古代建筑抗震分析

我國是一個多地震的國家。然而，我國許多古代建筑都成功地經受過大地震的考驗，干百年來仍然傲然屹立。古建筑為何能抗震?它們有什么抗震奧秘呢?
　　
　　奇跡1：廣西合甫縣四排樓
　　
　　廣西合浦縣山口鎮(zhèn)有一座古代建筑，名叫四排樓，
　　全樓為兩層，主要承重結構為36根圓柱，圓柱間又有72根木梁聯(lián)系，梁柱均由卯榫連接，無一釘一鐵。站在樓下仰望，木條上下左右穿插，令人眼花繚亂。數百年來，這里經歷多次地震，強臺風更是難以計數，但樓閣安然無恙，故被稱為“抗震閣”。
　　
　　奇跡2：天津薊縣獨樂寺
　　
　　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1679年三河、平谷發(fā)生8級以上強震，“薊縣城官廨民舍無一幸存，觀音閣獨不圮”。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。
　　
　　奇跡3：山西應縣木塔
　　
　　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，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(fā)生過6.5級大地震，余震連續(xù)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(zhàn)時，木塔曾被200多發(fā)炮彈擊中，除打斷了兩根柱子外，別無損傷。
　　
　　古建筑抗震的工藝
　　
　　與西方磚石結構建筑的“以剛克剛”不同，中國古代的木結構建筑在抵抗地震沖擊力時，采用的是“以柔克剛”的思維，通過種種巧妙工藝的措施，其目標是以最小的代價，將強大的自然破壞力消弭至最小程度。
　　我們以應縣木塔為例，看看我們老祖先超人的智慧和工藝吧，
　　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應變，但在一定程度內又有恢復原形的能力，應縣木塔的材質正是利用了木結構的特點，并發(fā)揮到了極致。
　　應縣木塔平面是規(guī)則的正八角形，利于抵抗地震波產生的扭曲力，其高達4.4米的磚石基座堅實、穩(wěn)定，形成一個“浮筏”，承載著全塔的重量(約1300噸)。
　　木塔內梁與柱的連接完全通過斗拱完成，斗拱在地震時能像汽車的減震器一樣起著變形消能的作用，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。
　　木塔內部各種構件通過卯榫連接，不用一釘一鉚。這種不用釘子的連接方式，不但可以承受較大的荷載，而且在地震時通過變形吸收一定的地震能量，減小關鍵部位以至整體結構的負荷。
　　木塔的柱子之間砌筑有厚實的墻體，牢牢地“抱住各柱子，增加了構架的整體性，而且這些墻體能作為剪力墻發(fā)揮作用；立柱側腳、平面逐層縮小，有效地降低了塔的重心，并使整體結構重心向內傾斜，增強了塔的穩(wěn)定性，這樣既使塔身形成美麗的曲線，又能把水平的地震沖擊力分解成垂直方向的壓力。
　　整座木塔表現出結構、技術與藝術形象的高度和諧，表里如一，這是中國古代木結構建筑工藝的一大杰作，也是它在地震中屹立不倒的原因。