的石材制作这样的大柱子，可见罗马人的技术达到了什么程度。要知道二十世纪的许多桥梁也只是按照60吨的载重来设计。
值得一提的是，罗马人利用石材的优秀传统，也是与他们的工具有关。花岗岩的莫氏硬度是6到7之间，而青铜的硬度在55－65之间。罗马人要么是能制作出既坚韧又坚硬的青铜工具，要么就有使用钢锯来处理这些坚硬的花岗岩。他们使用水车带动曲轴轮子推动锯条锯石头，欧洲不少出产石材的地方，都留下了罗马人从庞大的山体上，直接开凿出整根花岗岩石柱的痕迹。
抛开石材和混凝土，中国人的石工技术其实也不差，比如赵州桥的技术就十分先进，但是就是因为石料没有欧洲便宜，因此中国人总是大量使用木材造房子，也因此耽误了石头造房子技术的进步。
所以，就算是紧挨着庞大的花岗岩山体——华山，你说中国缺大石头，华山整个山就是一块大石头，你要多大的石头没有啊？正是因为缺少罗马人的采石技术，以及石工建筑所需要的混凝土，两汉隋唐并没有大量使用这种建材。
综合许多因素考虑，李治打开金手指，设计的公共建筑，是一个砖石混木结构的大型的公共建筑。名字就叫做大礼堂，将修建在皇城南的空地上。
这个建筑分为两个部分，一个部分，是稍微小一点的主舞台。第二个部分，则是仿照斗兽场设计的半露天的看台，看台分为四层，前后五十多排，最后一排高达20米。第一层与主舞台平齐，宽30米，深约10米的一个半弧形，可以容纳约八百名头等座席观众。整个观众席是半径约35米，120度的一个弧形，总共可以容纳两万名观众。
主舞台连带第一层看台，位于一个大概三十米左右直径的圆形穹顶之下。在舞台四周和看台后侧，均匀分布着六根巨大石柱。十五米高之上，再接着纵横共四道跨度三十米，高十五米的拱券。它是由木材使用北宋汴河上的木制拱桥类似的结构连接而成。
汴河上的拱桥单跨17米，可能与设计的要求有所差距。不过现在存世的两座木拱桥，同时也是廊桥，单跨达到了二十到三十米（福建屏南县的千乘桥）。从材料上来说，木材完全可以实现三十米的单跨，现代苏州胥口建成的一座木拱桥单跨达到了76米，可见木材的潜力。当然这其中采取了很多高级的设计和施工方法。李治的要求不高，只要保证能承载屋顶重量就行。
有了这两横两竖的大木拱作为主支撑，屋顶结构中剩下的檩条等等，就搭在主梁上。这样就实现了一个长宽达到三十米，中间没有柱子的大空间。（笔者已经做好了简易的3d效果图和模拟视角图，附在文后）
从尺寸上讲，封顶的建筑结构高三十米，长宽大概也正是三十米，没有超过麟德殿的尺寸。从使用材料上讲，除了六根主柱和三十米跨度的拱券需要的材料苛刻一点，剩下的看台施工难度其实一点也不大。为了减轻用材，李治也让抬高的方式效仿了古罗马斗兽场的多层拱券设计。
这个建筑整体大小大概是最长处90米（麟德殿长85米），最宽处70米。和古罗马斗兽场（约长188米，宽160米）比起来，还是小的多了。不过这个大礼堂不表演斗兽和海战，只需要为秀才海选和各类舞台剧，包括百官朝会提供场地就可以。
不消说，李治穷极无聊之下，牛大眼的话剧团除了《梁祝》，又增加了新的戏目。整个长安都等着能看到教坊司连续剧的上映，剧场修好以后，这收门票都会收的手软啊！李治对着设计图，畅想着美好的未来，不禁傻笑出声来。[[[cp|w:210|h:140|:c]]]
一二六 不合礼制
李治拿着设计图，兴冲冲的找到了将作大匠阎立德，也就是那个画家阎立本的哥哥。
“阎大匠来来，来，看看我这个设计图。最近朝廷和选秀活动，没有好的场地，我就设计了一个，你看看有什么问题。”李治兴冲冲的给阎立德看，其实根本没想听他的意见，只是想听他说说施工难度如何。
阎立德拿过图纸仔细看了看，脸色忽然大变：“殿下，你这个，可是得有十丈高？这十丈方圆大小，竟然可以不设一根柱子！这份设计，真是鬼斧神工！”
一丈差不多就是3米，十丈就是三十米。李治点点头：“没错。”
“你这个若是修在皇城，当真有问题。皇城的建筑，没有一个那么高，最高的太极宫，也不过六七丈高。”阎立德反应过来以后，不慌不忙的说。
“圣人的殿堂，必须是城里最高的建筑。比如最新修的含元殿，位于龙首山上，虽然那里地基比皇城要高上丈，可是含元殿也没有多高。你这个叫做什么来着，大礼堂吧，如果高十丈，那就超过了太极宫和含元殿。到时候圣人追查起来，可别怪老臣没有提醒过你。再说了，你这个拱也很有问题，如果这个拱放在地上，放在架桥上，当真毫无问题。可是你在柱子顶端，就有问题了。”
李治心想，哟嗬，不愧是老师傅，一下子就看出问题了。难道金手指有误？
阎立德拿起一只毛笔，立在桌上，解释道：“太子殿下，你看，这好比你起的六根柱子。是不是？”
李治点头称是。
“你扶着，这个柱子本身很结实，对不对？”阎大匠示意让李治扶着。李治招办了，回答：“这个柱子直径八尺，用上好石材砌成，自然是十分坚固。”
阎大匠把手从上往下压着毛笔：“你说现在这个柱子稳不稳？”
李治手上没有觉得什么力量，回答道；“稳，没问题。”
阎大匠把用力的方向偏了一偏，李治便扶不住这个毛笔，啪嗒一下倒了下来。
“这种拱券，放在柱子顶端，它往下的压力，不止是垂直往下的，而是要往斜下方。”阎大匠解释，“如果是修桥那还好办，因为桥梁两边正好是河岸，你只需要地基打牢靠，这个压力会作用在地上，不会出事。但如果你架在这么高的柱子上，受力一旦偏斜……”
李治明白了。他打开金手指，只是计算了材料的强度，没有做受力分析。这也不怪他，金手指也不是万能的，只能完成他自己的设想数据，不能主动指出他的错误。
“明白了。受力一旦偏斜，柱子就会侧倾。那么，要如何避免呢？”李治问。
“只需要把这个柱子修的大一点，或者在侧面使用支撑，那就没问题了。”阎立德回答。
“那么，阎大匠肯做了？”李治问，解决了问题，那就更应当赶紧造出来。
“殿下，这个，臣只是个大匠，造不造这个东西，臣做不了主。不如找宰相和百官商量一下？”阎立德心想，要是以后有事，我岂不是成了j臣。
“这样，不如我出人，出材料。你给技术把关？我绝对不告诉别人是你帮的忙，怎么样？”李治心想和宰相们扯皮，肯定又要带出一堆诸如这个那个的。还不如自己悄悄给办了。
“这个嘛，臣也不是没有给别人做过技术支持，只是……”阎大匠眼珠一转，显然是等着要好处。
“那你是怎么收费的……”李治有点不高兴，这个太子当的太憋屈，竟然竟然都找自己要钱！这个事既然不是公务，那么不管是他自己的私事，还是算阎立德的私事，出点钱是属应该。要不然太子殿下这么小气，以后还有谁给干活？
“太子殿下能得到什么好处？臣不求吃肉，有口汤喝就行。”阎立德露出了j猾的微笑。
“我哪里知道有什么好处！能唱戏卖门票算吗？”李治很恼火。这都是些什么官员！
阎立德一听愣了，随即声色俱厉道：“殿下你修这么大个玩意就为了……为了唱戏？”这个建筑也许单论规模，还不算多么过分，但是这么大的空间就用来做这个，让他十分的不解。“唱戏那算个啥玩意啊！你为了唱戏就做这么大？殿下，不要怪老臣雁过拔毛。你也知道，现在我们将作监的房子也是隋代沿袭下来的，都是土墙烂瓦，臣的意思不是拿点钱，我也算是朝中数得着的大官，经手的工程不计其数，我要钱也是问那些要新盖豪宅的大户高官要。我问太子要钱，那不是浪费吗。殿下，你修这么大房子就为了唱戏，怎么不也给我们设计点新办公楼？我们将作监的楼早就不够用了！”
李治不好意思的摸摸头：“哦哦。孤会错意了。既然如此，那我就再想想办法，改善一下你们的办公环境，也算给百官做一个实事。”
阎立德很认真的回：“殿下，不是我给你鼓吹小主意。你要是给百官解决点实际问题，办起事情来，绝对会顺利很多。你在定州修的水泥楼房，我曾经专门去看过。绝对又好用又结实。不知道多少人希望能够住上这样有自来水的房子！”
李治点点头，心里泪流满面：尼玛个蛋，做老板做到这个份上，要拍臣子的马屁，真不容易啊。
“那么，我就给将作监先做一个办公楼。这个大礼堂，你可给我把好关。装饰什么的，一切从简。主要是省钱，结实。到时候我批给你一批水泥，拿水泥砌石料，地面也是全用水泥浇灌。这些工程，我可以来做。剩下的屋顶和瓦工，就得靠你了。”
阎立德点头应允：“没问题，只是臣也希望能围观一下水泥施工的技术。我家的房子也挺老了，殿下你懂的……”
李治无力的看着这个老头，除了同意，他还能说啥呢。“择日不如撞日，那就从今天开始吧。你带我去将作监，我们去找点材料！”
长安城里木材一向是稀缺货，尤其是粗壮的主材。中式房子最重要的就是柱子和大梁了，而柱子和大梁，又是非整根的好树不可。俗话说，十年树木，百年树人。长安最出名的就是路旁种植的槐树了，郁郁葱葱，十分壮观整齐。自583年长安建成以来，大量的槐树种植在路旁，到了648年的时候，这些树木已经近七十年，直径大概在30公分。现代的国槐树，每年胸径生长量大概在2公分，高度年生长量在50公分。但是粗细均匀的主干的长度，其实并不是很高，对一个五丈高的槐树，主干大概最多一丈多高。不论是做柱子还是做梁，这也就是刚刚到达及格线，算不得多好的材料。面对大礼堂长达30米的主跨，李治需要更好的材料。主管宫殿修葺工程的将作监，自然是出材料的最好的单位。
阎立德和李治一路来到将作监的木材仓库，这里储藏着能用的最好的建筑材料。李治开门见山的问：“管事，把你们最好的主材拿出来看看。”
管事一脸为难：“启禀太子殿下，我们这最好的主材是两百年的红紫杉，径三尺多，长八丈，重达三万斤（约18吨）臣拿不动。殿下不如移步屈尊，亲自看看？”
太子耍威风失败，只得板着脸道：“带路！”
在一处院子里，堆满了胸径三尺以上，长十丈以上的粗大主材，修建含元殿用去了不少，但是经过这些年的搜集，将作监仓库又攒了许多主材。
“恩，没有金丝楠木的主材？”李治问道。明清的宫殿最名贵的就是整根的金丝楠木的柱子。到现在这些木材都是国宝级的存在，不管是弄下来做家具，还是单卖，那都是好大一笔钱。现在的批发价都是每吨十万，要是这么一根金丝楠的主材，价值就要超过几百万（算下来，这年头一棵树的年收入都快超过一万了）。这也难怪很多地方的古木都遭到了盗伐。只是，砍树容易种树难。照这样下去，以后恐怕连木材都要进口了。
一二七 稳定性设计
“金丝楠木有倒是还有，只是够粗的都用去含元殿了。剩下的没有那么粗。”管事解释。
李治看去时，在紫杉树干的旁边堆了几颗胸径只有两尺左右，不过长度也有七八丈长的木料。颜色是黑中带着金黄|色的丝线状纹路，果然就是大名鼎鼎的金丝楠木。
七八丈长相当于二十多米，这么细长的木材，是不能直接用的。它是可以立起来，但是不能承担足够多的负载。
当一个杆件承受的力是拉力时，在工程上是很好分析的，只需要和绳子一样，考虑它的材料强度和截面积，就可以轻松算出它的适用范围。毕竟当一个杆件受拉时，它只会变细长，不会出现别的方向的变化。
但是当它承受压力时，就需要考虑它变弯的情形。当它变弯比较容易的时候，并不能承受材料性质和截面积计算出来的，还需要考虑它的弯曲。一个很明显的例子，把一个圆珠笔芯立起来，然后从上面压它，它总是会变弯，而不是在原来的轴线上变得更粗短。
在人类的工程技术史上，压杆件的许用载荷的计算，也有一番特别的典故。位于加拿大魁北克省的魁北克桥，是世界著名大跨度悬臂桁架梁桥。它，跨越圣劳伦斯河。建于1904～1918年。原为铁路桥，现已改为公路、铁路两用桥。桥的主跨为5486米。连同锚固孔,桥的全长为8536米,分跨为1524+5486+1524米，其中悬挂孔长度为1951米。
它不仅是桥梁建筑史，也是整个人类工程技术史上特别著名的案例。根据传说，19世纪末，加拿大人准备在圣劳伦斯河上建造一座大桥，选定桥址后却发现桥址两岸恰好是印第安人的坟墓，一共86座。为了建桥，加拿大人迁走了这些坟墓，而印第安人则满怀怨愤，他们公开诅咒这座桥要断三次！
1903年，魁北克铁路桥梁公司请了当时最有名的桥梁建筑师美国的库珀来设计建造。该桥采用了比较新颖的悬臂构造，这样的结构非常流行。但魁北克大桥却存在设计问题，自重过大而桥身无法承担。在接近完工时，有个叫c
e的工程师发现了这个问题，并一再提醒在纽约的库珀，库珀最终认识到了事情的严重性，约c
e于8月29日到纽约面谈，同时给魁北克建筑工地发了封电报，禁止往桥上增加任何负荷，等他们谈完后再复工。但是，工地上还没有收到电报，悲剧就发生了。8月29日，魁北克大桥的南悬臂和一些中央钢结构像冰柱融化一样坍塌并掉进了圣劳伦斯河中，发生事故时桥上一共有86个工人，死了75个。
其实，更为具体的事实是，接近完工的时候，c
e发现南侧悬臂一条下弦杆明显的扭曲了。所以他才赶紧给库珀报告，要求他们停止施工。结果正好那天赶上工地上为了凑假期而加快施工进度，才酿成了悲剧。
事故发生以后，加拿大政府组织了调查机构，来验证是谁的责任。结果发现，库珀并没有算错重量，对桥梁下弦的压杆的受力也没有算错，如果按照那条钢杆的截面积和强度来算，它完全可以承受那样的负荷。可是为什么桥梁会坍塌呢？
原来当时并没有意识到压杆件的稳定性的具体数据，在库珀对桥长进行一定的延长以后，并没有按照当时的比例来加固剩余的杆件，所以结构工程师没有意识到压杆的负载已经超过了满足稳定性的要求。
在现代工程课上，关于结构的稳定性问题，有两个概念，一个是静定问题。这就是结构上不用考虑随着负载变形和位移，杆件的负载可以由整个平衡条件位移确定，计算它的受力就可以解决的简单一点的问题。另外一个概念就是超静定结构，它涉及到一个前提假设：那就是承受负载的杆件放上去以后，它的形状会随着负载的变化而产生变形。如果按照不变形的位置来计算载荷，将会与实际上“变形过后”的位置产生不一致，甚至会造成结构失稳。
关于魁北克大桥的事故，直接让人们意识到杆件在受压上要有更严格的限制。也因此让人们重新考虑大跨度桥梁的设计结构。当时存在着一种对“桁架结构”的迷信，欧洲和美洲同步开展了修建桥梁跨度最大的竞赛。当然这个记录现在还是倒霉催的魁北克大桥来保持的（约550米）。这次事故发生之后，特别的对钢结构再次进行了一次基本构件的实验，确定了压杆件的形状，材料的性质对它负荷能力的影响。也逐渐以此为基础重新定义了压杆件的使用范围。
相比之下，1883年建成的