有哪些看起来违背力学原理的建筑？

有些建筑，初看之下，仿佛被施了魔法，挑战着我们对重力和平衡的固有认知。它们巍然屹立，却又显得如此轻盈，甚至有些不安分。要说“违背力学原理”，其实更准确的说法是它们巧妙地“运用”了力学原理，将我们对“可能”的边界推到了极致。

让我来给您掰扯掰扯几个这样的建筑，让您看看它们是如何玩转物理定律的：

1. 意大利的斜塔（Leaning Tower of Pisa）：经典中的经典，斜而不倒的优雅

说起违背力学原理的建筑，比萨斜塔绝对是绕不开的鼻祖。这座钟楼原本是按垂直建造的，但由于地基承载力不足，加上施工期间 땅下水位变化，导致从建造初期就开始倾斜，并且倾斜度还在不断增加。

您可能会想，这么一个大家伙，都歪成这样了，怎么还能站着呢？这其中的玄机在于：

重心偏移与支撑: 虽然塔身倾斜了，但它的重心依然在底部的支撑面上。想象一下，您推一个斜倚在墙上的扫把，只要重心在墙的范围内，扫把就不会倒。比萨斜塔的重心虽然偏离了垂直中轴线，但它仍然落在其宽厚的圆柱形基座的支撑范围内。
材料强度与均匀性: 塔身主要由石材建造，这些材料本身具有相当大的抗压强度。虽然存在应力集中的地方，但整体材料的均匀性以及建造时对石材的精细处理，使得它能够承受住自身的巨大重量以及倾斜带来的额外压力。
历史与加固: 最初的倾斜是因为地质问题，但随着时间的推移，倾斜也趋于稳定。在现代，工程师们更是采取了一系列措施来防止它倒塌，比如对北侧地基进行回填加固，甚至在塔身内部进行精确的配重调整。这些举措都是在理解和利用力学原理的基础上进行的。

它不是违背了力学，而是以一种令人惊叹的方式，在力学允许的范围内达到了一个极限状态。这种“不完美”恰恰成就了它的独特魅力，也让人们对力学有了更深刻的认识。

2. 阿联酋迪拜的哈利法塔（Burj Khalifa）：直冲云霄的擎天柱，却又纤细无比

如果说比萨斜塔是挑战水平方向的极限，那哈利法塔则是挑战垂直高度的极限。这座高达 828 米的摩天大楼，看上去就像一根细长的针，直刺天际。您可能会疑惑，这么高的大楼，底部那么小的占地面积，如何能支撑住顶部的巨大重量？

答案在于其精妙的设计和先进的材料：

Y形核心筒结构: 哈利法塔并非简单的柱子加楼板。它的核心结构是“Y”形的，这种设计具有天然的稳定性。Y字的每一臂都向外延伸，这样可以有效地分散风荷载，并为内部的电梯井、楼梯间等提供支撑。您想象一下，一根Y形的树枝，比一根同等粗细的直树枝更不容易被风折断。
巨型斜撑和外围墙体: 在Y形核心筒的周围，分布着多个斜向的巨型支撑结构，这些结构从地面一直延伸到建筑的顶部。它们如同巨人的手臂，紧紧地环抱住核心筒，共同承受来自各个方向的力。外围的混凝土墙体也起到了重要的支撑作用。
高强度混凝土与钢材: 为了承受如此巨大的压力，哈利法塔使用了超高强度的混凝土和钢材。这些材料能够在极小的体积内承受极大的荷载。例如，用于浇筑高层的混凝土，其强度是普通混凝土的数倍。
风力控制技术: 高层建筑最怕的就是风。哈利法塔的设计充分考虑了风的影响。它的Y形结构和错落的楼层设计，可以“扰乱”风流，减少对建筑的冲击。同时，在建筑内部和外部也设置了减震装置，能够有效地抵消风引起的摇摆。

哈利法塔的建造，是现代工程技术和材料科学的集大成者。它并非违背力学，而是将力学原理运用到了极致，通过精密的计算和卓越的工程来实现看似不可能的“瘦高”结构。

3. 澳大利亚墨尔本的“曲棍球棒”大楼（Eureka Tower）：向上伸展的“柔韧性”

如果您看过一些关于尤里卡大厦（Eureka Tower）的图片，可能会被它那独特的顶部造型所吸引——那像是被什么东西向上顶起而弯曲的模样。它的设计理念正是为了应对风荷载和提高结构的稳定性。

“曲棍球棒”的结构含义: 这个顶部的设计，并非随意为之。它实际上是建筑结构的一部分，通过一个向外伸展并向上弯曲的结构，有效地分散了高层建筑在风力作用下的侧向位移。您想想，如果您用手去推一根细长的棍子，它更容易弯曲。但如果您在棍子的一端稍微向外侧施力，就能让它在受到推力时产生一种“抗拒”的形变，从而减小整体的摇摆幅度。
钢筋混凝土结构与外伸设计: 尤里卡大厦采用了钢筋混凝土结构，并且在顶部设计了外伸的钢结构。这个结构不仅美观，更重要的是它通过改变力的传递路径，有效地消散了风荷载。
减震装置: 像许多高层建筑一样，尤里卡大厦也配备了减震装置，通常是位于顶部的巨型水箱，通过水的移动来抵消建筑的晃动。

这个建筑的造型，与其说违背力学，不如说是以一种非常巧妙的方式，将“柔韧性”融入了刚性的结构中，从而在外观上呈现出一种动态的美感，而这种美感背后是工程师们对风工程学的深刻理解。

4. 西班牙毕尔巴鄂古根海姆博物馆（Guggenheim Museum Bilbao）：流动的雕塑，挑战几何的想象

弗兰克·盖里（Frank Gehry）设计的这座博物馆，仿佛是由金属碎片和波浪组成的流动雕塑。它那弯曲的、不规则的、仿佛随时会融化的外形，更是让人对它的稳定性产生疑问。

钛金属的独特运用: 博物馆的外壳主要由数千块钛金属板组成。钛金属不仅轻巧，而且具有极强的延展性和耐腐蚀性，这使得它能够被塑造成各种复杂的曲面。
计算机辅助设计（CAD）的革命: 盖里的设计几乎不可能通过传统的制图方法完成。他运用了当时最先进的计算机辅助设计软件（CATIA），能够精确地模拟和计算每一个曲面的形状、角度以及材料的受力情况。
复杂的内部支撑结构: 尽管外表看似自由奔放，但古根海姆博物馆内部拥有一个极其复杂的钢结构支撑系统。这些钢梁和钢柱被精确地设计和焊接在一起，形成了一个强大的骨架，支撑着外部的钛金属“皮肤”。它们就像隐藏在人体中的骨骼，支撑着外在的肌肉和皮肤。
曲面几何的力学应用: 建筑师们巧妙地利用了曲面几何的特性。例如，某些曲面虽然看起来是弯曲的，但其截面实际上是经过精心计算的，能够将荷载有效地传递到下方的支撑结构。这就像一个抛物线，虽然是弯的，但在结构上却能承受很大的压力。

古根海姆博物馆的震撼之处在于，它将艺术的想象力和工程的严谨性完美结合。它不是在“违背”力学，而是在用一种全新的、极具雕塑感的方式来诠释力学原理，让建筑本身成为一件巨大的、会呼吸的艺术品。

总而言之，这些建筑之所以看起来“违背”力学原理，并非因为它们真的藐视了牛顿的定律，而是因为它们以超乎寻常的智慧和技术，将这些定律发挥到了极致，甚至是以我们意想不到的方式来表达。它们是工程师和建筑师们对物理世界理解的具象化，是人类创造力与科学精神的完美融合，也是对我们眼中“可能”边界的不断拓展。每次看到它们，都会让人惊叹于人类的智慧，以及建筑艺术所能达到的高度。

谢没人邀

1、托罗哈的马场看台

波浪形的钢筋混凝土挑出屋面12.8m，最薄处只有5cm

当时的数字还不很成熟，为了让这巨大的悬挑成立，托罗哈通过结构试验单元做了几次试验，最终将拱壳的纵向截面选为双曲抛物线，这样对受力相对最为合理。

图为屋顶的应力曲线，内部钢筋的布置也是根据它来的。

而且这货在西班牙内战中挨了几炮还没垮...

从剖面图可以发现，巨大的悬挑是通过后部的拉杆平衡前面的倾覆力，同时吊起下面的交易大厅

2、迪埃斯特的图雷特公共汽车总站

这个造型比上一个更夸张，厉害的是，这个车站是砖砌筑的

壳体的横剖面是倒悬链拱，这样壳体在重力作用下只存在压力，拱之间的侧向力相互抵消，边缘的侧向力由边梁承担。与上面不同的是，该结构前后对称来平衡倾覆力，单个壳体中拱顶受拉力，因此在拱顶集中埋设钢筋

同时壳体中还运用了预应力钢筋，让壳体预先受压，减小拱脚侧推力。施工时先埋设顶部环状钢筋，再和中段预应力钢筋相连，最后在腰部连起来，像是8字形。

类似的还有

同一个建筑师的我也不知道是什么东西，被称为seagull

是类似金贝尔美术馆的悬臂梁，同时也有用到预应力钢筋

3、舒霍夫的舒霍夫塔

先上大佬照片

弗拉基米尔·舒霍夫以他在结构设计分析领域开创性的工作而著称，他创造性的发展了双曲壳塔、网状壳体、张拉结构、栅格壳体以及储油罐、输油管、工业锅炉塔架、船只和驳船等各种各样的结构体系。 　　舒霍夫是一位石油工业、房屋结构和桥梁结构领域杰出的改革家，同时，他还开创了双曲结构体系的新领域。这些以非欧几何中的双曲线为基础的结构，在今天被称为旋绕双曲线结构。他还给出了分析这些结构体系的数学方法。舒霍夫最为人所称道的就是他那独具匠心的双曲壳塔的设计，比如以他的名字命名的舒霍夫塔。 百度百科

舒霍夫塔双曲面的直杆远看像是渔网，却能支撑一百多米的高塔，而且就算把图片倒过来看反而更合常理...反重力做到这个地步说是苏联第一工程师也不为过。

塔原本是用来做通信塔的，2002年不再使用，由于年久失修，俄国政府曾打算拆除或搬走，不过最终在群众的坚持下保留了下来，将永久成为莫斯科河畔苏联巅峰时期的纪念碑。

不知道广州小蛮腰有没有参考它

谢邀 @周鑫 。说一个这几年纽约开始流行的超级细长塔楼吧--不至于违背力学原理…但是挑战了原来的高楼高宽比，纤细到看着颤颤巍巍。

先放一张“老"高楼帝国大厦和“新”高楼432 Park Avenue的同框照片，这两栋楼高度接近，但大家感受下他们的瘦长度。。。

首先这么做的，是普里兹克得奖建筑师Portzamparc的One57以及Rafael Vinoly的432 Park Avenue，尤其是后者，一栋超高层（96层）的极其纤细的天价公寓楼，即使在纽约的高楼林立的天际线里，也非常耀眼。

据统计，在接下来的2017-2020年，曼哈顿中城有18栋这样的超级细长塔楼（super slenders）在建设或规划中。将极大地改变纽约天际线。

环绕着中央公园的南侧，将会出现好多“根”高楼，这其中不乏大师作品，比如：

这些楼在结构上虽然比以前的楼更有挑战，但难不倒现在的技术（无非是投入的问题）。相比结构问题，其引发的经济和社会影响则更大：

其一：这些楼之所以能造那么高，是因为开发商进行了一项土地交易上的“创新”。买下了两个地块，并把其中之一的“air rights”（可类比容积率？）补给了另一块地。众所周知，高层公寓的售价是越高越贵，这样的叠加从经济上肯定是划算的。

其二：这些楼大多聚集在中城，中央公园南侧，其高度对中央公园造成了不少影响。比如one57就被认为是第一栋在中央公园的核心投下阴影的高楼。这样的豪宅开发是否侵犯纽约市民的公共利益，已经引发讨论。

其三，前几波的曼哈顿超高层建筑，都是以办公、酒店为主的公共综合建筑（比如帝国大厦、洛克菲勒大厦、世贸中心等等），而这一波超高层，则主要为大平层豪华住宅（所以才会显瘦，毕竟住宅需要采光，无法做大进深的平面）。前者有益于城市，且容纳了诸多从业者，后者则基无贡献。从这一点上往深里想，西方的橄榄形中产社会确实开始撕裂了。

PS1，目前这种纤细豪宅楼的typology只出现在了纽约，东京香港新加坡这些同样高密度的城市并未出现，也颇值得研究。

PS2，最后，也许资本至上的纽约真的会出现这样的楼吧：

（这是一个当地建筑师用以architecture为媒介进行的创作，并不是真实项目）

温哥华的新地标ancouver House，

高151米，共59层，在Granville街。

为了避开地基旁边的大桥以及公园，

大楼的地基被缩小到不到六百平米。

为了尽可能地利用大桥上方的空间，

大楼从基座开始向上扭曲伸展扩张。

有哪些看起来违背力学原理的建筑？

有哪些看起来很简单但做起来很难的数学题？

有哪些看起来很高端的技术其实原理很暴力很初级？

有哪些看起来简单的物理现象需要用非常高深的物理理论来解释？

有哪些看起来很逼真，但其实是假的照片、人或事？

有哪些看起来高大上，实际上却很简单的摄影技巧？

有哪些看起来很正经但穿上会很羞耻的衣服？

有哪些看起来毫不相关的两个历史人物实际上有过联系？

有哪些看起来很假其实是真实的照片、人、事？

有哪些看起来热量很高，实际热量却很低的食物？

有哪些看起来战五渣，实际战斗力爆表的生物？

有哪些看起来战斗力爆表，其实是战五渣的生物？

有哪些看起来不像地球生物，但又确实生在地球的动物？

有哪些看起来很初级的技术其实原理很高端很厉害？

有哪些看起来像假文物的文物?

有哪些看起来很蠢实际上确实很蠢的设计？

有哪些看起来高级、适合用到作文里的词语？

有哪些看起来很有 CP 感但其实并没有在交往的角色？

有哪些看起来很简单证明起来却很难的问题？

有哪些看起来高端且实用的圣诞节礼物？