我國是一個(gè)多地震的國家。然而,許多古代建筑都成功地經(jīng)受過大地震的考驗(yàn),如天津薊縣獨(dú)樂寺觀音閣、山西應(yīng)縣木塔等建筑,千百年來均經(jīng)歷過多次地震仍然傲然屹立。古建筑為何能抗震?它們又是怎么抗震的?
獨(dú)樂寺:經(jīng)歷28次地震不倒
獨(dú)樂寺位于天津市薊州區(qū)下,始建于唐代,寺內(nèi)的觀音閣和山門重建于遼代。自重建以后千余年來,獨(dú)樂寺曾經(jīng)歷了28次地震,其中清康熙十八年(1679年)三河、平谷發(fā)生8級(jí)以上強(qiáng)震,“薊縣城官廨民舍無一幸存,觀音閣獨(dú)不圮。”1976年唐山大地震,薊縣城內(nèi)房屋倒塌不少,觀音閣及山門的木柱略有搖擺,觀音像胸部的鐵條被拉斷,但整個(gè)大木構(gòu)架安然無恙。
獨(dú)樂寺觀音閣之所以在多次強(qiáng)震中屹立不倒,主要是斗拱起了作用,觀音閣的斗拱設(shè)計(jì)十分巧妙,在沒有一顆釘子固定的情況下,通過七層木塊的相互交織,達(dá)到了相互連接固定的作用,這樣在地震出現(xiàn)時(shí)能及時(shí)減緩?fù)獠康膲毫,具有很?qiáng)的抗震性能。
應(yīng)縣木塔:“明五暗四”剛?cè)峤Y(jié)合
應(yīng)縣木塔位于山西省應(yīng)縣城西北佛宮寺內(nèi),建于遼清寧二年(1056年),應(yīng)縣木塔處于大同盆地地震帶,建成近千年來,經(jīng)歷過多次大地震的考驗(yàn)。據(jù)史書記載,在木塔建成200多年之時(shí),當(dāng)?shù)卦l(fā)生過6.5級(jí)大地震,余震連續(xù)7天,木塔附近的房屋全部倒塌,只有木塔巋然不動(dòng)。
應(yīng)縣木塔之所以有如此強(qiáng)的抗震能力,其奧妙也在于獨(dú)特的木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。木塔除了石頭基礎(chǔ)外,全部用松木和榆木建造,而且構(gòu)架中所有的關(guān)節(jié)點(diǎn)都是榫卯結(jié)合,具有一定的柔性;木塔從外表看是五層六檐,但每層都設(shè)有一暗層,明五暗四,實(shí)際是九層,明層通過柱、斗拱、梁枋的連接形成一個(gè)柔性層,各暗層則在內(nèi)柱之間和內(nèi)外角柱之間加設(shè)多種斜撐梁,加強(qiáng)了塔的結(jié)構(gòu)剛度。這樣一剛一柔,能有效抵御地震的破壞力。
古建筑抗震絕招
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臺(tái)基堪稱整體浮筏式基礎(chǔ)
我國古代很少建造平面復(fù)雜的建筑,主要采用長寬比小于2:1的矩形。規(guī)則的平面形態(tài)和結(jié)構(gòu)布局有利于抗震。傳統(tǒng)建筑往往是中間的一間(當(dāng)心間)最大,兩側(cè)的次間、梢間等依次縮小面寬,這樣的設(shè)計(jì)非常有利于抵抗地震的扭矩。
臺(tái)基
中國古代建筑一般由臺(tái)基、梁架、屋頂構(gòu)成,高等級(jí)的建筑在屋頂和梁柱之間還有一個(gè)斗栱層。中國古代建筑的臺(tái)基用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)語言描述,堪稱“整體浮筏式基礎(chǔ)”,好比是一艘大船載著建筑漂浮在地震形成的“驚濤駭浪”中,能夠有效地避免建筑的基礎(chǔ)被剪切破壞,減少地震波對(duì)上部建筑的沖擊。
中國傳統(tǒng)建筑的梁架一般采用抬梁式構(gòu)造,在構(gòu)架的垂直方向上,形成下大上小的結(jié)構(gòu)形狀,實(shí)踐證明這種構(gòu)造方式具有較好的抗震性能。