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FoAR | 前沿研究：18世纪砖石穹顶结构性能的技术报告与理论研究 |
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论文标题：Technical reports and theoretical studies about the structural behaviour of masonry domes in the 18th century（ 18世纪砖石穹顶结构性能的技术报告与理论研究）
期刊：Frontiers of Architectural Research
作者：Gema M. López-Manzanares
发表时间：24 Jun 2022
DOI： 10.1016/j.foar.2022.06.012
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FoAR是由高等教育出版社和东南大学建筑学院联合主办的全英文学术期刊
建筑学 / 城乡规划 / 风景园林
本刊已被 A&HCI / CSCD / Scopus / DOAJ 收录
Frontiers of Architectural Research（建筑学研究前沿/FoAR）于1月初在线发布了2023年第一期，共12篇文章。本期推送为其中一篇文章的摘要和大纲，内容采用中文表达，方便大家阅读。推文内容不可直接引用。感兴趣的读者，请点击文末左下方“Technical reports and theoretical studies about the structural behaviour of masonry domes in the 18th century”，可免费浏览及下载原版英文论文。
01
论 文 题 目
Manuscript Title
Technical reports and theoretical studies about the structural behaviour of masonry domes in the 18th century
18世纪砖石穹顶结构性能的技术报告与理论研究
02
作 者
Authors
Gema M. López-Manzanares
Department of Architecture, Universidad de Alcala, Alcala ? de Henares, Spain
03
论 文 摘 要
Abstract
The development of the scientific theory on the stability of vaulted structures was driven mainly during the 18th century based on applying the laws of Mechanics and the knowledge of the properties of materials. In the specific case of structures such as domes, the development of the theory is closely related to the theory of arches and vaults. Still, the main contributions are made in technical reports on the construction, stability, and repair of domes, such as the dome of Saint Peter’s in Rome and Sainte-Genevie`ve or Pantheon in Paris. This article, therefore, analyses the relationship between theory and practice and the development achieved in the specific subject of masonry domes during the 18th century from the point of view of the Limit Analysis of Masonry Structures. In a more general sense, the objective of this research is to study in greater depth the theory of Limit Analysis itself, that is, to learn from the work carried out in the 18th century by mathematicians, architects, and engineers, who, although unaware of the existence of the theoretical framework of Limit Analysis as such, moved within it.
关于拱形结构稳定性的科学理论发展主要出现在18世纪，基于力学定律的应用和材料性能的了解。就穹顶等建筑结构而言，该理论的发展与拱券、拱顶理论密切相关。然而，该理论的主要贡献还是集中在关于穹顶的构建、稳定和修复方面的技术报告中，例如罗马圣彼得大教堂以及巴黎先贤祠的穹顶。因此，本文从“砖石结构极限分析”的角度出发，分析了18世纪砖石穹顶这一课题下理论、实践及其所取得的发展之间的关系。从更广泛的意义上来说，本文的研究目的是能对极限分析理论本身进行更加深入的研究，也就是说，从18世纪数学家、建筑师和工程师所完成的工作中进行学习和汲取。那个时代的他们虽然不知道极限分析理论框架的存在，但却深谙其中的深意。
04
关 键 词
Keywords
Structural analysis / 结构分析
Masonry structures / 砖石结构
Limit analysis / 极限分析
Technical reports / 技术报告
Pathology / 病理学（建筑）
ReinforcementIron rings / 加强环
Domes / 穹顶
05
章 节 标 题
Sections Title
1. Introduction / 引言
2. The study of domes up to the 18th century / 18世纪之前关于穹顶的研究
3. Theoretical essays and treatises on domes in the first half of the 18th century / 18世纪上半叶关于穹顶的研究论文
4. The stability of the dome of St. Peter’s in Rome / 罗马圣彼得大教堂穹顶的稳定性
4.1. The first reports on the dome / 关于穹顶的第一份研究报告
4.2. The three Mathematicians’ report / 三位数学家关于穹顶的研究报告
4.2.1. Structure of the report / 研究报告的结构
4.2.2. Modelling of the dome / 穹顶建模
4.2.3. Equilibrium analysis of the model / 模型的均衡分析
4.2.4. Iron rings as a remedy / 铁环作为一种解决方案
4.3. Giovanni Poleni’s contribution to the debate about Saint Peter’s dome / 乔瓦尼·波黎尼对关于圣彼得大教堂穹顶争论的贡献
4.3.1. Giovanni Poleni’s early manuscripts and description of the damage / 乔瓦尼·波黎尼针对穹顶损坏部分的描述和早期手稿
4.3.2. The analysis of the dome by Poleni / 乔瓦尼·波黎尼对穹顶的分析
4.3.3. The iron rings / 铁环
4.3.4. The other reports about Saint Peter’s dome / 关于圣彼得大教堂的其他研究报告
5. The second half of the 18th century: Boscovich’s reports on the Caesarea Library in Vienna and the Tiburio in Milan / 18世纪中叶：博斯科维奇（Boscovich）关于维也纳Caesarea图书馆和米兰Tiburio的研究报告
6. The Sainte-Genevie`ves dome project in Paris / 巴黎先贤祠的穹顶项目
6.1. Patte / 帕特（建筑师）
6.2. Bossut / 波苏特（数学家）
6.3. Gauthey / 戈泰（工程师）
6.4. The dome built by Rondelet / 让·巴蒂斯特·宏德莱建造的穹顶
7. Domes in treatises on vaults and construction in general during the last quarter of the 18th century / 18世纪末普通建筑与拱形结构论文中关于穹顶的论述
8. The appearance of cracks in the crossing piers of the French Pantheon / 法国先贤祠十字交口处支柱上出现的裂缝
8.1. Rondelet / 让·巴普蒂斯·朗德莱（建筑师）
8.2. Gauthey / 戈泰（工程师）
9. The dome of St. Isaac in St. Petersburg: Lame and Clapeyron’s report / Lame 和 Clapeyron 关于圣彼得斯堡的圣以撒大教堂的穹顶的研究报告
10. Conclusions / 结论
06
主 要 插 图
Illustration
▲ 图一：达芬奇关于穹顶裂缝与半穹顶的笔记手稿。© British Library Board, Arundel MS 263 fol. 141v
▲ 图二：（左图）圣彼得大教堂剖面图上在Veronica雕像上方支柱出现纵向裂缝 © Baldinucci, 1682, BH-MPI Rome。（右图）圣彼得大教堂在穹顶区域设计上的几何布局 © Fontana, 1694; E-rara, ETH- Bibliothek Zurich, Rar 915, Public Domain Mark。
▲ 图三：花之圣母大教堂的穹顶及其上的裂缝素描手稿 © Fontana, 1696, Archivio del Duomo di Santa Maria del Fiore, III.1.19 c. 726r。
▲ 图四：铁环杆件之间连接点的细节图，乔瓦尼·波黎尼对这种机制的理解详见于《三位数学家的意见》© Poleni, 1748; E-rara, ETH-Bibliothek Zurich, Rar 1229, Public Domain Mark。
▲ 图五：五个铁环安置的位置：从穹顶的基座延伸至顶部。铁环最新位置以大写字母表示，小写字母表示之前铁环的位置。© Poleni, 1748; E-rara, ETH-Bibliothek Zurich, Rar 1229, Public Domain Mark。
▲ 图六：几个不同穹顶平面图之间的对比（从左向右）：St. Peter’s in Rome（罗马圣彼得大教堂）, St. Paul’s in London and Paris（伦敦和巴黎的圣保罗大教堂）, Val-de-Grace（巴黎圣宠谷教堂）, the Sorbonne, the Invalides（巴黎荣军院） and St. Genevie`ve © Patte, 1770. Source gallica.bnf.fr/Bibliothe`que Nationale de France。
▲ 图七：奥古斯特·德·蒙弗朗建造的圣以撒大教堂的穹顶剖面图 © Montferrand, 1845. E-rara, Universita tsbibliothek Bern, SOB RoEu fol 138, Public Domain Mark。
07
作 者 介 绍
Authors Information
Gema Mercedes López Manzanares
Professor
Department of Architecture
Universidad de Alcala, Spain
She has developed a research focused on
Architecture and Urban Design, Building Structures.
08
原 文 阅 读
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