对11世纪至14世纪意大利建筑艺术的巨大影响,而被联合国教育科学文化组织评选为世界遗产。

比萨斜塔从地基到塔顶高58.36米,从地面到塔顶高55米,钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米,在塔顶宽2.48米,总重约14453吨,重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米,对地面的平均压强为497千帕.倾斜约10%,即5.5度,偏离地基外沿2.3米,顶层突出4.5米。

比萨斜塔
(图片来源网络,侵删)

比萨斜塔什么形状?

圆柱形的。

比萨斜塔毫无疑问是建筑史上的一座重要建筑。在发生严重的倾斜之前,它大胆的圆形建筑设计已经向世人展现了它的独创性。

虽然在更早年代的意大利钟楼中,采用圆形地基的设计并不少见,类似的例子可以在拉文纳、托斯卡纳和翁布里亚找到,但是,比萨钟楼被认为是独立于这些原型,在更大程度上,它是在借鉴前人建筑经验的基础上,独立设计并对圆形建筑加以了发展,形成了独特的比萨风格。

比萨斜塔
(图片来源网络,侵删)

比如,钟楼的圆形设计被认为是为了同一旁的大教堂建筑形成反射而相对应,因此有意地模仿教堂半圆形后殿的曲线设计。

比萨斜塔为什么倾斜了几百年都不倒?这符合力学原理吗?

不管怎么分析很多都是臆想的,设计师最初并不想让它倾斜。由于多次地震,加强塔的基础部分地质结构,一直不断倾斜幅度加大,工程师们不断加固修复。归根结底塔的重心始终保持在塔内才没坍塌。

1、受力分析

如下图。斜塔受重力,以及地面的约束力。斜塔的地基是插入地面的,周围土壤对地基有四面八方的约束力,如红色部分。这些四面八方的力,可以等效为水平方向和竖直方向力的分量,以及一个力矩。

从力学上来讲,只要固定端(即插入地面端)的约束力足够,即使斜塔90°也不会倒下来。力学上,水平状态的,我们叫它悬臂梁。假设斜塔90°,就类似于悬臂梁。

正如前面所说,只要约束力足够,斜塔自身强度足够,斜塔成水平,也不会倒。那么斜塔倒塌到底取决于什么?

取决于固定端约束力!也就是地基周围的土壤对地基的作用力。地基越深,作用力越大,也就越不容易倒。如果地基深度给定,那么就取决于土壤的性质。显然沙土更加容易倒。把土壤尽量压实,就不容易倒了。

斜塔本身材质决定了斜塔塌不塌。对于这种一段固定的结构,固定端承受着较大的弯矩。具体表现是一侧受拉,一侧受压。通常材料都是抗压不抗拉,所以斜塔受拉的一侧比较容易发生拉伸破坏。当然,当前斜塔并不是很倾斜,受拉一侧的应力没有达到材料的承受极限。

谢谢诚邀!谨以分享个人观点,勿喜勿喷!记得小时候看杂技时,表演者在额头垫一块手帕,顶起三四张椅子灵活自如且不倒。联系起比萨斜塔不倒的原因是不是与塔底部地质构造、土壤硬度正好形成了个天然的几何形重力支撑有关呢?


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