物理科技生物学-PHYICA

大自然塑造的新型拱桥建筑

技术工程 2022-03-10 21:53:49

New style of arch bridge architecture shaped by nature沃里克大学校园内一个恒定应力拱门的模型。学分:华威大学华威大学的一名研究人员发现了一种新型拱桥,这种拱桥比以往任何时候都更加坚固,并且受到大自然的启发。华威大学工程学院荣誉退休教授旺达·刘易斯利用恒定应力原理对承受永久荷载的拱桥进行了造型,即。他们自己的体重。

发表在《皇家学会学报》上的论文《恒定应力拱及其设计空间》探讨了拱桥的概念

在树木、贝壳或骨骼等自然成型物体中观察到恒定应力,因为众所周知,这些物体在高强度质量比方面是高度优化的。

在逆向工程设计过程中,结构的形状是通过找形过程来确定的,因此提出了一种恒应力拱。它是一种无力矩形式,这意味着它以最简单的方式对永久载荷作出反应,只产生轴向应力而不产生弯曲作用,并产生横截面积所能承受的恒定应力值。

尽管恒定应力拱可能会带来施工挑战,但由于其不断变化的横截面和制造中所需的高精度,其对载荷的简单响应有可能解决我们未来基础设施面临的耐久性和可持续性问题。

New style of arch bridge architecture shaped by nature恒定应力拱的模型。学分:华威大学华威大学工程学院的万达·刘易斯教授评论道:

“在过去的三十年里,我一直在研究如何通过寻找形状和施加恒定的应力来制造比以往任何时候都更坚固的结构,这些应力来自于自然界中发现的形状。

“因此,这种新型拱桥不仅坚固,而且是呈现新建筑风格的自然形态。”

将开展进一步的工作来研究拱的稳定性,并提出适当的恒定应力水平,以便拱在承受极限载荷时不会超过其设计强度极限,或者在选定的应力值过低时不会变得太重。

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