“云中牧女”背后的故事

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1、“云中牧女”背后的故事“云中牧女”背后的故事——走进埃菲尔铁塔学生姓名胡铁峥学　　号110334104专　　业城市规划班　　级城市规划11指导教师曾洪立2012年12月20日“云中牧女”背后的故事“云中牧女”背后的故事——走进埃菲尔铁塔城市规划11胡铁峥指导教师曾洪立摘要本文介绍了埃菲尔铁塔的基本情况，从竖向荷载和水平荷载两个方面讨论了它的受力结构，以及结构形式的特点。文中最后说到了设计者居斯塔夫·埃菲尔坚持自己的观念毫不动摇最终建成了为世人所称道的传世经典。关键词：埃菲尔铁塔，受力结构，结构形式

2、“云中牧女”背后的故事纵观整个人类的建筑史，无论是古代希腊时期，还是古代中国时期，无论是群星璀璨的文艺复兴时期，还是建筑发展缓慢的二战时期，甚至到了工业革命时期之后，人类的生产力大大提高，在以上所有的时期内，都出现过好的坏的各式各样的建筑以及建筑形式。有些如昙花一现，有些干脆就被扼杀在襁褓之中，也有的是从诞生开始就被世人所青睐。也有的是建造过程中饱受诟病，但是建成之后却为世人所称道。比如世界上最著名的高塔，法兰西民族的“铁娘子”——埃菲尔铁塔。如果现在提到了埃菲尔铁塔，我现在没有人会说不喜欢，全世

3、界的男男女女都向往着有一天可以走进世界著名的浪漫圣地巴黎，在那秀美与力量并重的“云中牧女”下拍照留念。铁塔是当时巴黎政府为世博会建造的场馆，竣工于1889年3月31日，历史26个月，动用了250个工人同时工作，冬季每日工作8小时，夏季每日13小时。整个塔身是由10380个金属构件组合而成，施工时使用铆钉超过250万个，钻孔超过了700万个。据后人统计，埃菲尔铁塔的设计草图就有5300多张，其中还包括1700多张的全图，正因为如此细密的设计，将所有构件进行编号，所以达到了整个建造过程中几乎没有出现任

4、何差错，施工人员也没出现任何伤亡。这个钢铁建造的“大怪物”高达320米，稳坐了45年的世界第一高建筑的宝座。但是，由于设计巧妙，虽说自重达10100余吨重的身体，通过自身力量的传递以及增加基础的底面积的方式，达到了整个塔身对于地面的压强就如同一个成年人坐在椅子上对地面产生的压强一样。由于钢架的镂空构造，如果把铁塔整个看作是一个实体的物件，那么它的密度也只有空气的七倍左右，所以可以说是相当轻的建筑物了。解决了竖直方向上的荷载问题，就说一下水平方向上荷载问题的解决办法，我们把整个铁塔图1.1　埃菲尔铁

5、塔水平荷载分析“云中牧女”背后的故事抽象成如图的形式。我们知道，根据力学原理，使塔身稳定的极限情况是F*L1=G*L2。经分析可知，由于我们简化之后L1仍远远大于L2，并且塔身的重力可以达到10100吨之大，所以此时的F要极大才可能达到这样的极限情况。而铁塔本身是镂空形式的，受风面积已经非常小了，所以水平荷载产生的也是非常小的，所以这种情况通常不会发生。就算我们假设出现这种水平荷载超大的情况，塔底的另一端也是由两根机器粗壮的钢柱构成，加之钢材的抗拉性能极好，可以产生很好的力量抵抗水平荷载。什么样的

6、结构就会产生什么样的形式，古往今来大多数经过了千百年仍然屹立不倒的建筑大多具有一个非常重要的共同点，那就是在结构上我们可以看到他们都是“头轻脚重”的。无论是古埃及的金字塔，还是中国的古建筑，越往上都有缩减的趋势。即使有一些建筑体量上有上大下小的感觉，但是也还是会在虚实上体现出，上虚下实，来达到至少是在重量上的上轻下重。其实这是一个非常简单而又重要的道理，那就是我们常说的，只有把基础打好打的牢固，才能把上层建造的稳固。这一点，在我们美丽的“铁娘子”身上也显而易见，铁塔是由四根又粗又大的柱子作为塔基，

7、然后逐渐向上收缩至最后的天线那么粗。头轻脚重，稳如泰山。其实这在某方面也表现出来，当时法国大革命之后，整个发过的工业技术发展迅猛，工艺精湛，设计精密。从1985年圣诞节起，巴黎政府决定铁塔改用碘钨灯照明，夜晚塔身呈现金黄色，既节省电，也更加美观。然而，经历的一百多年的风霜雪雨之后，“牧女”依旧光彩夺目不是光靠几盏灯就可以做到的，而是因为建造者埃菲尔的一句话，他在铁塔建成的时候说：“只有适当的油漆，才能保障这座金属建筑的寿命”。是的，涂刷埃菲尔铁塔的油漆非常独特，由专门材料制成，寿命比一般油漆长得多

8、，它未干时很容易清除，等干后却顽固无比。油漆的颜色由三种不同色度的褐色构成，底部是深褐色，顶部是浅褐色，它有一个专门的名字叫做“埃菲尔铁塔棕褐色”。这种颜色虽然并不显眼，但是与光线结合，更显示出“铁娘子”的迷人风姿。当然，每粉刷一次就是一项巨大的工程。由于它的构造复杂，至今仍然需要人工油漆，工人们先用砂纸打磨钢架，刮掉老化的漆皮，然后刷上底漆。之后，铁塔被一点点涂上调好的油漆，无论是哪个部位、角落都不可遗漏。难度最高的当属铁塔顶部的死角，工人们只能弯着身子艰苦地工作。即便是如此这样