埃菲尔铁塔 Eiffel Tower
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使两根弦杆共同受力并且每根弦
杆也能单独承受一部分水平风荷 载,少量的横撑不可缺少的同时 弦杆也应具有一定的抗弯刚度) 。
❖ 更进一步讲,如果此时 MN 截面以上塔的重量产生的 顺时针力矩和风荷载产生 的逆时针力矩相平衡,那么 迎风面弦杆将没有轴向力 的作用,同时背风侧弦杆的 轴向力将指向重力荷载与
如果mn截面上外侧的两个弦杆延长相交于外部荷载合力p的作用线上那么中间格构柱上的力将不存在也就是说这根杆件可以被省去但是为了使两根弦杆共同受力并且每根弦杆也能单独承受一部分水平风荷载少量的横撑不可缺少的同时弦杆也应具有重量产生的顺时针力矩和风荷载产生的逆时针力矩相平衡那么迎风面弦杆将没有轴向力的作用同时背风侧弦杆的轴向力将指向重力荷载与水平风荷载的合力点
构造：
结构体系既直观简捷：
❖ 底部是分布在每边128m长底座上的4个巨型角形倾斜柱墩 (倾角54。)，由标高为55m处的第一平台支承着；
❖ 第一平台和标高为115 m的第二平台之间有4个微曲的角立柱 相连；向上转化为细长的、几乎垂直的、189m高、刚性很 大的方尖塔，直通顶部平台；
❖ 顶部平台上部有一个很小的拱曲屋顶和竖立的旗杆(现为电 视天线)。所有立柱和方尖塔都采用x形抗风斜撑组成的网格 桁架作为结构。全塔总重9700t，有着4个坚固的直伸至下卧 持力土层的沉箱基础。在挖掘和建造沉箱时，采用水下施工 措施，因为塞纳河的河水已经渗入该塔座基础所处的土壤中。
水平风荷载的合力点。
为了进一步阐明铁塔结构构型中所包含的力学原
理和结构设计思想，不少学者进行了专门的研究。美 国俄亥俄州肯特州立大学的Joseph Gallant 在其《埃 菲尔铁塔的形式》一文中提到“埃菲尔铁塔与众不同 的造型源于基本的力学思想，设计原理是让最大风载 荷产生的倾覆力矩与铁塔自身的重量产生的力矩相平 衡------”，为了实现这种平衡，埃菲尔“弯曲了塔柱使 得同一高度上各点引出的切线相交于一点且这一点也 恰恰在塔体切点以上部分风载荷合力的作用线上。” 于是通过计算确定的塔柱曲线能够提供最有效的抗风 支撑，而且桥塔实际的重量产生的竖向力与最大风荷 载产生的水平力两者的合力在铁塔的每一层上都是沿 着铁塔的理想塔柱。在这一认识的基础上， Joseph Gallant 以风压为基本参数，利用数学工具重构了铁塔 的几何形式
先假设一个对称的简单桁架体
系来抵抗强风荷载 P1 P2 P3 P4(图5)：为了计算 MN 截面上 三个杆件的拉力或压力,可以先
计算截面以上塔体所受外部荷载 的合力 P。如果MN 截面上外侧
的两个弦杆延长相交于外部荷载 合力 P 的作用线上,那么中间格 构柱上的力将不存在,也就是说 这根杆件可以被省去(但是为了
❖ 法国著名的工程师埃菲尔（Gustave Eiffel ，1832-1923)。 由于这座构筑物太有名了，所以在提到他时，人们又自然会 联想到他的最重要的贡献就是这座铁塔的设计。用他自己的 话说： “埃菲尔铁塔把我淹没了，好像我一生只是建造了
她”。其实，他留给世人可以回味的贡献是很多的（美国纽 约自由女神像的结构设计者）。他不仅是一位功勋卓著的结 构工程师、流体力学和空气动力学学者,也是一位值得纪念的程承包工作。
That’s all
❖ 在埃菲尔铁塔的设计和建造中，不仅他运用的力 学、结构、美学概念和思路是巧妙、协调与统一 的，而且对施工技术也是熟悉、谨慎和运用自如 的，他所做的实际工作更是大量、细致和精确的。 他为设计此塔雇用了30名绘图员，用了18个月的 时间，画了约5000张图纸，有着15 000多个结构 构件和250多万个连接用的铆钉孔。
结构分析：
❖ 荷载：自重和游客的重力荷载外，主要承受风载。 ❖ 铁塔的总体外形与风载荷作用下的弯矩图十分相似，因此充分利用了塔
身材料的强度和刚度，受力十分合理 。实际上，由于塔身是用钢构架 (实际用的是锻铁)做成的细工饰品，没有外饰面层，风可以穿越结构， 没有很大的受风面积，实际风载比设计时所采用的值小得多，因而有很 大的安全储备。 ❖ 基本的桁架单元有3种，依次为： 同时桁架元的的使用顺序也是由下至上， 逐渐简化、轻巧，合理得分配了结构构件 的刚度和强度并与实际的内力分布相一致。 力学、结构、美学概念和思路巧妙、协调与统一
❖ 埃菲尔铁塔占地一公顷，除了四个脚是用钢筋水 泥之外，全身都用钢铁构成，塔身总重量7000吨。 它使用了1500多根巨型预制梁架、150万颗铆钉、 12000个钢铁铸件由250个工人花了17个月建成。 和当时其他的大型建筑工程不同，埃菲尔在自己 的车间里面预制造好所有的部件。也就是说，当 这些部件被送往工地的时候，能够很快速的安装 完毕。
埃菲尔铁塔
Eiffel Tower
简介
❖ 为了纪念1789年法国大革命100周年，在巴黎 举行的世界博览会开幕前落成的埃菲尔铁塔， 到现在已经经过了100多年仍然屹立在巴黎战 神广场，供世人参观游览。
❖ 由法国著名的工程师埃菲尔（Gustave Eiffel ， 1832-1923) 设计建造，建成于1889年，高 320m，用钢9 000 t，属于钢结构。作为当时 最高结构的纪录保持了40年，它不仅满足了展 览功能，而且以其造型优美、结构合理、建筑 结构的完美统一而一直被世人称颂，一直保存 至今。
杆也能单独承受一部分水平风荷 载,少量的横撑不可缺少的同时 弦杆也应具有一定的抗弯刚度) 。
❖ 更进一步讲,如果此时 MN 截面以上塔的重量产生的 顺时针力矩和风荷载产生 的逆时针力矩相平衡,那么 迎风面弦杆将没有轴向力 的作用,同时背风侧弦杆的 轴向力将指向重力荷载与
如果mn截面上外侧的两个弦杆延长相交于外部荷载合力p的作用线上那么中间格构柱上的力将不存在也就是说这根杆件可以被省去但是为了使两根弦杆共同受力并且每根弦杆也能单独承受一部分水平风荷载少量的横撑不可缺少的同时弦杆也应具有重量产生的顺时针力矩和风荷载产生的逆时针力矩相平衡那么迎风面弦杆将没有轴向力的作用同时背风侧弦杆的轴向力将指向重力荷载与水平风荷载的合力点
构造：
结构体系既直观简捷：
❖ 底部是分布在每边128m长底座上的4个巨型角形倾斜柱墩 (倾角54。)，由标高为55m处的第一平台支承着；
❖ 第一平台和标高为115 m的第二平台之间有4个微曲的角立柱 相连；向上转化为细长的、几乎垂直的、189m高、刚性很 大的方尖塔，直通顶部平台；
❖ 顶部平台上部有一个很小的拱曲屋顶和竖立的旗杆(现为电 视天线)。所有立柱和方尖塔都采用x形抗风斜撑组成的网格 桁架作为结构。全塔总重9700t，有着4个坚固的直伸至下卧 持力土层的沉箱基础。在挖掘和建造沉箱时，采用水下施工 措施，因为塞纳河的河水已经渗入该塔座基础所处的土壤中。
水平风荷载的合力点。
为了进一步阐明铁塔结构构型中所包含的力学原
理和结构设计思想，不少学者进行了专门的研究。美 国俄亥俄州肯特州立大学的Joseph Gallant 在其《埃 菲尔铁塔的形式》一文中提到“埃菲尔铁塔与众不同 的造型源于基本的力学思想，设计原理是让最大风载 荷产生的倾覆力矩与铁塔自身的重量产生的力矩相平 衡------”，为了实现这种平衡，埃菲尔“弯曲了塔柱使 得同一高度上各点引出的切线相交于一点且这一点也 恰恰在塔体切点以上部分风载荷合力的作用线上。” 于是通过计算确定的塔柱曲线能够提供最有效的抗风 支撑，而且桥塔实际的重量产生的竖向力与最大风荷 载产生的水平力两者的合力在铁塔的每一层上都是沿 着铁塔的理想塔柱。在这一认识的基础上， Joseph Gallant 以风压为基本参数，利用数学工具重构了铁塔 的几何形式
先假设一个对称的简单桁架体
系来抵抗强风荷载 P1 P2 P3 P4(图5)：为了计算 MN 截面上 三个杆件的拉力或压力,可以先
计算截面以上塔体所受外部荷载 的合力 P。如果MN 截面上外侧
的两个弦杆延长相交于外部荷载 合力 P 的作用线上,那么中间格 构柱上的力将不存在,也就是说 这根杆件可以被省去(但是为了
❖ 法国著名的工程师埃菲尔（Gustave Eiffel ，1832-1923)。 由于这座构筑物太有名了，所以在提到他时，人们又自然会 联想到他的最重要的贡献就是这座铁塔的设计。用他自己的 话说： “埃菲尔铁塔把我淹没了，好像我一生只是建造了
她”。其实，他留给世人可以回味的贡献是很多的（美国纽 约自由女神像的结构设计者）。他不仅是一位功勋卓著的结 构工程师、流体力学和空气动力学学者,也是一位值得纪念的程承包工作。
That’s all
❖ 在埃菲尔铁塔的设计和建造中，不仅他运用的力 学、结构、美学概念和思路是巧妙、协调与统一 的，而且对施工技术也是熟悉、谨慎和运用自如 的，他所做的实际工作更是大量、细致和精确的。 他为设计此塔雇用了30名绘图员，用了18个月的 时间，画了约5000张图纸，有着15 000多个结构 构件和250多万个连接用的铆钉孔。
结构分析：
❖ 荷载：自重和游客的重力荷载外，主要承受风载。 ❖ 铁塔的总体外形与风载荷作用下的弯矩图十分相似，因此充分利用了塔
身材料的强度和刚度，受力十分合理 。实际上，由于塔身是用钢构架 (实际用的是锻铁)做成的细工饰品，没有外饰面层，风可以穿越结构， 没有很大的受风面积，实际风载比设计时所采用的值小得多，因而有很 大的安全储备。 ❖ 基本的桁架单元有3种，依次为： 同时桁架元的的使用顺序也是由下至上， 逐渐简化、轻巧，合理得分配了结构构件 的刚度和强度并与实际的内力分布相一致。 力学、结构、美学概念和思路巧妙、协调与统一
❖ 埃菲尔铁塔占地一公顷，除了四个脚是用钢筋水 泥之外，全身都用钢铁构成，塔身总重量7000吨。 它使用了1500多根巨型预制梁架、150万颗铆钉、 12000个钢铁铸件由250个工人花了17个月建成。 和当时其他的大型建筑工程不同，埃菲尔在自己 的车间里面预制造好所有的部件。也就是说，当 这些部件被送往工地的时候，能够很快速的安装 完毕。
埃菲尔铁塔
Eiffel Tower
简介
❖ 为了纪念1789年法国大革命100周年，在巴黎 举行的世界博览会开幕前落成的埃菲尔铁塔， 到现在已经经过了100多年仍然屹立在巴黎战 神广场，供世人参观游览。
❖ 由法国著名的工程师埃菲尔（Gustave Eiffel ， 1832-1923) 设计建造，建成于1889年，高 320m，用钢9 000 t，属于钢结构。作为当时 最高结构的纪录保持了40年，它不仅满足了展 览功能，而且以其造型优美、结构合理、建筑 结构的完美统一而一直被世人称颂，一直保存 至今。