玉米植株与超高层建筑
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专利号: | 0 | 所属分类: | 其他类别 | |
创意来源: | 生活 | 创意进度: | 创意提交 | |
单位来源: | 个人 | 发布时间: | 2017-12-21 | |
创意发明人: | 江苏大学 | |||
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国庆期间的苏北地区正值农忙季节。劳动人民要把田地里的庄稼—玉米等作物收割上来,再把小麦等过冬作物播种下去。很荣幸,我是他们其中的一员。
望着还略带青意的玉米植株和摇摇欲坠的玉米棒子,心中油然地涌出对生命饱满度的赞叹和感慨。这两天的西风一直吹个不停,杨树的叶子被吹落的满地堆积,而玉米植株依然矗立不倒!那种赞叹和感慨的心境愈发不可收拾。
此种心境再加上《超级工程》的感染,对于一个力学人来说,难免碰撞出思想的火花:玉米植株的形体和抗倒性是否也可以应用与超高层建筑呢?或者,据此是否可以设计一个超高层建筑呢?
对此,我想谈一谈我的想法。
首先,玉米的整个形体呈圆锥状,从上到下纬圆半径逐渐增大。事实上,在很多已有的高层建筑中已经体现了这一形体特征。例如,世界最高建筑------迪拜塔(828米)。
其中,值得注意
的是玉米植株的杆不是单纯的一根“木棍”,它是由多个圆台组合在一起的,这样就避免了单一的材料由于长度问题而带来的强度问题。另外,每个“圆台”之间的的位置连接的非常紧密,使其每一个节点都能够受力均匀。这样就大大增强了玉米植株防倾倒和折断的能力。阿基米德说:“给我一个支点,我就能撬动整个地球。”这句话为什么不能实现?除了找不到这样的支点外,还有一个重要原因是找不到一根材料硬度足够大的杠杆,因为它的长度很长。我认为,两者于此有所暗合。所以在有限级高度的超高层建筑中,采用与玉米杆类似的“拼接”结构,或许在实际应用中有借鉴意义。
其次,玉米植株的抗到性对于超高层建筑的建造也有较深的借鉴意义。玉米植株的抗到性主要取决于玉米穗位高度和根系的发达程度和分布状况。
在农业学中,存在一个玉米植株抗倒系数X的公式:
抗倒系数X=玉米穗位高度cm/玉米地上高度cm.(其中当x<0.35时,抗倒性较好)
若设玉米穗位高度为y,
(玉米穗位高度y)玉米植株地上高度为h
玉米植株地上高度h)
(其中h为定值)
则有抗倒系数X=y/h
由函数极限可知:当y→0时,X→0<0.35。此变化过程中玉米植株的抗倒伏性逐渐增强。由此,在实际应用中可以将“玉米穗”的高度降为0,以此来增强超高层建筑的“抗倒性”。
玉米植株的根系非常发达,这是决定玉米植株是否具有良好抗倒性的关键因素。其中,气生根裸露于地表,粗实坚硬。次生根和初生根生长于地下,交错纵横。玉米植株的这些根系固定了周围的土壤,使其拥有一个强大的“地基”,从而在很大程度上确保了整个玉米植株的稳定性。
植物是活的,它可以按照生存的法则生长,直至它的生命达到高潮,继而趋于稳定。虽然钢筋混凝土是死的,但是我们可以直接打造一栋建筑的“生命高潮”,使其屹立于沧桑岁月而不朽。