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1、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。
2、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
3、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
4、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.
5、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
6、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用造成的。他说，“尽管采取了相关维护 措施，但是当每年3、4月间，强烈的风暴将大楼摇来晃去时，总还是有许多防火 涂层脱落下来。”,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,
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