通用技术有分析比萨斜塔不倒的原因吗?

2025-04-08 09:00:41
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回答1:

因为它的重心位置的高低结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状在支撑它不倒。。几个世纪以来,比萨斜塔倾斜的原因一直是人们关注的问题,各种解释众说纷纭,莫衷一是。有人说是建塔施工中的精确度偏离了设计方案造成的,有人认为是设计本身的问题。进入20世纪后,“地基原因”说逐渐占了上风。这种解释认为,由于粘土和砂组成的地基难以平衡地承受重达14553吨的塔身,从而导致了倾斜。1817年,两名英国的研究者在这方面提出了令人信服的研究报告,“地基原因说”自此开始广泛地被人们接受。
从1550年到1817年的267年间,比萨斜塔共倾斜了5厘米。1838年,比萨斜塔又出现了一次较大幅度的倾斜,斜塔的保护工作从此开始,在意大利政府的参与组织下,各领域的专家学者成立了专门的拯救委员会,研究制定纠偏的办法。此后,斜塔以每年平均1毫米的速度继续倾斜,塔身重心线偏离10%。
(二)早在20世纪80年代初期曾有人预言,比萨斜塔将在2003年到2004年间轰然倒塌,这使全世界关心比萨斜塔的人们心急如焚,斜塔拯救委员会向全世界征集办法,以期延缓斜塔倾斜的速度。但是,鉴于1934年向塔基土层内注入水泥后,反而使斜塔在1年内多倾斜了6毫米的教训,面对收集上来的各种方案,拯救委员会一直无法抉择。
1988年,比萨斜塔向游人关闭,从1990年1月起斜塔全部关闭,纠偏工程开始进入确定方案并具体实施阶段。或许是由于承受了太大心理压力的原因,意大利政府和比萨斜塔拯救委员会在近10年的时间里一直对纠偏工程低调处理,媒体对工程的进展和效果也绝少提及。
现在的比萨斜塔拯救委员会主任是米凯莱·雅米乌科夫斯基,这位已在意大利都灵工业大学教了30年书的工程教授是位波兰人。在当初刚刚领导比萨斜塔拯救委员会的工作时,摆在他和同事们面前有成千上万种方案,这些方案五花八门,无奇不有。有人建议,先将斜塔分解拆除后,保存好,待夯实地基土层后再重新“组装起来”。另一位美国人建议,应设计一个透明的巨大罩子,将斜塔笼住。还有一位英国人提出,干脆在斜塔的南侧与斜塔并排再建一塔,抵住可能倒塌 的斜塔……雅米乌科夫斯基教授和同事们还要接待来自全球的登门荐贤者和毛遂自荐者。
谈起在这项工程进行中的感受,雅米乌科夫斯基教授心有余悸:“担心始终伴随着我们,每次要触动斜塔时,我们都提心吊胆。”这也难怪,因为比萨斜塔已经不再是个普通的文物古迹了,它已经是全世界的一份珍贵文化遗产

回答2:

比萨斜塔位于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上。广场的大片草坪上散布着一组宗教建筑,它们是大教堂(建造于1063年—13世纪)、洗礼堂(建造于1153年—14世纪)、钟楼(即比萨斜塔)和墓园(建造于1278年—15世纪),它们的外墙面均为乳白色大理石砌成,各自相对独立但又形成统一罗马式建筑风格。比萨斜塔位于比萨大教堂的后面。

钟楼始建于1173年,设计为垂直建造,但是在工程开始后不久便由于地基不均匀和土层松软而倾斜,1372年完工,塔身倾斜向东南。

比萨斜塔是比萨城的标志,1987年它和相邻的大教堂、洗礼堂、墓园一起因其对11世纪至14世纪意大利建筑艺术的巨大影响,而被联合国教育科学文化组织评选为世界遗产。意大利比萨斜塔修建于1173年,由著名建筑师那诺·皮萨诺主持修建。它位于罗马式大教堂后面右侧,是比萨城的标志。开始时,塔高设计为100米左右,但动工五六年后,塔身从三层开始倾斜,直到完工还在持续倾斜,在其关闭之前,塔顶已南倾(即塔顶偏离垂直线)3.5米。1990年,意大利政府将其关闭,开始进行整修。
在实际工作中,许多有关专家对比萨斜塔的全部历史以及塔的建筑材料、结构、地质、水源等方面进行充分的研究,并采用各种先进的仪器设备进行测试。比萨中古史学家皮洛迪教授研究后认为,建造塔身的每一块石砖都是一块石雕佳品,石砖与石砖间的粘合极为巧妙,有效地防止了塔身倾斜引起的断裂,成为斜塔斜而不倒的一个因素。但他仍强调指出,现在当务之急是弄清比萨斜塔斜而不倒的奥妙。
从事观测该塔的专家盖里教授根据比萨斜塔近几年来倾斜的速度推测出,斜塔将于250年后因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。但是公共事务部比萨斜塔服务局的有关人员,针对盖里教授的看法提出了反驳,认为只按数学方式推算是不可靠的,比萨斜塔是“一个由多种事实交织成的综合性问题”。另一些研究者调查发现比萨斜塔塔身曾一度向东倾斜,尔后又转向南倾斜,他们同样认为该塔在过去几百年间斜而不倒,250年后倒与不倒恐怕不能局限于简单的假设和预测。
当然,最关心斜塔命运的自然是比萨人,尽管他们也对斜塔的倾斜感到担忧,但更多的是骄傲和自豪,为自己的故乡拥有一个自认为可与世界上著名建筑媲美的斜塔而感到自豪。他们坚信它不会倒下,他们有这样一句俗语,比萨塔像比萨人一样健壮结实,永远不会倒下去。他们对那些把斜塔重新纠正竖直的建议最为深恶痛绝。如1934年,在地基及四周喷入90吨水泥,实施基础防水工程,塔身反而更加不稳,向周围移动,倾斜得更快。

比萨大教堂钟楼的建造开始于1173年8月,工程曾间断了两次很长的时间,历经约二百年才完工。它的设计者至今未知。

在钟楼入口右侧墙上发现的碑铭记录了钟楼开始建造的年代:“A.D. MCLXXIV. CAMPANILE HOC FUIT FUNDATUM MENSE AUGUSTI”,译为“此钟楼奠基于公元1174年8月”(注:实为1173年8月,当时比萨使用的纪年同现在通用的公元纪年相差一年)。这个年份也多次出现在历史档案和同时代的编年史中。

过去人们曾一度认为钟楼是故意被设计成倾斜的,但是现在人们清楚地知道事实并非如此。作为比萨大教堂的钟楼,1173年8月9日开始建造时的设计是垂直竖立的,原设计为8层,高54.8米,它独特的白色闪光的中世纪风格建筑物,即使后来没有倾斜,也将会是欧洲最值得注意的钟楼之一。

但是1185年,当钟楼兴建到第4层时发现由于地基不均匀和土层松软,导致钟楼已经倾斜偏向东南方,工程因此暂停。期间的1198年,记载了钟楼内撞钟的存在,这标志着钟楼虽然倾斜,但至少悬挂了一个撞钟,实现了它作为钟楼的初衷。

1231年,工程继续,第一次有记载钟楼使用了大理石。建造者采取各种措施修正倾斜,刻意将钟楼上层搭建成反方向的倾斜,以便补偿已经发生的重心偏离。1278年进展到第7层的时候,塔身不再呈直线,而是为凹形。工程再次暂停。

1292年,Giovanni Pisano用铅垂线测量了钟楼的倾斜度。

1360年,在停滞了差不多一个世纪后钟楼向完工开始最后一个冲刺,并作了最后一次重要的修正。1372年摆放钟的顶层完工。54米高的8层钟楼共有7口钟,但是由于钟楼时刻都有倒塌的危险而没有撞响过。比萨斜塔毫无疑问是建筑史上的一座重要建筑。在发生严重的倾斜之前,它大胆的圆形建筑设计已经向世人展现了它的独创性。虽然在更早年代的意大利钟楼中,采用圆形地基的设计并不少见,类似的例子可以在拉文纳、托斯卡纳和翁布里亚找到,但是,比萨钟楼被认为是独立于这些原型,在更大程度上,它是在借鉴前人建筑经验的基础上,独立设计并对圆形建筑加以了发展,形成了独特的比萨风格。

比如,钟楼的圆形设计被认为是为了同一旁的大教堂建筑形成反射而相对应,因此有意地模仿教堂半圆形后殿的曲线设计。更重要的是,钟楼与广场上对圆形结构的强调是相一致的,尤其是在宏伟的、同样是圆形的洗礼堂奠基以后,整个广场更像是有意设计成耶路撒冷复活教堂(Anastasis)的现代版本。这种的设计正来源于经典的古代建筑。

钟楼的装饰格调继承了大教堂和洗礼堂的经典之作,墙面用大理石或石灰石砌成深浅两种白色带,半露方柱的拱门、拱廊中的雕刻大门、长菱形的花格平顶、拱廊上方的墙面对阳光的照射形成光亮面和遮荫面的强烈反差,给人以钟楼内的圆柱相当沉重的假象。大教堂、洗礼堂和钟楼之间形成了视觉上的连续性。

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