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1、 中國古代建筑如何抗震古建筑為啥能抗震以柔克剛：木材富韌性力學性能好有人說，西方建筑史是“石頭的歷史”，中國建筑史是“木頭的歷史”，西方磚石結構是剛性結構建筑體系，中國土木結構是柔性結構建筑體系，西方人以剛性的磚石結構抵抗自然災害，中國人以柔性的土木結構防御了地震的破壞，前者是“以剛克剛”，后者是“以柔克剛”。作為建筑材料，木材與泥土具有富于韌性、加工靈活、組合方便的優(yōu)點。在防震方面，主要依靠木結構。學者程建軍認為，木材是一種質輕、力學性能好的建筑材料，它具有一定的柔性，在外力的作用下比較容易變形，但在一定程度內又有恢復變形的能力。木構架中的所有節(jié)點又普遍使用榫卯結合，也具有一定的變形能力，再2、加上傳統(tǒng)木構架都是采用均衡對稱的柱網(wǎng)平面和梁架布置，使其形成一個具有一定柔性的整體框架結構體系，當?shù)卣鹨u來時，建筑便通過自身的變形消化地震力對結構的破壞能量，從而在一定限度內保障了建筑的安全性。中國的傳統(tǒng)木結構，具有框架結構的種種優(yōu)越性，如“墻倒屋不塌”的功效，但其柔性的連接，又使得它具有相當?shù)膹椥院鸵欢ǔ潭鹊淖晕一謴湍芰?。這次汶川大地震中，許多文物建筑的墻體均不同程度地受損，但主體結構仍未倒塌，就是這種柔性框架結構抗震能力的表現(xiàn)。古建筑咋抗震絕招一：古建筑的臺基堪稱整體浮筏式基礎我國古代很少建造平面復雜的建筑，主要采用長寬比小于21的矩形。規(guī)則的平面形態(tài)和結構布局有利于抗震。傳統(tǒng)建筑往往是中3、間的一間(當心間)最大，兩側的次間、梢間等依次縮小面寬，這樣的設計非常有利于抵抗地震的扭矩。中國古代建筑一般由臺基、梁架、屋頂構成，高等級的建筑在屋頂和梁柱之間還有一個斗栱層。中國古代建筑的臺基用現(xiàn)代結構語言描述，堪稱“整體浮筏式基礎”，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被剪切破壞，減少地震波對上部建筑的沖擊。中國傳統(tǒng)建筑的梁架一般采用抬梁式構造，在構架的垂直方向上，形成下大上小的結構形狀，實踐證明這種構造方式具有較好的抗震性能。優(yōu)雅的大屋頂是中國古代傳統(tǒng)建筑最突出的形象特征之一，而且對提高建筑的抗震能力也做出過相當?shù)呢暙I。形成大屋頂(尤其是廡殿頂、4、歇山頂?shù)?需要復雜結構和大量構件，大大增加了屋頂乃至整個構架的整體性；龐大的屋頂以其自重壓在柱網(wǎng)上，也提高了構架的穩(wěn)定性。絕招二：斗拱是古建筑抗震中的又一位重要“戰(zhàn)士”斗拱是中國古代建筑抗震的又一位重要“戰(zhàn)士”，在地震時它像汽車的減震器一樣起著變形消能的作用。它是由若干斗形的木塊和弓形的短枋木相互交接組合而成的構件，用在柱頭頂或額枋之上，起著承托梁架和出挑屋檐的作用。當?shù)卣鸢l(fā)生時，屋頂與柱之間的若干組內外檐斗拱像彈簧層一樣起著變形消能的作用，從而大大減少了建筑物的破壞程度。歷史上，很多帶斗拱的建筑都能抵御強烈地震，比如山西大同的華嚴寺，在沒有斗拱的低等級附屬建筑被破壞殆盡的情況下，帶斗拱的主要5、殿堂仍能幸存，充分說明了斗拱對抗震的貢獻。斗拱但能起到“減震器”的作用，而且被各種水平構件連接起來的斗拱群能夠形成一個整體性很強的“剛盤”，按照“能者多勞”的原則把地震力傳遞給有抗震能力的柱子，大大提高了整個結構的安全性。絕招三：榫卯是抗擊地震的關鍵除了這些較顯著的手法外，中國古代傳統(tǒng)建筑中還使用了大量的其他技術措施，這些措施是古建筑抗震的關鍵。比如榫卯的使用，榫卯是極為精巧的發(fā)明，我們祖先早在7000年前就開始使用，這種不用釘子的構件連接方式，使得中國傳統(tǒng)的木結構成為超越了當代建筑排架、框架或者剛架的特殊柔性結構體，不但可以承受較大的荷載，而且允許產(chǎn)生一定的變形，在地震荷載下通過變形吸收一定6、的地震能量，減小結構的地震響應。還有如柱子的生起、側腳等技法降低了建筑的重心，并使整體結構重心向內傾斜，增強了結構的穩(wěn)定性；柱頂、柱腳分別與闌額、地袱以及其他的結構構件連接，使柱架層形成一個閉合的構架系統(tǒng)，用現(xiàn)代術語來說，就是形成上、下圈梁，有效地制止了柱頭、柱腳的移動，增強了建筑構架的整體性。梁架系統(tǒng)通過闌額、由額、柱頭枋、蜀柱、攀間、搭牽、梁、檁、椽等諸多構件強化了聯(lián)系，顯著增強了結構的整體性；柱子與柱礎的結合方式能顯著地減少柱底與柱礎頂面之間的摩擦，進而有效地產(chǎn)生隔震作用；在高大的樓閣中，如獨樂寺觀音閣、應縣木塔等，都在暗層中設有斜撐，大大強化了構架對水平?jīng)_擊波反復作用的抵抗能力；在外檐7、柱間設置較厚的墻體，起到現(xiàn)代建筑中“剪力墻”的作用諸如此類，舉不勝舉，大到建筑群體的布局處理，小到構件斷面的尺寸設計，處處都展示出古代工匠們在抗震設計方面的知識和匠心。相關資料中國古代建筑在漫長的發(fā)展過程中能夠始終保持自己的個性，有其必然性。以建筑材料而論，中國古代建筑的木結構在維持建筑使用壽命上并不占任何優(yōu)勢，木制的梁架、門窗、柱子經(jīng)不起長時間的風吹雨淋。但恰恰是這種充滿柔性的木結構，造就了中國古建筑獨特的造型和豐富的形式。這樣的例子在國外也并不少見。在日本神戶和美國洛杉磯的大地震中，木結構建筑只是稍微變形而絕不倒塌。即使在強大的地震力下，木結構建筑被整體推前了數(shù)米或被拋離了基礎，但仍完好而無散架。由此證明了木結構建筑在各種極端的負荷條件下，其結構的抗地震穩(wěn)定性和完整性。日本政府在神戶大地震后，就曾明令所有的民用住宅必須采用北美的木結構建筑。 北京圖建達低碳建筑團隊編輯整理