古建筑如何抗震?

乐活   2024-09-27 17:31   河南  


▲唐代建筑风貌



——古建筑如何抗震?

古建筑真的抗震吗?古建筑如何抗震


”墙倒屋不塌“是现代人对于中国古代建筑的评价,砖墙会被震裂,但是木结构建筑却能在震中屹立。佛光寺东大殿、南禅寺大殿、应县木塔......这些古代建筑为何能够屹立千年不倒?中国古代建筑是如何抗震的呢?




【天津蓟县独乐寺:经历28次地震不倒】


▲蓟县独乐寺


独乐寺位于天津蓟县盘山脚下,始建于唐代,寺内的观音阁和山门重建于辽代。观音阁为寺内主体建筑,是我国现存最古老的木结构楼阁之一。通高 23 米,外观为两层,内部实为三层。内外两周柱。历经千年风雨, 数次大地震依旧安然无恙。


自重建以后千余年来,根据文献记载,独乐寺曾经历了28次地震,其中清康熙十八年(1679年)三河、平谷发生8级以上强震,“蓟县城官廨民舍无一幸存,观音阁独不圮。”1976年唐山大地震蓟县城内房屋倒塌不少,观音阁及山门的木柱略有摇摆,观音像胸部的铁条被拉断,但整个大木构架安然无恙。


▲蓟县独乐寺观音阁


独乐寺观音阁之所以在多次强震中屹立不倒,主要是木结构起了作用。观音阁的斗拱设计十分巧妙,通过构件之间的相互交织,达到了相互连接固定的作用,在地震出现时能及时减缓外部的压力,具有很强的抗震性能。



【山西应县木塔:“明五暗四”刚柔结合】


▲应县木塔


应县木塔位于山西省朔州市应县城西北佛宫寺内,始建于辽清宁二年。全塔自地面至塔尖总高67.31米,底层直径30.27米,平面八角形。是世界上现存最古老最高大之木塔,建成近千年来,经历过多次大地震的考验。


据文献记载,在木塔建成200多年之时,当地曾发生过6.5级大地震,余震连续7天,木塔附近的房屋全部倒塌,只有木塔岿然不动。上世纪初军阀混战的时候,木塔曾被200多发炮弹击中,除打断了两根柱子外,别无损伤。


▲应县木塔


应县木塔之所以有如此强的抗震能力,其奥妙也在于独特的木结构设计。木塔从外表看是五层六檐,但每层都设有一暗层,明五暗四,实际是九层,明层通过柱、斗拱、梁枋的连接形成一个柔性层,各暗层则在内柱之间和内外角柱之间加设多种斜撑梁,加强了塔的结构刚度,增强了木塔的抗震性能。





【以柔克刚:木材富韧性力学性能好】


使用木材作为主要建筑材料是中国古建筑的一个显著特点。木材具有加工灵活、组合方便的优点。同时木材的力学性能比较好,它具有一定的柔性,在外力的作用下比较容易变形,但在一定程度内又有恢复变形的能力,是一种柔性的受力方式。


木构架中的所有节点普遍使用榫卯结合也具有一定的变形能力,再加上传统木构架都是采用均衡对称的柱网平面和梁架布置,使其形成一个具有一定柔性的整体框架结构体系,当地震袭来时,像汽车的减震器一样起着变形消能的作用,消化地震力对结构的破坏。


▲佛光寺唐代斗栱



【规则的平面布局:以不变应万变】


我国古代很少建造平面复杂的建筑,主要采用长宽比小于2∶1的矩形。规则的平面形态和结构布局有利于抗震。传统建筑往往是中间的一间最大,两侧的次间、梢间等依次缩小面宽,这样的设计非常有利于抵抗地震。


在规则的平面布局之下,必定会设置一个高大的台基,中国古代建筑的台基用现代结构语言描述,堪称“整体浮筏式基础”,好比是一艘大船载着建筑漂浮在地震形成的“惊涛骇浪”中,能够有效地避免建筑的基础被剪切破坏,减少地震波对上部建筑的冲击。


▲独乐寺主要建筑平面图



【梁架结构:增强整体性与稳定性】


中国传统建筑的梁架一般采用抬梁式构造,实践证明这种构造方式具有较好的抗震性能。柱架层形成一个闭合的构架系统,用现代术语来说,就是形成上、下圈梁,有效地制止了柱头、柱脚的移动,增强了建筑构架的整体性。柱子的生起、侧脚等技法降低了建筑的重心,并使整体结构重心向内倾斜,增强了结构的稳定性。


优雅的大屋顶是中国古代传统建筑最突出的形象特征之一,而且对提高建筑的抗震能力也做出过相当的贡献。形成大屋顶需要复杂结构和大量构件,大大增加了屋顶乃至整个构架的整体性。庞大的屋顶以其自重压在柱网上,也提高了构架的稳定性。


▲木构架


转自:研学建筑

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