“小蠻腰”的魅力

○張麗琴

同學(xué)們，你們知道中國(guó)第一高塔是哪座塔嗎？它就是廣州塔，塔身主體高454 米，天線(xiàn)桅桿高146 米，總高度600 米。600 米有多高呢？可能有的同學(xué)想象不出，我們換算一下：普通住宅的高度大約3 米，600 米高可就相當(dāng)于200 層的住宅樓！目前我國(guó)的住宅小區(qū)還沒(méi)有如此高的樓房呢！廣州塔真是高聳入云呀！

廣州塔又稱(chēng)廣州新電視塔，是廣州市的地標(biāo)工程，設(shè)計(jì)使用年限超過(guò)100年。它可有好幾個(gè)世界之最呢！廣州塔塔身168～334.4米處設(shè)有“蜘蛛俠棧道”，是世界最高最長(zhǎng)的空中漫步云梯。塔身422.8 米處設(shè)有旋轉(zhuǎn)餐廳，是世界最高的旋轉(zhuǎn)餐廳。塔身頂部450～454 米處設(shè)有摩天輪，是世界最高摩天輪。天線(xiàn)桅桿455～485 米處設(shè)有“極速云霄”速降游樂(lè)項(xiàng)目，是世界最高的垂直速降游樂(lè)項(xiàng)目。既有美食可飽口福，又有好玩刺激的游樂(lè)設(shè)施，再加上這些世界之最，你是不是有了想去游覽一番的愿望呢？

另外，廣州塔是塔桅結(jié)構(gòu)，不屬于摩天大廈。超高建筑一般都會(huì)有所擺動(dòng)，按塔桅結(jié)構(gòu)要求，600 米高的建筑頂部可允許的擺幅是3 米，而廣州塔的擺幅只有1.2 米，我們站在塔頂幾乎感覺(jué)不到擺動(dòng)。那是因?yàn)樗?nèi)裝有一個(gè)黑科技“太極魚(yú)”。塔身擺動(dòng)時(shí)，太極魚(yú)會(huì)自動(dòng)滑向另一側(cè)，起到平衡作用，緩沖擺動(dòng)，因此，人在塔頂感覺(jué)不到搖晃?！疤珮O魚(yú)”還可以預(yù)測(cè)到地震，能讓廣州塔扛得住12 級(jí)臺(tái)風(fēng)和8 級(jí)地震，箱內(nèi)的水還有消防功能。廣州塔本身就有“地動(dòng)儀”的作用：2008年汶川大地震發(fā)生7 分鐘后，在建的廣州塔突然發(fā)生異動(dòng)，持續(xù)了兩分鐘。工程師們經(jīng)過(guò)精確計(jì)算，震中距離廣州塔1325 千米，地震波傳到廣州塔的時(shí)間是7 分鐘，正好吻合。你看，它的黑科技也很厲害呢！

廣州塔還有一個(gè)非常有趣的名字——“小蠻腰”。廣州塔塔身設(shè)計(jì)的最終方案為橢圓形的漸變網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，底部比較疏松，向上到腰部則比較密集，腰部收緊固定了，像編織的繩索，呈現(xiàn)“纖纖細(xì)腰”，因此從外觀(guān)看就像一個(gè)少女的細(xì)腰，所以就被人們親切地稱(chēng)為“小蠻腰”。它的有趣還在于廣州塔是“會(huì)動(dòng)的”，每天清晨，廣州塔陽(yáng)面溫度升高，陰面溫度低。不同面的鋼管會(huì)沿著各自?xún)A斜的方向伸縮，塔身整體就發(fā)生扭轉(zhuǎn)，巨大的鋼結(jié)構(gòu)開(kāi)始跟著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)極限。傍晚時(shí)分，隨著溫度慢慢降低，再逆時(shí)針地轉(zhuǎn)回來(lái)，直到復(fù)位。

你看，廣州塔在設(shè)計(jì)上還運(yùn)用了數(shù)學(xué)知識(shí)，旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)呈現(xiàn)了“小蠻腰”的美。我們也一起來(lái)看一道關(guān)于旋轉(zhuǎn)的題目吧：

看下列兩個(gè)圖形，圖①如何平移或者旋轉(zhuǎn)到圖②位置？

分析一：因?yàn)橛兄行狞c(diǎn)O，先考慮圖①沿中心點(diǎn)O 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，觀(guān)察下圖。

然后，圖①向右上角平移至圖②位置，看下圖。

分析二：因?yàn)橛兄行狞c(diǎn)O，先考慮圖①沿中心點(diǎn)O 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，觀(guān)察下圖。

然后，圖①向右下角平移至圖②位置，看下圖。

我們通過(guò)順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，結(jié)合平移，就成功地解決了問(wèn)題。

“小蠻腰”的塔身安裝了數(shù)百個(gè)傳感器，可以監(jiān)測(cè)地震、風(fēng)力、溫度、濕度等數(shù)據(jù)變化，綜合分析采集的數(shù)據(jù)，就能評(píng)估塔身結(jié)構(gòu)安全性。這種系統(tǒng)只在世界超級(jí)建筑中才會(huì)使用，因此還獲得了第37 屆日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展金獎(jiǎng)呢！設(shè)計(jì)師是荷蘭建筑師馬克·海默爾和他的妻子，我們真為他們?nèi)绱擞袆?chuàng)意的設(shè)計(jì)點(diǎn)贊！熱愛(ài)創(chuàng)意和善于思考的你是否也有一個(gè)偉大夢(mèng)想，將來(lái)也能設(shè)計(jì)出像“小蠻腰”一樣的偉大建筑呢？