8 件展品参观路线
建筑与城市
建筑怎样站稳,城市又怎样在地下输送水和电?
先看依靠形状支撑的古老建筑,再看现代建筑的起重机、电梯和抗震设施,最后来到街道下面。
前三站介绍靠结构形状站稳的建筑:石拱、由扶壁支撑的哥特式拱顶,以及通过木榫相互咬合的韩屋框架。接下来三站介绍现代建筑的机器和装置,包括建造它们的起重机、内部的电梯,以及地震时支撑它们的隔震支座。
最后两站来到街道下面,看看维持城市运转的管道和电缆,以及生产自来水的水厂。它们共同说明,支撑城市的不只是看得见的建筑,还有看不见的设施。
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图 24 · 原理馆石拱桥:加载观察承重原理
石拱的石块之间没有胶粘,可最后一块石头在顶部放好后,它就能独自站立。
最后一块石头安放前撤去拱架,看看会发生什么。
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图 51 · 原理馆哥特式教堂为什么不会倒塌:尖拱与飞扶壁的受力原理
Amiens Cathedral 的石拱顶离地 42.3 米,而下方墙面大多由玻璃构成。
关闭飞扶壁,观察推力线怎样移出墙体。
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图 57 · 原理馆韩屋:木构架如何拼合,温突如何供暖
韩屋构架通过雕切的木节点相互锁合,温暖房间下方,一小堆火产生的烟流经石砌烟道,通往烟囱。
逐个拆开框架的榫卯,看看不用钉子怎样固定。
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图 61 · 原理馆塔式起重机:为什么不会倾覆,移动吊载看力矩变化
塔式起重机在塔身旁可起吊 8 吨,在 50 m 起重臂的臂端却可能只能吊 3.2 吨,原因就在一次乘法中。
把 3.2 t 的负载移到吊臂末端,读取起重性能表。
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图 76 · 原理馆电梯:交互模拟器,对重与制动器
满载乘客的电梯轿厢重将近 2 吨,可电动机实际要提起的只有其中四分之一左右,因为钢丝绳另一端挂着对重。
使用「剪断钢丝绳」,观察安全钳怎样夹住导轨。
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图 48 · 原理馆建筑抗震原理:比较隔震支座、阻尼器与支撑
按六层模型自身的 0.6 秒周期振动,楼层弯曲约为一秒周期时的 14 倍。橡胶支座、阻尼器和支撑各有不同的应对方式。
把建筑放在橡胶支座上,比较顶层的位移。
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图 45 · 原理馆地下管线:街道下面有什么
韩国道路规定要求给水干管至少埋在路面以下 1.2 米,排水干管至少埋深 3 米,因此四类管道和电缆都集中在最上方 2 米内。
向下挖过供水主管和下水道,读出它们的埋深。
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图 60 · 原理馆净水厂:浑水怎样变成清水
直径两微米的黏土颗粒需要十一天才能沉到沉淀池底,但用混凝剂聚成絮体后,约两小时便能到达池底。
把混凝剂用量设为零,看看黏土沉降需要多久。