建筑里的数学

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  恰逢十一国庆节,出行的人可真不少!旅游的路上总会看见很多建筑,它们与数学相遇,会发生什么化学反应呢?
  美丽的调节剂——黄金分割
  上海有东方明珠塔,巴黎有埃菲尔铁塔,多伦多有电视塔……不过,这些建筑它们有什么共同点呢?美?当然,不过我们要学会透过表面看本质,其实它们的设计都采用了黄金分割。
  黄金分割是指将整体一分为二,较大部分与较小部分之比等于整体与较大部分之比。科学家和艺术家普遍认为,黄金分割是建筑艺术必须遵循的规律。许多建筑正是采用了黄金分割,才变得更雄伟、雅致。
  上海东方明珠电视塔、巴黎埃菲尔铁塔和多伦多电视塔等,它们都是根据黄金分割原则建造的。东方明珠电视塔的黄金分割点是它的上球体,埃菲尔铁塔的黄金分割点是它的第二层平台,多伦多电视塔的黄金分割点是它113层楼高的观景台。黄金分割的融入,让这些建筑看上去更加挺拔,气势恢宏,充满美感。
  坚固的代名词——曲面
  曲面建筑非常特别却又较为常见。生活中常见的弧形桥就是曲面建筑,如赵州桥。
  很多曲面建筑是凸面的,因为凸面可以将表面受到的压力均匀地分散开来,使建筑可以承受较大的压力,同时又可以让建筑变得灵动而富有生命力。如北京鸟巢、悉尼歌剧院。
  曲面作为建筑的构成元素,不仅有维护和分隔空间的作用,还能以不同的方式呈现出不同的建筑语言。如曲面本身的线条美、表面材料的肌理美、变化产生的轮廓美等。
  广州的标志性建筑——“小蛮腰”(广州电视塔),它的外形是典型的单页双曲面,也就是直纹面,特点是上下宽、中间细。但这个看上去很扭捏的双曲面,却是由一根根笔直的柱子斜着搭建起来的,是不是很神奇?
  外貌的主导者——几何形状
  说起建筑,最先被人们注意到的是它们的外形,而很多建筑在外形上都表现出了几何美。如北京的水立方,外形是长方形;埃及的金字塔,它的每个侧面都是三角形,而在我国古代的建筑中,三角形多用于屋顶的建造。
  在众多外形各异的建筑中,圆形建筑是不得不提的一个。广东省大浦县的花萼楼就是一个巨大的圆形建筑,它的内部还有一口面積为283.4平方米的圆形天井。这种环环相扣的设计,寓意着客家人圆满、团结等美好生活理念。再看北京天坛,有两重坛墙环绕,分内、外坛,均为南方北圆,寓意“天圆地方”。
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