Физика и архитектура

1.

Исследовательская
работа
ФИЗИКА И АРХИТЕКТУРА

2.

Цель работы:
исследовать взаимосвязь физики и архитектуры на примере зданий
Задачи исследования:
1. На примере физических законов и явлений обосновать, как здания возводятся и остаются устойчивыми.
2. Выяснить значимость законов и явлений физики в архитектурных сооружениях.
3. Рассмотреть на предложенных примерах зданий эту взаимосвязь.
Объекты исследования:
существующие в данный момент здания: Пизанская башня и Эйфелева башня.
Предмет исследования:
влияние законов физики и физических явлений на конструкцию и устойчивость сооружений.
17.05.2023

3.

Практическая значимость
Результат данной исследовательской
работы будет способствовать
расширению знаний читающего, а
также может использоваться на уроках
физики, на конференциях, на
дополнительных занятиях и т.д
17.05.2023

4.

ПРАКТИЧЕСКАЯ
ЧАСТЬ
Эйфелева башня — металлическая башня в центре
,
Парижа, самая узнаваемая его архитектурная
достопримечательность. Названа в честь главного
конструктора Гюстава Эйфеля.
Пизанская башня — колокольная башня, часть
.
.
ансамбля городского собора Санта-Мария-Ассунта
(Пизанский собор) в городе Пиза, получившая всемирную
известность благодаря непреднамеренному наклону.

5.

ЭЙФЕЛЕВА БАШНЯ
Гюстав Эйфель
17.05.2023

6.

Чтобы закончить башню в назначенный срок, Эйфель применял, большей частью,
заранее изготовленные части. Отверстия для заклёпок были просверлены в
намеченных местах уже заранее, и две трети от 2,5 млн заклёпок были заранее
установлены. Ни одна из заготовленных балок не весила больше 3 тонн, что очень
облегчало поднятие металлических частей на предусмотренные места. В начале
применялись высокие краны, а когда конструкция переросла их по высоте, работу
подхватили специально сконструированные Эйфелем мобильные краны. Они
двигались по рельсам, проложенным для будущих лифтов. Сложность состояла и в
том, что подъёмное устройство должно было двигаться вдоль мачт башни по
изогнутой траектории с меняющимся радиусом кривизны. Первые лифты на башне
приводились в действие гидравлическими насосами. Вплоть до нашего времени
используются два исторических лифта фирмы «Fives-Lille», установленные в 1899
году в восточной и западной опорах башни. С 1983 года их функционирование
обеспечивается электродвигателем, а гидравлические насосы сохранены и доступны
для осмотра.
17.05.2023

7.

17.05.2023

8.

ПИЗАНСКАЯ БАШНЯ
Бонанно Пизано
17.05.2023

9.

Под южной частью Пизанской башни грунт более илистый и глинистый, чем под северной, из-за чего она стала
крениться, едва её начали строить. Удержать от падения башню с помощью внешних опор было бы весьма
сложно и, кроме того, любой каркас неизбежно испортил бы вид памятника. Тем не менее падение Пизанской
башни удалось остановить, и более того, её слегка выпрямили, уменьшив крен на полградуса. Всё это стало
результатом уникальных работ, проведённых под колокольней и вокруг неё в 1990-х.
В качестве временной меры на северной стороне (башня, напомним, падает на юг) на бетонные балки был
установлен блок свинцовых брусков, которые, выступая в качестве противовеса, стабилизировали строение.
Затем были исследованы нелинейные процессы, происходившие в грунте под фундаментом башни, после чего
последовал ряд экспериментов со специально возведённым неподалёку от памятника бетонным фундаментоммакетом. Эксперименты подтвердили, что башню можно немного выпрямить и стабилизировать, если выбрать
часть жёсткого грунта из-под северной части фундамента, то есть провести так называемую подработку. Надо
понимать, что подработка не имела ничего общего с обычными земляными работами — грунт выбирался
буквально по миллиметру через систему обсадных труб, внутри которых помещался вращающийся шнековый
бур. Расчёты оказались правильными, и Пизанская башня, немного отклонившись к северу, осела на несколько
сантиметров и стабилизировалась, что позволило снять и свинцовые противовесы, и временные опоры,
поставленные для подстраховки.
17.05.2023

10.

17.05.2023