地震頻發，古建筑何以屹立千年不倒？

6月17日22時55分在四川宜賓市長寧縣（北緯28.34度，東經104.90度）發生6.0級地震，震源深度16千米。

據央視新聞數據，截至6月18日15點56分，四川長寧6.0級地震已導致13人死亡，199人受傷。

日本突發6.8級地震 發布海嘯預警

當地時間18日22時22分，日本山形縣附近海上發生6.8級地震，震源深度10公里，新潟縣和山形縣地區震感強烈。日本氣象廳稱，預計一波約1米高的海嘯將襲擊東京以北的日本海沿岸。

我國是一個多地震的國家，

是世界上地震活動水平最高、

地震災害最嚴重的國家之一。

然而，我國許多古代建筑都成功地

經受過大地震的考驗，

古建筑為何能抗震？

它們又是怎么抗震的？

在保存至今的眾多古代木結構建筑中，

天津薊縣的獨樂寺和

山西應縣木塔、北京故宮

在抗震方面的表現尤其突出。

案例

天津薊縣

獨樂寺

經歷28次地震不倒

獨樂寺位于天津薊縣盤山腳下，

始建于唐代，

寺內的觀音閣和山門重建于遼代。

自重建以后千余年來，

獨樂寺曾經歷了28次地震，

其中清康熙十八年(1679年)三河、

平谷發生8級以上強震，

“薊縣城官廨民舍無一幸存，

觀音閣獨不圮?！?/p>

1976年唐山大地震，

薊縣城內房屋倒塌不少，

觀音閣及山門的木柱略有搖擺，

觀音像胸部的鐵條被拉斷，

但整個大木構架安然無恙。

獨樂寺觀音閣之所以在多次強震中屹立不倒，

主要是斗拱起了作用，

觀音閣的斗拱設計十分巧妙，

在沒有一顆釘子固定的情況下，

通過七層木塊的相互交織，

達到了相互連接固定的作用，

這樣在地震出現時能及時減緩外部的壓力，

具有很強的抗震性能。
山西

應縣木塔

“明五暗四”剛柔結合
應縣木塔位于山西省應縣城西北佛宮寺內，

建于遼清寧二年(1056年)，

應縣木塔處于大同盆地地震帶，

建成近千年來，

經歷過多次大地震的考驗。

據史書記載，

在木塔建成200多年之時，

當地曾發生過6.5級大地震，

余震連續7天，

木塔附近的房屋全部倒塌，

只有木塔巋然不動。

上世紀初軍閥混戰的時候，

木塔曾被200多發炮彈擊中，

除打斷了兩根柱子外，別無損傷。

應縣木塔之所以有如此強的抗震能力，

其奧妙也在于獨特的木結構設計。

木塔除了石頭基礎外，

全部用松木和榆木建造，

而且構架中所有的關節點都是榫卯結合，

具有一定的柔性；

木塔從外表看是五層六檐，

但每層都設有一暗層，

明五暗四，實際是九層，

明層通過柱、斗拱、梁枋的連接

形成一個柔性層，

各暗層則在內柱之間和

內外角柱之間加設多種斜撐梁，

加強了塔的結構剛度。

這樣一剛一柔，

能有效抵御地震和炮彈的破壞力。

北京故宮

歷經597年，200多場地震仍屹立不倒

故宮作為全世界現存最大的木質建筑群之一，

將近600年來，經歷過數不清的雷電風雨，

變革、戰爭以及200多場地震，

次次都安然無恙，這讓全世界都震驚了。

材料

以柔克剛

木材富韌性力學性能好

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”。

在防震方面，主要依靠木結構。

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。

傳統木構架都是采用均衡對稱的

柱網平面和梁架布置，

使其形成一個具有一定柔性的整體框架結構體系，

當地震襲來時，

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。

結構

古建筑的

臺基

整體浮筏式基礎
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。

這兩張圖能非常清楚的看到

什么叫做梁柱式結構，即框架式結構。

邊靖樓梁架結構

天壇祈年殿的最高級臺基

臺基是中國木結構建筑的特有部分，

高出自然地平2～5 米，

是上部建筑結構的基礎，

包括基礎、磉墩、柱礎以及攔土墻等，

外面砌筑臺幫。

基礎部分多以

夯土和碎石隔層筑打而成，

可以看做是剛度分層的地基，

具有柔性隔震作用。

在臺基之內，

按柱子的位置用磚石砌磉墩，

磉墩上放柱頂石，

柱頂石上立柱。

磉墩與磉墩之間砌成與磉墩同高的攔土墻作條形基礎，

攔土墻將臺基內分為若干方格，

提高了柱基的水平抗力。

填土中摻入碎磚瓦、石灰、燒土碎塊等，分層夯成。

四周用條石、片石或磚層砌成臺幫，

可為臺基提供良好的側限約束，

保證了臺基的整體性。

斗拱

是古建筑抗震中的又一位重要“戰士”

斗拱是中國古代建筑抗震的

又一位重要“戰士”，

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。

當地震發生時，

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。

上圖是當年梁思成先生所畫的

不同年代建筑的斗拱的圖。

我們可以明顯的看到它們長成不同的樣子。

之前說到的一些木塔，

一個建筑上就有六十多種斗拱。

斗拱不但能起到“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。

榫卯

抗擊地震的關鍵

榫卯是極為精巧的發明，

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，

而且允許產生一定的變形，

在地震荷載下通過變形吸收一定的地震能量，

減小結構的地震響應。

其他部件

體現建筑架構整體性

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，

用現代術語來說，

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。

圓覺寺舍利殿立面與斷面建筑示意圖（上圖）

梁架系統通過闌額、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沖擊波

反復作用的抵抗能力；

佛光寺

在外檐柱間設置較厚的墻體，

起到現代建筑中“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。

明永樂十四年·長陵祾恩殿 剖面圖（上圖）

結語

中國古代建筑在漫長的發展過程中

能夠始終保持自己的個性，

有其必然性。

對中國古建筑抗震性能評價最高的是

《中國古代建筑技術史》。

“各國研究抗震建筑，

追求的最高目標是按9度設防，

我國古代傳統木構架建筑，

一般都可以基本上達到這個目標，

這不能不說是我國古代應用科學方面的

一項驚人成就。