拱形物體最能承受外來壓力的性質(zhì)如何應(yīng)用？

我們的祖先很早就發(fā)現(xiàn)了拱形物體最能承受外來壓力的這一性質(zhì)，并且把它運用到建筑上去，創(chuàng)造了舉世聞名的筑拱技術(shù)。最古老、最杰出的拱形建筑物是我國的趙州橋。隋朝石匠李春，于公元616年在河北趙縣城南洨河上，修筑了一座弧形的石橋，猶如跨在河上的長虹。在漫長的1300多年的歲月里，趙州橋經(jīng)受了地震的搖撼，洪水的沖擊，車馬的壓扎，仍然屹立在洨河之上。趙州橋不但有個弧形的大拱，而且在橋肩上還有4個小洪。當(dāng)山洪暴發(fā)時，小拱可以把洪水泄走。趙州橋堅固耐久的秘密正在拱上?，F(xiàn)在，建筑工程技術(shù)人員繼承并發(fā)展了拱橋建筑的傳統(tǒng)，創(chuàng)造了雙曲拱橋。雙曲拱橋的外形同一般的空腹拱橋看上去沒有什么區(qū)別，但是站在橋下一看，就會發(fā)現(xiàn)它的肚皮是凹的，其拱中有拱。南京長江大橋的公路引橋就是這種雙曲拱橋。科技工作者們還根據(jù)物體形狀影響著它承受外力的原理，設(shè)計生產(chǎn)出不同形狀的鋼鐵。如塔式起重機、油田上的鉆探井架，它們上邊的鋼材都是V形或L形，這種折起來的鋼鐵，就是大力士的骨骼——角鋼。把兩個L形鋼材組合在一起，就可以形成槽鋼。槽鋼是構(gòu)成鐵橋、汽車、拖拉機和一般機器的底架必不可少的。還有，火車輪下的工字型鋼軌，就是把兩個槽鋼背對背組合起來的?；疖囀莻€龐然大物，鋼軌的頂面必須有一定的寬度和厚度來承受壓力。為了使鋼軌穩(wěn)定，鋼軌的底面也應(yīng)當(dāng)有一定的寬度；另外，火車的鐵輪上還有一個伸長的邊，為了讓帶邊的車輪正常轉(zhuǎn)動，鋼軌還要有一定的高度。只有工字型鋼材能滿足這3個條件，而且最節(jié)省鋼材。此外，還有一種丁字鋼，又叫T型鋼，也可以把它看成是兩個角鋼背對背結(jié)合到一起的。
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