Vì Sao Nóc Nhà Hình Mai Rùa Lại Rất Vững Chắc?

Con rùa có khả năng chịu trọng lực rất lớn, bạn bắt một con rồi đè một vật nặng lên mai của nó, hoặc là đứng thẳng người lên trên đó, mai rùa sẽ không bị vỡ.

Mai rùa chịu được áp lực của vật nặng không phải vì vật chất tạo nên mai rùa có khả năng chống áp lực cao mà nguyên nhân căn bản là ở hình dáng của mai rùa.

Vốn là, ngoài sức bền của vật liệu cấu tạo nên vật ra, thì quyết định độ bền của vật đó còn có một nhân tố quan trọng nữa là “hình dạng” của nó. Dạng hình học nào là tốt nhất? Đối với việc chịu áp lực từ bên ngoài mà nói thì mặt cong lồi là hình dạng tốt nhất. Mai rùa, vỏ trứng, vỏ trai, vỏ ốc và một số vỏ ngoài của một số hạt thực vật đều có hình dạng giống như vậy.

Vì sao mặt cong lồi lại có tính ưu việt như vậy? Đó là vì mặt cong lồi có thể chuyển lực bên ngoài theo mặt cong mà phân tán đều ra khắp nơi, ở một mức độ rất lớn tránh được sự tập trung “ứng lực”, nó làm được việc đó đến mức trên mặt hầu như không có chỗ nào là đặc biệt mỏng yếu.

Hình dạng nóc nhà vỏ mỏng rất nhiều, có cái giống mai rùa, có cái giống vỏ trứng, cũng có cái giống nửa quả bóng da, nửa ống tre… Thực tiễn đã chứng minh rằng nóc nhà hình vỏ mỏng có thể chịu được áp lực rất lớn, có thể xây nó rất rộng, rất mỏng. Nóc nhà làm mỏng một chút không những giảm bớt được trọng lượng của kết cấu nóc nhà mà còn tiết kiệm được rất nhiều vật liệu xây dựng, vì thế ý nghĩa của nó lớn biết bao nhiêu.

Ngành kỹ thuật mới, kết cấu vỏ mỏng đã được ứng dụng rộng rãi trên các công trình, như nhà thi đấu quần vợt Bắc Kinh, phòng lớn của ga tàu hỏa Bắc Kinh, phòng nhốt voi của vườn thú Thượng Hải… đều có nóc là hình vỏ mỏng.