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比萨斜塔为什么是斜的,比萨斜塔为什么是斜的不是正的呢

山溪2023-05-08 09:27健康264

大家好,关于比萨斜塔为什么是斜的很多朋友都还不太明白,不知道是什么意思,那么今天我就来为大家分享一下关于比萨斜塔为什么是斜的不是正的呢的相关知识,文章篇幅可能较长,还望大家耐心阅读,希望本篇文章对各位有所帮助!

意大利比萨斜塔为什么倾斜

意大利比萨斜塔的倾斜,是由于它地基下面土层的特殊性造成的。比萨斜塔下有好几层不同材质的土层,各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成,而在深约一米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层成份进行观测后得出的。最新的挖掘表明,钟楼建造在了古代的海岸边缘,因此土质在建造时便已经沙化和下沉。

比萨斜塔从地基到塔顶高58.36米,从地面到塔顶高55米,钟楼墙体在地面上的宽度是4.09米,在塔顶宽2.48米,总重14453吨,重心在地基上方22.6米处。圆形地基面积为285平方米,对地面的平均压强为497千帕。倾斜角度3.99度,偏离地基外沿2.5米,顶层突出4.5米。1178年首次发现倾斜。

比萨斜塔为什么是斜的

比萨斜塔在建造的时候,由于处于沿海地带,斜塔下的土层是由各种软质粉土的沉淀物和很软的粘土物质混合组成的,地下一米深处还存在地下水层,比萨斜塔在建到第三层的时候,就开始歪斜了,历经了约200年才完工。

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%。

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。

比萨斜塔是一个建筑界的奇迹,比萨斜塔为什么会倾斜?

这主要是因为当时的技术问题,因为比萨斜塔本身就存在相应的设计缺陷,那个时候的设计条件也难以修复比萨斜塔。

比萨斜塔是意大利比萨城市的标志。它位于比萨城东南方向。建成于公元5世纪,是比萨斜塔的三座塔中最早建成的一座,高135.3米,是意大利早期2最高的建筑物。最初比萨斜塔是用一根横木支撑它向南倾斜4度,后来比萨斜塔开始向上倾斜, 比萨斜塔因为长期向南倾斜而产生一系列问题。 

比萨斜塔有相应的结构特点。

比萨斜塔的结构很特别,它的主体部分是一个普通的正方形,上面有一个小的圆锥,而且整个建筑物是由石头和砖块组成的。这个建筑物的倾斜是由于它的地理位置造成的,因为它位于一个高耸的山坡上,所以在这里建造这样一个建筑物非常困难。建造这个建筑物所用到的主要材料是花岗岩和石板,大约20年后,随着地下水含量的增加,比萨斜塔周围的水开始吸收周围建筑里的水分,从而导致比萨斜塔被认为是不平衡和不稳定的产物。而比萨斜港也开始出现裂缝,这为其带来了风险和威胁。 

比萨斜塔本身也存在一定的技术问题和设计问题。

比萨斜塔还受到了古代技术影响,最初比萨城的一位居民在修建城门时发现,城门底部有一个凹槽,他认为这是建城时留下的痕迹。经过测量和计算后,他决定用砖块做支撑墙,这样就可以防止城门塌陷了。比萨斜塔使用了一种特殊技术,这就是砖块在拱顶内和地面之间形成一个间隙,这能使砖块和混凝土之间保持足够的空间。

与此同时,比萨斜塔的砖块在拱顶内和地面之间还有一个特殊空间结构,就是通过一层高达50厘米以上的横梁来保护它们,这就是比萨斜塔倾斜最主要原因之一。

意大利的比萨斜塔为什么会倾斜?

比萨斜塔建于1173年,被世界公认为建筑史上的奇迹,它之所以会倾斜,主要是由于塔的地基下面土层特殊性造成的,下面就具体的看看倾斜的原因。

比萨斜塔

关于倾斜原因,其实很多专家们对此问题一直都在争论。刚开始的时候,有学者认为,建筑师是故意把比萨斜塔建成了斜的,以显示自己的高超的建筑技艺。

到了20世纪,随着人们不断对比萨斜塔进行研究,再结合以前的一些了解,事实真相逐渐浮出水面:比萨斜塔最初的设计本该是垂直的建筑,但在建造初期就开始偏离了正确位置。

其倾斜无疑是和土质有关。因为在19世纪,著名建筑师拉德斯卡就在斜塔地基中取样,证实土壤条件是造成塔身倾斜的原因。而比萨斜塔下有好几层土层,并且材质不同,各种土层的沉淀物和松软的黏土相间形成,而在深约1米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层进行成分观测后得出的。最新的挖掘取样表明,钟楼建在了古代的海岸边缘,因此在建造的时候土质就已经沙化和下沉。

但一些专家又发现:首位建筑师皮萨诺当时已知道,建塔位置和比萨城一样,都是在一条河谷的冲积地上,所以他对地基的地质结构也不是全不知晓。而且他在建到第三层发现倾斜后,立刻采取停工等待地基稳定的做法已解决了一些问题。第二位建筑师续建时,又注意到调整倾斜高度,同时采取一些措施,减轻塔身重量。第三位建筑师在建到第七八层之间,钟楼却发生变化,第八层倾向了北面。并且让建钟楼时,还有一些清真寺尖塔的特点,没有设楼顶,以此减轻塔的重量和平衡倾斜。建筑师的这些做法正和比萨城其他地方建造的做法相似。

夕阳下的比萨斜塔

意大利另一个著名城市佛罗伦萨,在1420年建造的圣玛丽亚·德尔——斐奥雷大教堂,选址就是沼泽地,土层更软,下陷危险更大,但到今天已经几百年了,丝毫没有倾斜。一些专家和学者因此推测出,比萨塔的倾斜是建筑师意料之中,几百年来能够斜而不倒与设计、建筑者有关。

此时很多人可能就有疑问了,比萨斜塔不可能一下子倾斜这么多,到底是怎么一个倾斜过程呢?

比萨塔在1173年奠基,是著名建筑师波那诺·皮萨诺建造。原设计的塔高是100米左右,但开建五六年后,到了第三层塔身开始倾斜。建筑师于是命令停工,想等地基稳了之后再复工。可是在他有生之年未能实现续建的愿望。

到了1275年,塔身已倾斜90多厘米。建筑师迪·西蒙于同年恢复建塔,并针对倾斜的问题,在施工中采取了一些措施,不仅减薄了塔壁,采用轻质材料,而且在内壁和外壁间留有30至80厘米的空腔。到1284年,塔建至第六层,倾斜仍在继续,当年,迪·西蒙死去,再度停工。

此后,著名建筑师托马索·皮萨纳继续建筑第七、八层,1350年最后完工。塔高56米,总重量1.45万吨,除了几根柱子用花岗石外,外表材料全部是白色和黑色大理石。

比萨斜塔建造过程

但斜塔完工后,倾斜还在继续。据有关统计:1829—1910年间,每年平均倾斜3.8毫米。自20世纪早期后,倾斜速度变慢。1918—1958年间,每年平均倾斜1.1毫米。1959—1969年间,每年平均倾斜1.26毫米。70年代后期至1982年间,每年平均倾斜1.2毫米,其中1982年只倾斜了1毫米。其后,每年平均倾斜1.19毫米。到目前为止,塔身偏离(即塔顶偏离垂直线)已有5米多。

其实说到比萨斜塔,大家知道它为什么如此出名吗?

让我们回到1590年的一天,这天25岁的比萨大学教授伽利略正在进行一次伟大的科学实验。学生、教师和路人都在围观。当伽利略发出指令后,一个10磅重和一个1磅重的铁球同时从塔顶降落,不一会,两个球同时落地。接着又把实验重复一次,结果还是一样。

教科书上比萨斜塔插图

这个实验验证了亚里士多德“物体降落速度和重量成正比”的说法是错误的。同时证明了自由落体定律——物体不论大小轻重,在自由下落的过程中,如果把空气阻力的影响除去,其加速度完全相同。伽利略的这个实验不仅纠正了物理学长期以来的一个谬误,也使比萨斜塔闻名世界。

比萨斜塔闻名世界,其实专家和民众都是非常关心的,都担心会不会倒下。

据比萨斜塔近年倾斜速度来看,专家盖里教授认为,如果按此倾斜率计算的花,而又没有其他原因导致其突然坍塌,250年后斜塔将因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。

但比萨斜塔服务局相关人员认为,按数学方式推算显然不可靠,比萨斜塔是一个综合问题。一些研究人员也发现这样的问题,比萨斜塔塔身曾一度向东倾斜,而后又转向南倾斜,认为该塔几百年斜而不倒,如果只用数学方式推算250年后倒与不倒恐怕不是那么简单的事。

奇迹广场

说到底,最关心斜塔的还是比萨人,他们那边有一句俗语,比萨斜塔和比萨人一样健壮结实,永远不会倒下。

不过话说回来,每当专家采取加固斜塔地基的一些措施时,其倾斜速度反而加快。比如1838年,对其进行加固性施工,1934年,在地基喷入九十吨水泥,实施防水工程,塔身反而更加不稳,竟然向周围移动,倾斜更快。但在1973年至1975年间,关闭了斜塔方圆3公里内私人水井和禁止取用地下水后,地下水位稳定后,倾斜速度放慢下来了。

1990年1月7日,意大利著名电视节目某主持人宣布:比萨斜塔暂停开放。市政府决定将斜塔暂时关闭,进行修理,这是比萨斜斜塔自建塔以来首次正式对公众关闭。

意大利政府斥资2500万英镑启动修复工程,包括加固地基和抽取地下水,并用钢丝和缆绳支撑塔身。修复工程2001年修复工程完成,当时立刻变直约38厘米。最新调查发现,比萨塔倾斜幅度在2001年至2013年间,减少了2.5厘米。

看到这,大家是不是对比萨斜塔有了更深的了解,她不仅是意大利著名地标之一,也是意大利人的骄傲,更是人类创造精神的杰作,同时它还被收入世界遗产名录。伟大的建筑或许真的需要一些机缘巧合,如果当时的建筑师知道地质不宜建塔,可能也看不到这个伟大建筑了,不过我们更能从中看到每位地质工程人的辛苦结晶。

为什么比萨斜塔是倾斜的?

这地基不适合这座建筑物的重量。比萨的土壤很潮湿,地基不能延伸到基岩。地基的一侧也比另一侧稍坚固,导致倾斜,而不是整个建筑均匀下沉。这座塔在施工期间开始倾斜。建筑工人试图通过把后面楼层的一侧加高一些来解决倾斜的问题。因此,建筑也有点弯曲。然而,瘦肉状况继续恶化。

这种倾斜还在继续增加。到了20世纪90年代,人们担心大楼可能会倒塌,于是采取了密集的措施来减轻瓦片的压力。从塔顶较高的一面下面移走泥土,以减少倾斜到一个更安全的角度。然而,他们故意没有把塔扶正,因为这是这座塔如此与众不同的原因。

值得一提的是,在古代,比萨被广阔的泻湖和湿地所包围,后来淤塞。然而,这对于理解土壤的不稳定性质是有用的。下面是一幅公元5世纪的比萨地图,上面还显示了现代街道的位置。蓝色区域是沼泽或泻湖。

比萨斜塔的建造始于1173年。工人们几乎立刻就遇到了建筑方面的问题。塔坐落在以粘土、细沙和贝壳为主的松软地面上。1178年第二层完工时,塔楼已经开始倾斜了。

由于结构的重量,土壤的移动使塔的基础不稳定。很快,由于比萨与热那亚、佛罗伦萨和卢卡的战争,建设不得不暂停了近100年。如果施工没有给土壤沉降时间,塔肯定会倒塌。

等到重新开始施工时,塔已经向垂直轴线以北倾斜了0.2度。当工程到达第七层时,塔已经向南倾斜了一度。由于未知的原因,工程再次暂停。

目前,这座塔离垂直高度有5米多了。建筑师和工程师尽他们最大的努力通过缩短剩下的故事来纠正错误,但这无济于事。继续学习。接下来的几层建筑在较短的一侧建得稍高一些,以弥补瘦削的部分,但增加了额外的重量,导致建筑物进一步下沉,更加瘦削。

比萨斜塔为什么是斜的 比萨斜塔是斜的的原因

1、比萨斜塔地基下面的土层由各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成,而在深约一米的地方则是地下水层,比萨斜塔刚建造就因为地基原因产生倾斜。

2、过去人们曾一度认为钟楼是故意被设计成倾斜的,但是事实并非如此。

3、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。

4、比萨斜塔为什么会倾斜,专家们曾为此争论不休。尤其是在14世纪,人们在两种论调中徘徊,比萨斜塔究竟是建造过程中无法预料和避免的地面下沉累积效应的结果,还是建筑师有意而为之。

5、进入20世纪,随着对比萨斜塔越来越精确的测量、使用各种先进设备对地基土层进行的深入勘测,以及对历史档案的研究,一些事实逐渐浮出水面:比萨斜塔在最初的设计中本应是垂直的建筑,但是在建造初期就开始偏离了正确位置。

6、在1178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。

7、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。

8、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。

9、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。

10、1292年,Giovanni Pisano用铅垂线测量了钟楼的倾斜度。

11、根据现有的文字记载,比萨斜塔在几个世纪以来的倾斜是缓慢的,它和它地基下方的土层实际上达到了某种程度上的平衡。

12、在建造的第一阶段第3层结束时,钟塔向北倾斜约1/4°。

13、在第二阶段由于纠偏过度,1278年第7层完成时反而向南倾斜约0.6°。

14、1360年建造顶层钟房时增加到1.6°。

15、1817年,两位英国学者Cresy和Taylor用铅垂线测量倾斜,那时的结果是5°。

16、1550年Giorgio Vasari的勘测与1817年Cresy和Taylor的勘测之间相隔267年,倾斜仅增加了5厘米。因此人们也没有对斜塔进行特意的维修。

17、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。

18、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。而且一直不断地向下倾斜。

19、比萨斜塔之所以会倾斜,是由于它地基下面土层的特殊性造成的。比萨斜塔下有好几层不同材质的土层,各种软质粉土的沉淀物和非常软的粘土相间形成,而在深约一米的地方则是地下水层。这个结论是在对地基土层成份进行观测后得出的。最新的挖掘表明,钟楼建造在了古代的海岸边缘,因此土质在建造时便已经沙化和下沉。

20、然而1838年的一次工程导致了比萨斜塔突然加速倾斜,人们不得不采取紧急维护措施。当时建筑师Alessandro della Gherardesca在原本密封的斜塔地基周围进行了挖掘,以探究地基的形态,揭示圆柱柱础和地基台阶是否与设想的相同。这一行为使得斜塔失去了原有的平衡,地基开始开裂,最严重的是发生了地下水涌入的现象。这次工程后的勘测结果表明倾斜加剧了20厘米,而此前267年的倾斜总和不过5厘米。

21、1838年的工程结束以后,比萨斜塔的加速倾斜又持续了几年,然后又趋于平稳,减少到每年倾斜约0.1厘米,塔身偏离“自然姿势”已有5米多。

END,本文到此结束,如果可以帮助到大家,还望关注本站哦!

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