历经200次地震的故宫,如何做到“强震不倒”?

008

前几天,在“北方话五脊六兽”一文中介绍了故宫屋顶上的神兽,在宫殿华丽的外表下,故宫屋顶的结构设计,其实处处暗藏玄机。
在科技尚不发达的古代,那些没有钉子固定的。

古代木制建筑,何以历经数百年而屹立不倒?

今天我们就来聊一聊,故宫建筑的抗震秘籍。

一榫一卯,比钉子更结实

作为世界上规模最大、保存最完好的古代皇宫建筑群,故宫经历了600年风霜洗礼。能完整地留存至今,宫殿构件之间的拼接肯定十分牢固,其中就包含了古代匠人的智慧——榫卯结构的应用。

何为榫卯(sǔn mǎo)?
榫卯是古代中国建筑中,非常重要的建构方式。在没有钉子和粘合剂的时代,聪明的古人利用凹凸结构的相互咬合,成功地把两根木头连接起来。其中,凸出来的那一部分叫做榫,而凹进去部分称作卯。

001

这种不使用钉子,利用咬合关系完成拼接的方法,就是榫卯结构,感觉跟现代的乐高玩具还挺像的。不过,榫卯可是我们祖先七千年前的发明,早在新石器时代,河姆渡先民已经懂得用榫卯结构来建造房屋了。

七千年是个什么概念?给大家一个参照,我国第一个朝代,夏朝,距今四千年,小伙伴们可以自行体会一下……
那么,榫卯结构到底有多牢固呢?
1937年,近代建筑先驱梁思成先生,在山西五台山找到一座佛光寺,这座古庙始建于唐代大中十一年(公元857年),已在山中默默走过1000多年的岁月。
但寺庙梁柱间的榫卯结构还像初建时一样稳固,没有一丝松动的痕迹。可见,榫卯虽然是木质连接,但稳定又耐用,完全不输强韧的钢筋水泥。

003

一斗一拱,以柔克刚

当然,要想抵御地震的攻击,只有稳固是远远不够的。故宫建筑中还有能起到减震效果的结构——斗拱。
斗拱,又称枓栱、斗科等,在故宫中随处可见,安在屋顶立柱和横梁的交接处。柱顶上的弓形承重结构叫拱,拱与拱之间的方形木块叫斗。

004

斗拱是中国建筑特有的一种结构,梁思成先生曾给予它极高的评价:“斗拱在中国建筑上的地位,犹柱饰之于希腊罗马建筑;斗拱之变化,谓为中国建筑之变化。”
如此重要的斗拱,是如何在强震中保护建筑的呢?
简单来说,斗拱是由很多小构件拼接而成的,并未钉死,所以有一些活动的余地,又因为是木质结构,自带弹性。在地震发生的时候,屋顶的木质结构不会与地震的作用力产生直接对抗,而是各个构件之间,因为震动而互相摩擦、挤压,往复运动,在运动中,耗散了部分地震能量,从而在最大程度,保护建筑减少冲击力。

005

在过去的六百年中,故宫经历了200多次大大小小的地震,其中包括1976年的唐山大地震。无数次历练,足可以证明宫殿斗拱结构的抗震性能。

006

想不到,斗拱竟然有这么大的作用。百妹以前还总把它错认成单纯的装饰品,因为这些斗拱实在是太好看了。
这些漂亮的斗拱,确实兼具装饰和艺术效果,构成我国独特的古典建筑造型之美。这种美感自带高级属性,永不过时,即使在现代,也是十分流行的元素。
上海世博会的中国馆,就采用了一个巨型斗拱型设计。

007

故宫建筑之精粹,体现在这一榫一卯,一斗一拱之间,匠心独具的设计,灵活坚固的结构,千百年风雨的考验。共同造就了古代宫殿,美好而独特的气质。
这些遥远的物质文化,亦是我们取之不竭的精神财富。