詹姆士·戈登（James Gordon）在“结构：或为什么东西不会掉下来”一文中谈到树木在外部受到拉力而内部受到压迫。为什么它使树在表面受拉并在核心受压而变得更坚固？我如何阅读下面第一张图中的图？

另外，在第三个图片中，它谈到了用混凝土梁进行反向加工。如何使用钢筋产生张力？

如何阅读图表

这些图是应力与位置的关系图。应力是施加在材料上的每单位面积上的力。正值是张力，负值是压缩。

第一个（最左侧）图显示了在没有预应力的情况下法向应力与位置的关系。中间的图显示了树上的预应力。最右边的图显示了弯曲应力和预应力叠加或总和。

为什么树木受到预应力

在机械工程中，强度定义为材料在破裂之前可以承受的最大应力。每种材料都有独特的强度极限，称为极限强度。在某些材料中，拉伸和压缩强度相同，但在另一些材料中，最终的拉伸和压缩强度却不同。大多数金属的抗拉和抗压强度大致相同，但是木材和混凝土等材料属于后一类，其中抗拉和抗压强度明显不同。

您提供的文章指出，木材的极限抗拉强度大于其极限抗压强度。如果没有对树进行预应力，则远离风的一面总是会首先失效，因为如第一幅图所示，在没有预应力的情况下，弯曲时的最大抗拉和抗压强度是相同的。通过在树的外部施加拉伸预应力，树可以减少最大的压缩应力，因此可以抵抗更大的风。注意，作为牛顿第三定律的结果，必须同时具有拉伸和压缩预应力以平衡力。

在混凝土中

在混凝土中，情况有所不同，因为混凝土的抗张强度基本为零。预应力混凝土通过使钢筋处于拉伸预应力状态而使混凝土处于压缩预应力状态来避免失效。这可以通过在浇筑混凝土时拉伸钢筋来实现，也可以通过将混凝土浇筑在已涂覆以防止混凝土粘附到电缆上的电缆周围来实现。在后一种情况下，将电缆拧紧以在混凝土固化后对其施加预应力。