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为啥把建筑做成“薯片”?不是想馋你,因为结实……

薯片形状大揭秘:谁更抗压? 薯片的两种常见形状 市面上常见的薯片大致可分为两种形状,一种是以乐事薯片为代表的抛物柱面,另一种是以品客薯片为代表的马鞍...
  • 2024-11-20
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薯片形状大揭秘:谁更抗压?

薯片的两种常见形状

为啥把建筑做成“薯片”?不是想馋你,因为结实……

市面上常见的薯片大致可分为两种形状,一种是以乐事薯片为代表的抛物柱面,另一种是以品客薯片为代表的马鞍面。这两种形状在结构上有着显著差异,导致了它们在抗压性和耐久性上的不同表现。

马鞍面的神奇之处

马鞍面,又称为双曲抛物面,因其形状类似马鞍而得名。这种曲面由一条凹形抛物线在另一条凸形抛物线上移动形成。其水平轮廓线为双曲线,垂直轮廓线为抛物线,因此被称为双曲抛物面。马鞍面的几何特点使其具备独特的力学优势:

- 拱结构:平行于高角点的索和低角点的拱相互正交,形成了空间受力体系。

- 受力特性:在受外力挤压时,凹面的拱结构能有效承受压力;在受拉扯时,凸面的悬索结构能承受较大的拉力。

这些特点使得马鞍面结构在受到外力作用时不易形成应力线,即使出现裂缝,也只是局部损伤,不会导致整片破碎。

抛物柱面的局限

相比之下,乐事薯片采用的是抛物柱面形状。其母线平行于Z轴,几何特征使其容易在母线处形成应力线,从而导致碎裂。细心观察会发现,乐事薯片大多呈现对半式碎裂,这正是其结构上的弱点。

结构对比:胜负已定

由于几何特征的差异,品客薯片在抗压性和耐久性上明显优于乐事薯片。品客薯片不仅不易碎,还能在运输过程中更好地堆叠,节约空间。此外,马鞍形薯片还具备一个有趣的特点:可以用它们搭建出一个完整的圆环!

薯片形状在建筑中的应用

马鞍面结构不仅在薯片设计中表现出色,在建筑设计中也有广泛应用。例如,2012年伦敦奥运会室内自行车馆和加拿大丰业银行马鞍体育馆都采用了马鞍面结构。这种结构在受到张力和拉力时不易变形,提高了支撑系统的受力极限,同时工艺简单、安全可靠,能够用较少的材料和较短的工期建造出更加稳定的建筑。

总之,无论是从抗压性还是实用性来看,马鞍面形状的薯片都更胜一筹。

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