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一二七 稳定性设计第(2/2)页
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考虑到唐宋之际的技术水平,面对大跨度,他们有什么办法呢?一个就是赵州桥为代表的石拱。一个就是汴河上的拼接木拱。

    据考证石拱的跨度是37.2米,汴河桥的拼接木拱是差不多20米。为了降低施工难度,李治还是决定使用难度较低的拼接木拱。因为,架桥还好说,一端在平地上,一端在河面上,不用多高。可是给大礼堂架拱梁,那可是在五丈高(十五米)的柱子顶上,那可是五六层楼的高度。而拱的最高处近三十米高。不说别的,光施工阶段的脚手架就是一个很大的问题。

    要说简单粗暴的方法也有,那就是堆一堆夯土上去,修完了再拉走就是了。但那样也太浪费人力,时间和材料了。有金手指,当然要用更先进的办法。

    搭脚手架的时候,就要涉及到细长压杆件的受力问题了。李治从库房里挑选了一批毛竹,还有一批粗二十公分,的杉木来首先准备搭脚手架。为了减轻载重,毛竹作为斜撑和非关键部分的受力。二十公分粗的杉木,作为主支撑。

    作为脚手架,杉木的上下两端只能简单固定,下端可以“固定”,上面只能算“zìyóu”。考虑到搭建桁架拱所需要的负载,如果使用六米长的杉木搭建四层高的脚手架,那么每一根杉木的临界负载只有:538公斤。不到一千唐斤。

    注:计算使用数据列表如下。

    木材的弹xìng模量E=10GPa,屈服强度30MPa.

    直径0.2米,圆形;惯xìng矩I=pi×D4/64=7.854e-5

    长l=6米,一段固定一段zìyóu的调整系数是2

    临界力=欧拉公式pi2EI/2=5382N,也就是才500公斤的样子。这个柱子用来支撑房子,当然是肯定不靠谱的。

    比较一下,如果单纯计算材料屈服强度,这个木材受拉力和压力的数据则是942kN,差不多90吨。这个差别可以说是天差地远。

    有没有办法提高这跟棍子的载荷能力呢?有,你把它切成长度较小的一段一段,就可以支撑起90吨的重量了。所以从这个角度看,古代人使用木材xìng能的效率,是非常低下的。
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