作业帮1竹子为什么又细又高而不倒?又有很多节,它的优点应用到土木工程高层建筑有何启发?2钢管柱的优点,硬性?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/07 11:26:14
1竹子为什么又细又高而不倒?又有很多节,它的优点应用到土木工程高层建筑有何启发?2钢管柱的优点,硬性?
1竹子为什么又细又高而不倒?又有很多节,它的优点应用到土木工程高层建筑有何启发?2钢管柱的优点,硬性?
1竹子为什么又细又高而不倒?又有很多节,它的优点应用到土木工程高层建筑有何启发?2钢管柱的优点,硬性?
竹子的茎杆每隔一段就会长有竹节的这种特别结构,从力学角度考虑,每个竹节相当于一个横向抗扭箱,抵抗水平方向上的扭矩,同时能大大提高竹子横向抗挤压和抗剪切的能力.竹子在风载作用下各段抵抗弯曲变形能力基本相同,相当于一种阶梯状变截面杆,是一种近似的“等强度杆”.而其下粗上细的特点也刚好适应于下部弯矩大、上部弯矩小的需要.所以其在风雨中也不会折断受损.
我们可以这样想象,竹的纤维相当于混泥土中的钢筋,其他木质部相当于混泥土.这样可以将竹子的结构仿生到建筑混泥土结构.
竹子的这种结构是良好的力学模型,人们引用仿生学原理,将这种结构应用于高层建筑设计.这种结构的高层建筑稳定性强,抗风能力和抵抗地震横波的冲击能力较好.
随着现代建设的飞速发展,建设用地越来越紧张.为了在较小的土地范围内建造更多的建筑面积,建筑物不得不向高层发展.但是在高层建筑,特别是超高层建筑的设计中人们遇到了各种各样的问题.其中主要一点就是高空强风引起建筑物的摇晃,特别是强台风地区,更为严重.如“台北101”,其采用的就是设置“协调质块阻尼器”的方法.
又如马来西亚槟城88层的云顶大厦,当今世界有名的高层建筑之一,高达452m,是一个典型的“仿竹”杰作.它底部宽大,到一定的高度就变细一节,是一种阶梯状等强度管状结构.正由于它具有合理的力学结构,才被大胆地建在一个多台风的海边城市.
竹子多生长在河边,河边多为砂性土.那么竹子为何能完好地在那里成长,而不会被河边的大风吹倒,甚至洪水冲走呢?其实它的根系也很特别,仔细观察,我们可以发现其根有的在土中,有的露在上面.和茎杆一样,竹的根也有分节（原因和作用现在还不清楚）它的须根系分布很有特点.这样就使得其根部更牢固.我们可以把这点利用仿生学原理,应用到建筑基础的设计和处理中.
正是因为有哪么多节，就像箍筋一样
竹子本身有很多纤维，又有竹节这样的构造，相当于每一段都是一个刚性体，在加上纤维的穿针引线，高层的稳定性就出来了！