APP下载

200多次地震,故宫为何能屹立不倒

2022-04-13

文萃报·周二版 2022年15期
关键词:斗拱震级榫卯

2017年,故宫博物院工程师周干接到一通跨洋电话,来电者是英国一家电视台,他们听说中国古代木建筑抗震能力很强,希望能复刻一个太和殿来震一震,看看中国古建筑到底有多抗震。

太和殿太大,于是他们换成寿康宫,用传统的工具和技法,将立柱、外墙、斗拱一一还原,照原样复制了一座1/5大小的寿康宫。

怎么测试抗震性能呢?

于是,一场简单粗暴的实验开始了。

周干带着外国木匠理查德站在仪器旁,紧盯着仪器上不断升高的数值。5级,寿康宫已经疯狂摇摆。8级,两边的墙体轰然倒塌,但主体的木结构还只是摇摇晃晃,没有要“投降”的意思。震级9.5级,这是1960年智利大地震的震级,是人类经历过的最高的震级了。

当地震台的震级显示,达到10.1级,寿康宫在地震台上疯狂起舞,但就是死活不散架。理查德惊奇又兴奋,想要再加码,可地震台已经快要冒烟了!

理查德说:“我们想震塌这个建筑,但是我们做不到。”

后来,周干分享了他们研究发现的“紫禁城的秘密”。最大的秘密,就藏在屋顶上:榫卯结构拼合而成的斗拱。榫卯,中国古代木质建筑的主要结构,不用一根钉子,通过木条拼合而成。拼合成的斗拱之间虽有缝隙,却丝毫不影响建筑的稳固性。

地震开始,斗拱通过摩擦、旋转,消化掉了地震中的能量,起到减震作用。

其次是柱顶石,故宫主体柱子下的这块大石头。实验前,工程师们本以为立柱会受损严重,实验结束,木架完好无缺,但他们发现模型产生了轻微位移。没错,建筑整体移动了,但是建筑本身无损。如果柱子不是放在柱顶石上,而是插入地基中,反而会因为消解不了地震的能量而断裂。

立柱的角度也有看不见的讲究。我们肉眼看到立柱,以为是平行向上的,但其实是有輕微的倾斜,向内收拢,和屋顶一起形成了一个稳固的三角形,无疑也为建筑又上了一层保险。

除了斗拱减震,土加碎石的地基搭配也功不可没。一层土、一层碎石的铺法,层层垒起,化解地震的能量。此外,故宫的墙体厚、梁架低、屋顶重等设计,也对建筑物本身起到了很好的保护作用。一系列的工程技术,让小型的寿康宫在这次实验中成功立住。

除了紫禁城,在中国还有年代更久远的抗震木建筑,它们均体现了榫卯结构的良好应用,作为“世界三大奇塔”之一的山西应县木塔,传说中地震不倒、战火不毁、雷击不焚,它的构造体现了斗拱的精妙,是中国建筑史上最具价值的坐标。

而寿康宫,只是故宫的小小缩影,类似的木构古建筑,整个故宫有1200座,成为世界上现存规模最大、保存最完整的古代木构建筑群。

我们用现代实验总结出故宫抗震的原理,而其中所蕴含的智慧,早已经受住无数实际考验。

其实,北京位于地震活跃带。但正是因为这些经年积累的技艺,让紫禁城挺过了大大小小200多次地震。

(摘自《快乐作文》 那威哥/文)

猜你喜欢

斗拱震级榫卯
榫 卯
说不完的斗拱
榫卯铅笔设计
Master carpenter becomes a YouTube sensation 阿木爷爷成“油管”网红
说不完的斗拱
斗拱
基于人工神经元网络和多特征参数的预警震级估算
新震级标度ML和MS(BB)在西藏测震台网的试用
斗拱系列灯具设计
IASPEI宽频带面波震级与传统面波震级的对比