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脊柱骨折原因及预防-结构是什么

时间:2023-11-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:人和动物的脊柱包括由硬骨骼构成的一系列短小的鼓状椎骨,“椎间盘”将它们彼此隔开。对年轻人而言,椎间盘的材料是柔韧的,如果有必要,它能经受住相当大的拉应力,以至于当脊柱被拉应力损坏时,骨折更有可能发生在椎骨处,而非椎间盘处。因此,随着我们日渐德高望重,我们的脊柱也越来越像教堂或神庙里的石柱——椎骨好比石盘,椎间盘犹如不中用的砂浆。

脊柱骨折原因及预防-结构是什么

人和动物脊柱包括由硬骨骼构成的一系列短小的鼓状椎骨,“椎间盘”将它们彼此隔开。椎间盘是由比较软的材料构成的,因此它容许椎骨间可以有限度地运动。一般来说,脊柱承受的整体压缩,既来自它不得不承载的重量,也源于不同肌肉和肌腱的拉力。

对年轻人而言,椎间盘的材料是柔韧的,如果有必要,它能经受住相当大的拉应力,以至于当脊柱被拉应力损坏时,骨折更有可能发生在椎骨处,而非椎间盘处。然而,大约20岁之后,椎间盘材料的柔韧性日益下降,在承张状态下变得越来越弱。因此,随着我们日渐德高望重,我们的脊柱也越来越像教堂或神庙里的石柱——椎骨好比石盘,椎间盘犹如不中用的砂浆。虽然椎间盘在必要时仍能承受一定程度的张力,但总的说来,这是应该避免的情况。

因此,对中年人来说,明智之举是尽可能将推力作用线维持在脊柱中部附近。这就是为什么举起重物的方法有正确和错误之分。如果我们举起重物的方法是错的,致使过度的拉力作用在接合处,其中某个接合处就可能会断裂。最终结果很可能是“椎间盘突出”或其他某种莫名的背部问题,我们将之纳入“腰酸背痛”的名下,这种疼痛往往难以忍受。

只要脊柱的行为像墙或砖石支柱一样,并且远离“中间三分之一法则”代表的某种限制条件,同样的法则就适用于按比例放大的动物,一如我们所见的适用于按比例放大的建筑物。因此,如果我们从一只小型动物开始逐步增大其尺寸,必要的椎骨粗度就会保持适当的比例。但是,大多数其他骨骼,比如肋骨和肢骨,主要受弯曲应力的作用(有点儿像庙宇的门楣),作用于其上的载荷很可能与动物的质量成正比。由此可知,这样的骨骼必须不成比例地变粗。

如果我在博物馆里看到同类动物的一系列体形渐长的骨架,比如灵长类,就会发现小猴子、中型猴子、大猩猩和人的椎骨尺寸与动物的高度似乎大致成比例,但随着尺寸的增大,肢骨以及肋骨相较动物体形来说就变得太粗重了(见插图9)。

在这方面,大自然似乎比罗马建筑师更高明,后者在扩大他们的神庙规模时,抛弃了相当粗壮的多立克柱式比例,却循例采用华丽帝国范儿的科林斯柱式,以致其纤细的柱顶过梁频繁断裂。

【注释】

[1]注意,《创世记》第11章特别说道:“让我们制作砖块,把砖烧透了。”像埃及人那样使用廉价的泥砖是不可能的。这似乎是“协和综合征”(Concorde syndrome)的一个早期案例。

[2]本书初版于20世纪70年代。——译者注

[3]关于12世纪建造的法国圣丹尼修道院,有这样的文字描述:“……迎面而来的风扑向前述的拱,这些拱没有脚手架支撑也不依靠任何支柱,它们随时会受到毁灭性的致命威胁,剧烈地震颤,摇晃不已。”(www.xing528.com)

[4]戴维则留在皇家研究院,事业发展得风生水起,后来成了汉弗莱爵士和皇家学会主席。据说,如果他领受圣秩(Holy Orders),就可以获得主教职位。作为一位出身寒微的伟人,他对一个名叫乔治·史蒂芬孙(George Stephenson)的采煤工态度恶劣,但对一个名叫迈克尔·法拉第(Michael Faraday)的铁匠的儿子相当友善。

[5]这种情形可以在墙上每一层应用力的平行四边形法则来检验(相关知识可以在力学的初等教科书上找到)。力的平行四边形法则应该是西蒙·斯特文(Simon Stevin)于1586年发明的。无论是古代的还是中世纪的建筑师都不可能用现代方法设计出他们的建筑物,其中一个原因是他们没有分解力的概念。

[6]实际上推力作用线有几种,它们全都需要维持在墙壁表面以内。消极推力作用线:源于墙壁自身以及地板和屋顶等永久附着其上的所有重量。积极推力作用线:不仅源于建筑物的永久部分,还来自所有瞬时载荷,可能是施于其上的风压、水、煤、雪、机器、车辆、人等的重量。各种积极推力作用线的形状定义了砖石结构安全负载的方式。

[7]这是现代不粉刷建筑物内部的潮流兴起的原因之一。

[8]真实的拱似乎是旧世界的产物。墨西哥和秘鲁的原住民文明只在建造他们的大型建筑物时才会使用挑砖拱。

[9]这就是围城战期间在堡垒城墙下布雷或挖坑道的道理。当隧道末端位于城墙地基下方时,其顶部靠木柱支撑。在想要城墙坍塌时,点火烧毁木柱即可。护城河与干城壕的主要功能都是防止敌人近迫坑道作业。

[10]著名的布里斯托湾引航艇(建造于1900年前后)用灌入舱底的混凝土做压舱物。船中部的混凝土需要重些,可加入废铁锅炉冲孔制成。而船两端的混凝土必须轻一些,便塞满了空啤酒瓶。在我的花园里,我一般用旧鸡笼的铁丝网、空葡萄酒瓶和混凝土的混合物制作雕像和大瓮的基座,效果不错。

[11]源自拉丁文trabs,即横梁。

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