这是两千多年前古罗马人建造的原型穹顶,如果直接使用混凝土,整个屋顶的重量会达到两万多吨,这会造成基座外扩而开裂崩塌。为此工程师想办法减少对混凝土的使用,先将圆顶的墙壁变薄,再将天花板的箱板挖空,这样就能将圆顶重量降至一半。
并且为防止基座可能外扩的风险,在其周围安装七个混凝土环,如此一来就建造出了拥有最大无钢筋混凝土穹顶的万神殿。之后工程师改用砌砖法进行建造。
但问题是当工人砌到顶部时,由于墙壁需要开始向内倾斜,如何将砖块砌成垂直走向?对此工程师先在施工面砌出一个支架,在砌好第一排后用水泥将缝隙填满,这样就能防止上面的砖块滑下来。
但想要建造出更大的穹顶,传统材料根本派不上用场。对此工程师利用剑桥的方法将六个桥梁横架用一个中轴固定,从而支撑起一个由瓷砖和玻璃组成了圆顶。
但这有一个致命的弱点,如果将圆顶直接固定在砖石上,当天气炎热时由于钢膨胀是砖石的两倍,这会使屋顶和石墩柱分裂,后果不堪设想。于是工程师又在每个横架底座安装一个轮组,如此一来就完美的解决了热胀冷缩的问题。
随着工业水平的发展,为了能够舒适的在室内开展大型体育赛事,工程师尝试建造一个拥有巨大圆顶的巨大体育场。为了能够让光线充足的照进来,工程师使用更加轻盈坚固且澄澈明净的防风玻璃,但这会在场馆中投射出严重的阴影。
为了解决这一问题,工程师又在玻璃上加上一层微型三棱镜,这样就能使光线折射向外扩散,从而可以平均分布在整座场馆中。由于高钢骨架的存在会使场馆变得相对阴暗,当运动员望向天窗时会出现不同程度的炫光。
于是工程师又使用一种坚韧的玻璃纤维薄膜,再加上一层特殊的浮屠料,这样就能精准的控制光线的摄入,从而使屋顶不仅拥有绝佳的透明度,还能使整个场馆拥有足够的亮度。
随着体育场越建越大,使整个屋顶的重量达到了数千吨重,如果直接将其盖在地上很容易就会造成外扩而倒塌。对此工程师决定先挖出一个地基,利用周围岩床来提供支撑,用巧妙的几何设计建造出七座桥状空心横架,并用一圈钢环将其固定在一起。
之后再用一个巨大的主横架贯穿整个屋顶,这样就形成了一个坚实的钢笔架,并且将整个玻璃屋顶一分为二,分别在横架上安装五十台机械轮组进行承载。如此一来不仅能有效支撑起数千吨重的玻璃穹顶,还能实现自由的开合。
随着巨蛋体育场越来越受欢迎,观众也越来越多,如果发生了火灾,浓烟会瞬间填满整个封闭的场馆,最终酿成惨剧。传统的火灾侦测器主要是对浓烟进行监测,如果等浓烟到达传感器时火势可能早已失控。
为解决这一问题,工程师决定使用最新型的火灾侦测器。由于火在燃烧时,会产生二氧化碳气体释放的红外线辐射,会形成独特的热信号感应器,只需监控这种异常的信号就能立刻启动全自动消防系统,从而确保数万名观众的安全。
就是在这样一步步的技术突破下,一座现代化的巨蛋体育场就建造完成了。