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天津市民族中学开展学校科普日活动，旨在大力弘扬教育家精神，实施“双驱引领”下的科学教育。通过广泛传播科学知识、弘扬科学精神，激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣，营造讲科学、爱科学、学科学、用科学的氛围。
即日起，学校将在科普日面向全校师生推广科普知识。学生和家长通过关注学校微信公众号，可以了解学校在每期科普日推送的科普内容或活动。在后续的科普日活动中，学校还将组织学生开展现场活动，助力学生科学思维的发展和科学探究能力的提升。
本期科普日由学校教科室副主任梁彬同志讲述中国古典建筑之美——飞檐斗拱。
飞檐斗拱，作为中式古建筑屋顶的独特结构，不仅体现了建筑的结构美学，更蕴含了深厚的文化意义。
斗拱，作为中式古建筑特有的组成部分，是指古建筑的立柱与梁架衔接处，层层叠叠伸出的木质结构。方形为斗，弓形为拱，合为斗拱，当这些斗形、弓形的木构件，层层叠加起来，其外形犹如一个个倒立的三角形。它最初出现是为了承托屋顶，来自真实的承重需要。
（山西省万荣县飞云楼一角）
飞檐，实际上是由斗拱层层出跳而挑出的屋檐的样子。站在房子下面看，就是檐下空间和顶部翘起的屋檐，有时当支撑结构伸出得多了，就会支撑起一定的弧度，使得屋檐上翘，高高扬起、伸向天空形如飞鸟展翅，整座建筑如鸟斯飞，动态十足。当这样的营造方式被广泛用于中式古建筑的亭台楼阁上，就是我们常说的飞檐斗拱。
（泰安岱庙一角）
（故宫一角）
中式古建筑的另一个重要特征之一，就是这些木结构采用榫卯形式的连接。榫卯连接，即指采用的一种凹凸结合的连接方式。凸出部分叫榫(或榫头)；凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)，榫和卯咬合，起到连接作用。这是中国古代建筑、家具及其它木制器械的主要结构方式。榫卯结构是榫和卯的结合，是木件之间多与少、高与低、长与短之间的巧妙组合，可有效地限制木件向各个方向的扭动。
（榫卯斗拱示意图）
从力学角度来讲，榫卯节点属于半刚接节点。所谓半刚接节点，即节点不是完全固定，而是可以转动，但受到一定限制，不能随意转动。这种限制力源于榫头与卯口之间的挤压、咬合。半刚接节点非常有利于古建筑抗震。因为榫卯节点有限的转动能力，有利于减小梁柱构架的晃动幅度。不仅如此，榫头与卯口之间的相对滑移、旋转等运动，可以耗散部分地震能量，减小结构整体破坏。其机理在于，当地震能量作用于古建筑时，可被转化为3个部分，即构架变形的变形能，构架破坏的内能和构架（榫卯、斗拱等构件）运动的动能；当地震能量、构架变形能都不变时，榫卯节点运动产生的动能越大，则构架的内能越小，因而受到破坏的程度越小。
中式古建筑的承重都是由建筑的那些由榫卯连接方式组合的梁柱支撑起来的，墙壁只是起到遮蔽隔绝的作用。所以在遭受地震的时候，由于榫卯架构的特点，也就造就出中式古建筑“墙倒屋不塌”的神奇效果，将地震所带来的损失降低到最低程度。
中式古建筑，结构精巧工整。当建筑群密集错落，那一个个高高挑起的檐角，形成彼此既富有层次、疏密有致，又竞相争趣的气势。中式古建筑中的这种“飞檐斗拱，重檐飞角”，作为一种独特的审美体验，常常为人所津津乐道，在作为世界文化遗产的曲阜孔庙，黄瓦飞檐、彩绘斗拱、角角交错，檐檐相叠，更是得到最生动的展现。
（曲阜孔庙）
中式古建筑中的这种“飞檐斗拱，重檐飞角”，不仅营造出壮观的气势、有着独特的飞动轻快的韵味，更具有科学意义上的实际用途：既有利于增强室内的自然采光，又有利于屋顶的排水。这就是我国无数劳动人民建筑师经历岁月的洗涤凝练下来的智慧结晶，属于我们中国传统工艺制作和科学技术的独特创造！
不得不感慨我们古代先民无穷的智慧，更不得不佩服古时匠师们高超的技艺。这些结构精巧严整的建筑，如今依然屹立于茫茫中华大地，留给我们以无限的遐思。我们不仅要保护好，更要研究好，并把中华文明之光一代一代的传承下去。我们学校的创客社团——天工为栋，就是从最基础的鲁班锁做起，让同学们从理论到实操，逐步体味这浓浓的中华传统科学技术带给我们的震撼与自信！而且，在近三年的天津市劳动技能大赛中，天津市民族中学的初中木模工艺组成绩连年提升、接连获得三等奖、二等奖、一等奖的好成绩。
（天工为栋）
科普知识问答
在斗拱构件中，弓形构件与方形构件分别叫什么呢？
01
02
“飞檐”一词，为什么将屋檐用“飞”来形容呢？
榫卯结构中，是由凹凸两部分结合连接的，那它们分别叫什么呢？
03
04
由于中式古建筑独特的结构方式，当遇到地震时，会形成怎样的情形，从而发挥其抗震作用，使损失降低到最小呢？
大家想一想，咱们美丽的民族园中，也有这样的飞檐设计，大家能在校园里找到吗？
05
加强科学教育 提升科学素质
撰稿人：梁彬
核稿人：沈建伟 关雪岩
排版制作：魏佳
领导审核：刘芃 刘和葵
