本日来分享一篇数学运用于建筑的精彩文章。
一、黄金分割
埃及大金字塔高146.6M，它的10亿倍恰好即是地球到太阳的间隔.塔底周长920M,如果把塔底周长除以2倍的塔高那就靠近于圆周率. 胡夫大金字塔的塔心恰好是地球上各大陆的引力中央,通过塔底的中央的子午线,恰好把地球上海洋和陆地分成相等的两半.把正方形的塔底的两条对角线延长，恰好可以把尼罗河三角洲夹在里面。
在胡夫大金字塔中,最神秘的还是塔中的墓室,它的长,宽,高之比恰好是3:4:5，表示了勾股定理的数值。
金字塔底面边长与高之比约为11：7，恰好为祖冲之创造的约率22/7=3.142857的一半。
巴特农神庙
帕特农神庙的设计代表了全希腊建筑艺术的最高水平。从外面看，它气宇非凡，光彩照人，细部加工也风雅无比。它在继续传统的根本上又作了许多创新，事无年夜小皆精益求精，由此成为古代建筑最伟大的典范之作。
它采纳八柱的多立克式，东西两面是8根柱子，南北两侧则是17根，东西宽31米，南北长70米。东西两立面（全庙的门面）山墙顶部间隔地面19米，也便是说，其立面高与宽的比例为19:31，靠近希腊人喜好的“黄金分割比”，难怪它让人以为幽美无比。柱高10.5米，柱底直径近2米，即其高宽比超过了5，比古风期间多利亚柱式（三种希腊古典建筑柱式中最大略的一种）常日采取的4比1的高宽频年夜了不少，柱身也相应颀长秀挺了一些。
东方明珠
事实上此建筑的几何组成上是十分单调的，完全的圆型或球形也由于在画面中过于抢眼而常常被避讳。但是设计师在这个建筑中多处利用了黄金分割的比例，使其折衷都雅。上海东方明珠电视塔的塔高468m，上球体到塔底的间隔约为289.2m，二者之比非常靠近黄金比例0.618，因此显得格外挺立。
二、膜构造
“水立方”位于奥林匹克公园B区西侧，和国家运动场‘鸟巢’隔马路遥相呼应，培植规模约8万平方米，最引人把稳的便是外围形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）。ETFE膜是一种透明膜，能为场馆内带来更多的自然光，他的内部是一个多层楼建筑，对称排列的大看台视野开阔，馆内乳白色的建筑与碧蓝的池塘相映成趣,ETFE膜还能防火，离开火就熄灭了。国家拍浮中央采取的设计方案，是经环球设计竞赛脱颖而出的“水的立方”方案。
水立方
这个看似大略的“方盒子”是中国传统文化和当代科技共同“搭建”而成的。中国人认为，没有规矩不成周遭，按照制订出来的规矩干事，就可以得到整体的和谐统一。
基于“泡沫”理论的设计灵感，他们为“方盒子”包裹上了一层建筑外皮，上面布满了酷似水分子构造的几何形状，表面覆盖的ETFE膜又授予了建筑冰晶状的外面，使其具有独特的视觉效果和感想熏染，轮廓和外不雅观变得柔和，水的神韵在建筑中得到了表示。
阳光谷
位于上海世博园的阳光谷是中国第一的索膜构造建筑，其分外之处在于柔性，白色膜布的最大风摆幅可以达到高下3米，大风吹来，膜布能随风起舞。而这种膜构造和微分几何中的极小曲面关系密切。
三、单叶双曲面&双曲抛物面
广州塔
广州电视塔(小蛮腰)的外型是范例的单页双曲面，即直纹面。单页双曲面的每条母线都是直线，普通来说，虽然看上去广州塔外边是光滑的曲线，中间细两头宽，但是事实上每一根柱子自下而上都是直的，以是广州塔是一堆笔直的柱子斜着搭起来的。
圣玛丽教堂
位于旧金山的圣玛丽教堂采纳的是双曲抛物面的构造，也叫做“马鞍面”。马鞍面是罗氏几何的一个主要模型。其余，我们常吃的某些薯片便是马鞍面哦。
四、球形构造&拱形构造
富勒球
富勒设计的蒙特利尔世博会美国馆，被人亲切地称为“富勒球”。这样的设计在当代已随处可见。然而这种不须要柱、梁、拱顶等支撑物的建筑模式在当时遭到很多人的疑惑。三位化学家从中，深受启示，创造了的新碳球C60的晶体形态，并终极得到了1996年诺贝尔化学奖。
悉尼歌剧院的形状实际上参照了同一个被拨开的球体的扇形部分，也便是说，这些曲面可以同属一个球面方程。它办理了开展大规模制造、加工零件的精度问题以及大略装置问题。
悉尼歌剧院
其余，球形或椭球形构造的好处在于坚固——比如生鸡蛋是很难用手握碎的。这是由于球形的任何一个地方受力，力都可以向四周均匀地分散开来。巨大的贮油罐做成球形便是这个道理。电灯泡为了更透光，玻璃壳很薄，但做成球形，它就比较坚固了。此外，安全帽盔，锅盖，雨伞等物品的设计里也有类似的事理。
赵州桥
赵州桥只用单孔石拱超过洨河，由于没有桥墩，既增加了排水功能，又方便舟船往来，石拱的跨度为37．7米，连南北桥堍（桥两头靠近平地处），统共长50．82米。采纳这样巨型跨度，在当时是一个空前的创举。石拱跨度很大，但拱矢（石拱两脚连线至拱顶的高度）只有7．23米。拱矢和跨度的比例大约是1比5。可见桥高比拱弧的半径要小得多，全体桥身只是圆弧的一段。这样的拱，叫做“坦拱”。球形是多少个拱形的组合，因此拱形也具有坚固的特点。这也是为什么大部分的桥要设计成拱形的缘故原由了，由于这种形状更坚固，可以使受力分散，进而桥体的承重力加大。
五、对称构造
泰姬陵
在所有的建筑中，最对称的建筑之一便是印度的泰姬陵。不仅主体建筑对称，就连池塘边的瓷砖花纹、树木都对称。不仅旁边对称，由于在水的倒映下，还高下对称。这种对称的构成能表达秩序、安静与稳定、持重与威严等生理觉得，并能给人以美感。
故宫博物院
故宫博物院采纳严格的中轴对称的布局办法：中轴线上的建筑高大华美，轴线两侧的建筑相对低小大略，同样给人一种庄严肃穆的觉得。
六、悬链线
金门大桥
位于美国旧金山的金门大桥，是天下著名的桥梁之一，被国际桥梁工程界广泛认为是美的典范。金门大桥是一种悬索桥，用到了数学上悬链线的事理，而悬链线方程的创造在数学史上还是一段趣闻呢。
圣路易斯拱门
圣路易斯拱门，便是美国向西开拓的一个象征，这座雄伟壮不雅观的不锈钢悬链线的建筑物，高达192米，是1964年动工后仅用两年韶光建成的。拱门底部有电梯可以直达顶层。圣路易斯拱门为圣路易斯市的地标， 高630英尺， 比华盛顿纪念碑、自由女神像或是欧洲的比萨斜塔都还要高！
听说根据设计哀求，拱门顶真个正常摆动幅度可在46公分之内，但据科学家打算，“大拱门”纵然碰着时速80公里的大风，其摆动幅度也仅有5公分。
七、莫比乌斯带
凤凰卫视北京总部大楼
凤凰国际传媒中央采取的是钢构造体系，设计和施工难度都比较大。它利用的是当代前辈的参数化非线性设计，冲破了传统的思维，不是通过画图，而是借助设计师的履历和数字技能协同事情，利用编程来完成大楼的设计和施工的。
两个具有肾形平面图的球根塔被玻璃和钢皮包围，以创建建筑物的环形形状。
卷的倾斜轮廓表示一个塔比另一个塔高几层。建筑师将设计与Mobius带的扭曲形式比较较。
凤凰国际传媒中央钢构造工程是一个技能创新型工程，在“莫比乌斯环”内，每一个钢构造构件波折的方向、弧度以及长度都是不一样的，而这所有的不一样，造诣了这座雄伟的、独一无二的建筑。
长沙中国结步辇儿桥
湖南长沙梅溪湖中国结步辇儿桥。该桥共设有3条步辇儿道、5个节点，全长183.95米，由直线形“闲步道”和拱形“登山道”交叉组成。该桥曾被美国CNN评比为十大“天下最性感建筑”之一。
梅溪湖“中国结”步辇儿桥别号为梅溪湖梅岭公园跨龙王港河步辇儿桥，因其独特的造型，又被称为“中国结”步辇儿桥。相互交织而又蜿蜒盘旋的设计灵感源于西方经典的莫比斯环和中国古老民间艺术中国结 。
曲面细分&极小曲面
自福特汽车开始，我们就进入了量化生产的大工业时期，量化的生产可以降落本钱，而订做总是昂贵的。当代的一些建筑师喜好做曲面的建筑，为了降落本钱，常日的做法每每是化曲为直，用种类有限而数量巨大的多边形来拼合出外表皮。这是蕴含着极其繁芜的算法的，常日是各大曲面设计所的核心机密，算法好坏的一个评判标准是表皮的流畅程度。
广州大剧院
广州大剧院宛如两块被珠江水冲刷过的灵石，奇特的形状充满奇思妙想。环球顶级声学大师为广州大剧院精心打造的声学系统，达到天下一流水平，使其通报出近乎完美的视听效果，得到环球建筑界及艺术家的极高评价，为中国夺得无数殊荣。
慕尼黑奥运会场馆
由45岁的斯图加特建筑师拜尼施受1967年蒙特利尔天下展览会上德国馆一个小小的帐篷式构造的启示而创造的。其新颖之处就在于它有着半透明帐篷形的棚顶，覆盖面积达85,000平方米，可以使数万名不雅观众避免日晒雨淋。全体棚顶呈圆锥形，由网索钢缆组成，每一网格为75×75厘米，网索屋顶镶嵌浅灰棕色丙烯塑料玻璃，用氟丁橡胶卡将玻璃卡在铝框中，使覆盖部分内光芒充足且柔和。独具匠心的拜尼施以蜿蜒的奥林匹克湖为背景，该奥运会的紧张比赛场馆原谅在连绵的帐篷式悬空顶篷之下，以横空出世的气势将运动场馆与自然景不雅观融为一体，为激烈的比赛带来了大自然的温馨。
在数学中，极小曲面是指均匀曲率为零的曲面。举例来说，知足某些约束条件的面积最小的曲面。 物理学中，由最小化面积而得到的极小曲面的实例可以是沾了肥皂液后吹出的肥皂泡。肥皂泡的极薄的表面薄膜称为皂液膜，这是知足周边空气条件和肥皂泡吹制器形状的表面积最小的表面。
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