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中國古建築抗震能力逆天,故宮能抗住10級地震嗎?

地震中受損的九寨天堂洲際大飯店餐廳 來源:新華社

直至10日晚22時30分,九寨溝震區共地震107次。縣內17個鄉鎮的房屋也受到了不同程度的損壞,或倒塌或開裂,其中一般受損1037戶,中度受損420戶,重度受損的有223戶。

中國地震台網測定,8月9日7時27分,新疆博爾塔拉蒙古自治州精河縣附近發生了6.6級地震,震源深度約11公里。截至9日16時,摸排出212戶307間房屋倒塌,受損房屋4032戶5469間,院牆倒塌213處2535米......(中國青年網)

多數地震都會使得房屋坍塌,當然也有例外。

那就是被譽為世界五大宮之首(北京故宮、法國凡爾賽宮、英國白金漢宮、美國白宮、俄羅斯克里姆林宮)的故宮

記得小編第一次遊覽故宮時,就被朱漆的大紅牖、琉璃鴛鴦瓦、層層疊起的斗拱、大殿的帝王氣息......震撼到了,走到深處還有種毛骨悚然的感覺。

當你站在景山公園俯望整個紫禁城時,有三秒唯我獨尊的幻覺。

佔地面積約72萬平方米、擁有近600年歷史的故宮,除了它宏偉壯麗的外表,還有強大的排水系統和抗震等內在實用性。真不愧是帝王之居!

由英國電視台第4頻道製作的故宮專題紀錄片中,就做了故宮模型抗震測試

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10.1級地震不倒的故宮模型

我們一起來看看。

一次模擬持續30秒,4級、4.5級、5級,隨著強度上升,我們明顯看到斗拱結構開始受到拉扯。

隨後,牆體出現倒塌,有工作人員說:「我感覺我們應該後退一步」。實驗進入7.5級烈度 ,在強烈的搖晃中,牆體完全倒塌了……

接著,實驗強度進入9.5級及更高的烈度 ,有記載以來的最高地震強度(相當於2百萬噸TNT炸藥的當量)

終極挑戰,10.1級地震開始,震動更加劇烈,但中國古建築的木構架依然聳立。

It is amazing!經歷了10級大地震後,旁邊的牆壁都碎成渣了,模型的柱子僅僅移動了一點(紅線是地震前柱子的位置),但整體建築卻完好無損。

老外都感嘆道:中國古代建築的天才們!

而故宮之所以屹立不倒的原因是擁有靈活性的斗拱結構。

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偉大的斗拱結構與榫卯結構

故宮的斗拱結構如同汽車裡的減震器。實驗解釋了為什麼屋頂這麼重,斗拱提供了一個反作用力,向下壓,下面的靈活組件就可以立於震動之上。再加上柱子並沒有埋在地里,因此不會再地震中折斷。

小編在這裡科普下斗拱和榫卯。

斗拱,又稱枓栱、斗科、欂櫨、鋪作等,是中國漢族建築特有的一種結構。在立柱頂、額枋和檐檁間或構架間,從枋上加的一層層探出成弓形的承重結構叫拱,拱與拱之間墊的方形木塊叫斗,合稱斗拱。

榫卯,是古代中國建築、傢具及其它器械的主要結構方式,是在兩個構件上採用凹凸部位相結合的一種連接方式。凸出部分叫榫(或叫榫頭);凹進部分叫卯(或叫榫眼、榫槽)。

斗拱是榫卯最佳的表現形式。我們來看一個關於榫卯的視頻。

咬合後真的是嚴絲合縫啊!

在紀錄片《故宮100》之第19集《巧奪天工》中介紹到,中國木構建築中,好似一棵樹的演化,其中技術最複雜的就是斗拱,最簡單的組合也是斗拱。

一塊像盛米的斗,一塊像挽起的弓,鬥上置拱,拱上置斗,鬥上又置拱,結構千篇一律,造型卻又千變萬化。在藍黃噴漆的下面,在層層疊疊的咬合中,構成了斗拱,向上蜿蜒,彷彿要刺破天穹。

斗拱是故宮結構中最重要的部分之一,那麼,它有延續至今嗎?

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可以造像故宮一樣震不倒的建築嗎?

中國古建築其實潛移默化地對現代生活產生了很多影響。

有人說,從結構上看,斗拱是不可能作為現代建築的功能部件。斗拱在宋以後,功能作用在漸漸地弱化,清已經基本成為裝飾構件。斗拱現在只作為裝飾構件,採用輕質材料,掛在檐下。

其實,現代的斗拱是既有繼承又有改良的。一些老木匠師傅,依舊採用古老的斗拱結構與榫卯結構,做出與時俱進的中國風傢具。還有新建樓盤外立面也有模仿毛石砌築風格進行貼面的,這也是另一種繼承。

下面的這位姑娘雖然在建造房屋中沒有用到斗拱結構,但在房屋防震作用上貢獻不小呢!

一位跑到香港中文大學讀建築學博士的貴州姑娘,她的博導帶著團隊來到馬鞍橋村,為當地農民蓋房子抵禦地震!

在萬麗和她的團隊看來,只要用科學的方法,在前人的基礎上做出一點改變,增加一點點的造價,房子的抗震性能就可以大大提高。

「要改變抗震性能,其實很簡單,就是教他們做一個穩固的基礎,給他們合理配製土牆裡黏土、沙子還有草筋等等的比例。另外在牆裡面加一些木頭的構造柱和圈樑,可以形成一個框架。同時我們還改良了它的採光通風性能,這樣室內環境質量也有所提高。」

她不希望村子裡的房子都千篇一律,村民們只要學會了這個技術,就可以根據自己的需求來建房。

這樣建出來的房子,每平米在60-200塊,造價比磚房便宜了很多。更重要的是,每一座都獨一無二而又有安全保障。

而這個災後重建項目,也一舉獲得了香港環保建築大獎、聯合國科教文組織的遺產保護獎及2016國際生土建築大獎等獎項。

驚嘆於中國木構建築中最複雜又最簡單的斗拱;喜悅於木匠師傅對於卯榫的傳承;感動於萬麗姑娘與團隊為馬鞍橋村蓋的防震房,更希望地震過後的四川、新疆以後也會有這樣的房子。


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