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坚固的拱形

2018-01-10舒乐乐

数学大王·低年级 2018年12期
关键词:悉尼歌剧院拱顶哥特

舒乐乐

生活中我们能见到很多桥,其中最典型的就是拱桥。为什么很多桥都设计成拱形呢?这个看起来很简单的形状有怎样的奥秘呢?

位于河北省的赵州桥在拱桥界可是鼎鼎大名,它修建于1400多年前,是世界上现存最古老的石拱桥。这说明我们的祖先很早就认识到了拱形的奥秘。拱形在承受压力时,会把压力从顶点传到两端,可以很好地分散压力,所以拱形的桥更加坚固耐用。

除了桥梁,拱形还被运用到了很多建筑中。比如法国巴黎的凯旋门是现今世界上最大的半圆形拱门,半圆形拱门显得雄伟而威严。

欧洲的哥特建筑则喜欢使用尖形的拱,尖尖的拱顶让建筑高度更高、光照更好、空间更大。尖拱顶使哥特建筑修长高耸,有一种神秘、崇高的氛围。

拱形不但可以承受很大的压力,而且下方中空,可以创造出较大的空间。隧道就利用了拱形的这一特点。不管是贯穿高山的火车隧道还是海洋馆里的玻璃隧道,它们上方都承受了巨大的压力,但火车和游客在隧道中仍然很安全。

鸡蛋也是一种特殊的拱形结构,当受到外部压力时可以把力平均分散到蛋壳的其他部分。所以鸡蛋壳虽然很薄很脆,但却非常抗压,很难用手握碎。

雞蛋壳的这种特点也被聪明的建筑师应用到了建筑中。澳大利亚的悉尼歌剧院就是模仿鸡蛋壳的结构设计的。不过悉尼歌剧院的外形看起来并不是典型的拱形,更像蓝色大海上扬起的一面面白色船帆。

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