最近，一段“故宮建筑模型在強(qiáng)震模擬中巋然不倒”的視頻在微博上火了。這段視頻來自英國電視臺第4頻道制作的紀(jì)錄片《紫禁城的秘密》。
故宮博物院研究館員周乾博士是該紀(jì)錄片中展示的故宮建筑模型抗震試驗(yàn)的主要設(shè)計(jì)者。他向科技日報(bào)記者介紹道：“這是首次將故宮中某一建筑的整體結(jié)構(gòu)模型放置在地震工況下進(jìn)行測試，結(jié)果出乎意料，模型經(jīng)受住了10.1級地震的考驗(yàn)”。
根據(jù)地震學(xué)理論，一般用地震烈度來表示地震對建筑物的影響程度。但是該片英國導(dǎo)演認(rèn)為，對英國觀眾來說，地震烈度的概念比較陌生，而更傾向于接受震級的概念�！耙虼�，在紀(jì)錄片中，用震級來代替烈度描述地震作用強(qiáng)度�！敝芮硎�。
太和殿立面
以柔克剛 古建模型強(qiáng)震不倒
在做故宮建筑模型抗震測試前，英國攝制組曾經(jīng)做過一些歐洲古代建筑模型的抗震試驗(yàn)，磚石結(jié)構(gòu)模型都以坍塌告終，中國古建筑木結(jié)構(gòu)能扛過強(qiáng)震嗎？測試開始前，參與拍攝該節(jié)目的英國專家理查德和周乾打了個(gè)賭。理查德認(rèn)為，故宮建筑模型肯定會被震垮。
起初，在體驗(yàn)3級到4級地震時(shí)(地震烈度約為5—6度)，模型只是在試驗(yàn)臺上輕微晃動。隨著地震烈度的不斷增加，模型晃動的幅度增大，兩側(cè)的磚石墻體出現(xiàn)垮塌。加碼到10.1級地震強(qiáng)度時(shí)，地震波烈度的峰值已超過歷史地震的最大值，振動臺加載裝置也已達(dá)到工作極限。
然而，在如此劇烈的地震作用下，試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿匀槐３址�(wěn)定搖晃，并在震后基本能夠恢復(fù)到初始狀態(tài)，建筑整體屹立不倒，立柱只是發(fā)生了輕微的位移，充分體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)木構(gòu)古建在地震作用下“墻倒屋不塌”的特點(diǎn)。
“理查德曾向我描述，他在現(xiàn)場感受到，在強(qiáng)震作用下，有一個(gè)巨大的沖擊力撲向模型。模型開始搖晃，但是始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。在復(fù)位過程中，古建筑模型像揉太極球一樣，把地震力往外推了出去。這很像中國太極功夫中的以柔克剛，四兩撥千斤。”周乾說道。
太和殿平擺浮擱柱底
理念先進(jìn) 強(qiáng)震不倒靠隔震
故宮建筑模型表現(xiàn)出的“強(qiáng)震不倒”靠的是什么？周乾指出，中國是世界上最早將隔震理念應(yīng)用到建筑中的國家，故宮建筑的設(shè)計(jì)建造中充分考慮了抗震的需求，采用了多項(xiàng)隔震技術(shù)。
所謂建筑隔震，就是在建筑基礎(chǔ)部位安放可運(yùn)動裝置；地震發(fā)生時(shí)，通過裝置的運(yùn)動來耗散、吸收部分地震能量，并錯(cuò)開地震波的頻率，從而減輕地震對建筑的損害。
故宮古建筑的隔震是如何實(shí)現(xiàn)的呢？周乾舉例解釋道，比如建筑的柱根并非插入地底下，而是平擺浮擱在柱頂石上。地震作用下，柱根在柱頂石上往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生摩擦滑移隔震效果。
甘公網(wǎng)安備 62292302000106號