一本书的读后感(二)

入得谷来,祸福自求。
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洛洛
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一本书的读后感(二)

Post by 洛洛 » 2004-10-20 6:42

这一篇还是看《WHY BUILDINGS STAND UP》讲高楼大厦,还有一点儿相关知识。

引子. 电梯

就算是最笨的人,也不会想象盖一座极高的楼,然后――天天爬上去吧。因此人类虽然早已有巴比伦塔的欲望,但是也只是塔而已。谁也不会天天到塔里上班,开会,泡网的。(顺便说一句,我爬有名的开封铁塔的时候,最后竟然挺害怕的,楼梯既陡且窄,连我这样的小个子都觉得难以容身,前后人一堵住就是逃生无门,真不知道古人干吗那么好心思给自己找罪受)因此,高层建筑的发展,是以电梯的发明为前提的。

读后感一里已经提到了,我们现代用的电梯,是牛人Otis在1857年发明的。(再打岔,美国的老牌真多啊,比如carrier空调,从第一台空调起家一直卖到现在,人家意志也真够坚定的)因此,1883年,芝加哥工程师Willaim Lebaron Jenney设计并建造了第一座全钢构架建筑,the Home Insurance Building

一 材料

很多科学研究发展一日千里,但这话始终不适用于建筑学。这是门脚踏实地的科学,爱迪生的试验最多先烧掉他自己的实验室,建筑结构的创新则可能以数千人的生命为代价。直到今天为止,建筑材料除了钢材和钢筋混凝土以外,其余的材料都和数千年我们的祖先使用的非常类似。比如木材,石材,砖头......(很失望吧)而且高度和跨度上其实也没多大进步,美国最高的建筑,芝加哥的西尔斯大厦只是埃及Cheops金字塔的3倍高度,最大跨度的建筑Louisiana Superdome只是罗马诸神殿的4.5倍。(这本书写在1990年,那时候作者老头对我们的金茂大厦以及中国人民对摩天高楼的极大热情还认识不足...)

那么进步在哪儿呢?我们现在的建筑,又轻又便宜。大大节省了劳动力和劳动成本。圣彼得教堂的园顶每平方英尺重450磅,而现在技术只需90磅。希腊神殿的一根柱子折合200万美元(我的建筑史老师语),今天谁还会花这钱去做一根柱子?当然了,暴君专制政权是最有效率的政体,一声令下,万里长城啦金字塔啦都建起来了,给我们后人仰慕不已。

考虑好材料,有三个指标:强度,弹性和塑性。强度很好理解,后两者的意思就是这材料在强力下既不能容易变形(不然整幢建筑动不动就走形了),也不能完全不变形(一定程度的变形是危险警告的预兆,总比外表看着好好的突然之间就垮掉好吧)。材料的弹性是由英国科学家罗伯特.胡克发现的,他还很拽的用个拉丁名词ceiiinossstuu来表达,其实不就是用弹簧实验出来的嘛。

二 钢结构和风力

高层建筑和钢材的技术创新关系密不可分。其实要盖高楼,用混凝土啦砖头啦也可以,但是后者有一个致命弱点。它抗压性能(compression)非常的好,一根混凝土柱子,如果只需承受它本身的重力,可以高达4000米。但是,它的抗拉性能(tension)很差很差。而高层建筑,除了建筑本身的重力需要垂直传到地面上去,还有一个关键的水平力:风力和地震(地震也是水平方向的)。

风荷载对高层建筑是致命的因素,越高的建筑,所承受的风力是平方级上升的(因为要考虑受力面积呀)比如西尔斯大厦是woolworth building的两倍高度,它所承受的风力就是后者的四倍。建筑在风力作用下,就好像一个倒着的钟摆,越接近顶端,摆动的幅度越大。一般的规范是顶端摆动幅度不许超过高度的1/500,因此,比如说一百层高的大厦,300米高度,顶楼的摆动幅度不超过0.6米就好了。(坐在顶楼办公的老总表觉得晕哦)

为了抵抗风力,早期的摩天大楼用很密的柱子和很深的梁来加强,外面包以厚重的砖墙。而后期的结构工程师发现了“X”型构架可以极有效的加强建筑的坚固程度,因此外墙就不需要那么厚重了――在喷泉头里,明明建筑的结构是钢构架,却以花岗岩做外墙,以便仿照早期石材建筑。这就是对建筑的不诚实啦。而另一派人,则觉得本身的结构也很美,很多流派之争就此在上世纪初展开。An emphasis on importance of structure and a feeling for its aestheit value is at the basis of this architectural innovation.

这其中比较有名的是芝加哥的John Hancock Insurance Company Building,100层高。这种X构架的建筑可以非常的节省钢材,它每平方英尺用了29.7磅钢材,而帝国大厦则是42.2磅。因此深得资本家的欢心。

图:John Hancock Building,注意看它巨大的X支撑,这大厦的出租代理非常精明,他把有X挡住景观的房间作为“身分象征”来出租,租金反而提高了......

高层建筑是永远也说不完的话题,目前亚洲土地上你追我赶热火朝天的进行着高层竞赛(倒多是美国的事务所设计的)继吉隆坡的双塔,上海的金茂,2004年是台北的101(我觉得很难看,就不贴图了)下一站会是哪里呢?

THE END 8)

豪情
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Post by 豪情 » 2004-10-20 11:46

也不能完全不变形(一定程度的变形是危险警告的预兆,总比外表看着好好的突然之间就垮掉好吧)。
我很好奇地说, 弹性变形是不是也有助于卸去外力呢. 比如木结构的房子, 钢结构的太空针, 还有我们这里高楼地里埋的用让建筑摆动的大钢球. 地震的时候, 摇摆变形得最厉害的高层建筑反而是最安全的.

洛洛
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Post by 洛洛 » 2004-10-20 12:09

让建筑摆动的大钢球一般用弹簧固定住,(也有用在屋顶的),房屋摆动的时候,它就向相反的方向作用,把水平力量消弭了。如果是同一方向,就跟过桥时操兵加强了桥的共振一样,反而促使建筑的坍塌。

helenClaire
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Post by helenClaire » 2004-10-20 12:12

摩天大楼的地基有什么特别的讲究么? :roll:

洛洛
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Post by 洛洛 » 2004-10-20 12:46

其实豪情说的大钢球埋在地下的我也没见过(要是我做的东西能那么得上台面,那这篇就不叫一本书的读后感,改成老子的工程百科好了),建筑就好像大树一样,根基肯定是稳固的,越到上面越动摇的厉害,所以一般是在屋顶加重物阻消水平荷载,地基只要承受垂直荷载(主要就是建筑的重力)就好了。
咦海伦你不用那个签名档了,我还很喜欢呢,那我看看左右,就捡起来用啦。

豪情
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Post by 豪情 » 2004-10-20 12:51

那我来吹嘘一下, 我常常经过一个正在挖的地基, 有多深呢, 已经有两起掉下去摔成重伤的事故了.
上次6.X级地震那些大楼摆得可厉害了, 太空针就是上下左右跳舞, 还有许多人在楼顶餐厅或观光电梯里. 啥事也没有. 还有人吃饱饭没事做地说如果他在电梯里就好了, 正好向女朋友告白.
谁道闲情抛掷久?每到春来,惆怅还依旧。

Knowing
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Post by Knowing » 2004-10-20 12:55

豪情 wrote:那我来吹嘘一下, 我常常经过一个正在挖的地基, 有多深呢, 已经有两起掉下去摔成重伤的事故了.
You are kidding me :lol: :lol:
有事找我请发站内消息

豪情
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Post by 豪情 » 2004-10-20 13:51

安钢球应该是结构工程师的事吧? 洛洛是建筑师, 应该只管艺术设计?
谁道闲情抛掷久?每到春来,惆怅还依旧。

helenClaire
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Post by helenClaire » 2004-10-20 13:53

在喷泉头里,明明建筑的结构是钢构架,却以花岗岩做外墙,以便仿照早期石材建筑。这就是对建筑的不诚实啦。
不懂,好象为integrity而integrity似的。
这本小说我也没读完,作者说她要塑造一个"Ideal Man",很引不起我的兴趣。

dropby
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Post by dropby » 2004-10-20 14:49

豪情 wrote:安钢球应该是结构工程师的事吧? 洛洛是建筑师, 应该只管艺术设计?
建筑师和结构工程师的分工是什么? 好象建筑师不懂结构工程也是不行的.

M&M
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Post by M&M » 2004-10-26 15:53

:shock:

silkworm
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Post by silkworm » 2004-10-27 10:44

洛洛 wrote:其实豪情说的大钢球埋在地下的我也没见过
我看过一个纪录片,讲“台北101”的设计建造,他们好象是设计把大钢球安在距顶层三分之一的地方,围着钢球造一个环形餐厅,隔着玻璃幕墙可以看见钢球。

啫哩
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Post by 啫哩 » 2004-10-27 12:46

蚕说的那个节目我也见过,还连带说了东京的大楼们.看着那么大的钢球摆来摆去,刚开始还觉得有趣,后来仔细想想,真担心那根受力杆要是哪天断了,那大球从半空中下坠,想想都发麻.

洛洛
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Post by 洛洛 » 2004-10-27 13:57

大概比电梯坠下的机率还小一点。
不过豪情我想了想还是说,你见的那个很深的地基倒不奇怪,地基和大楼高度有一个计算公式的(基本是线性正比),一般十多层的大楼地基就能摔死人了。两起重伤事故只能说那个施工现场管理不善。
混坛上另一颗新星
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CAVA
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Post by CAVA » 2004-10-27 14:03

昨天电视报导说,机场地面上飞机相撞的几率有可能超过空中的,因为飞机在航行时有自动防撞装置,在地面就得靠air traffic control人工指挥。但无论如何坐飞机都比在公路上开车安全。:shock:

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