英国华威大学的研究人员受到大自然的启发,发现了一种更坚固的新型拱桥造型。
*华威大学校园里一个恒压拱的造型
在《英国皇家学会学报A》上发表的论文《恒应力拱及其设计空间》中,研究人员已经探讨了拱桥的概念。
在树木、贝壳或骨骼等自然形状的物体中可以观察到恒定的应力,因为它们是众所周知的高强度质量比的高度优化的物体。
利用逆向工程设计过程,通过形状发现过程来确定结构的形状,研究人员提出了一个恒定的应力拱。它是一种无矩形式,这意味着它以最简单的方式响应永久载荷,只产生轴向应力而没有弯曲作用,以及截面面积可以容纳的恒定应力值。
尽管恒应力拱可能会给建筑带来挑战,但由于其不断变化的截面和制造所需的高精度,其对荷载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。
*恒应力拱桥模型
华威大学工程学院的Wanda Lewis教授说道:
“在过去的三十年里,我一直在研究如何通过找形和应用受自然界中发现的形状启发的恒定应力来制造比以往更坚固的结构。”
“因此,这种新型的拱桥风格不仅坚固,而且是一种自然的形态,呈现出一种新的建筑风格。”
他的下一步的工作将用于研究拱的稳定性,并提出适当的恒定应力水平,以使拱在承受极限荷载时不会超过其设计强度极限,或当选择的应力值过低时不会变得太重。
(独家编译:科幻世界)
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