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600多年,200余次地震,故宫为什么就是震不塌?

2019-09-12  华民

故宫,作为世界上最大的木制建筑群与古代宫殿群,在此已屹立了超过600年的时光。

在这600多年的时间里,故宫先后经历了200多场破坏性的地震,包括那场将唐山夷为平地的大天灾——那时的震中离故宫只有150公里,北京市区也各地也有受灾报告,多处古建筑损坏,但故宫却始终岿然不动。

1976年唐山大地震后德胜门箭楼震损

前段时间,有群英国的木匠,为了理解故宫抗震的秘密,按1:5的比例,打造了几个与故宫建筑结构相同的模型,拍摄了一档名为《紫禁城的秘密》(Secrets of China's Forbidden City)的节目。

在搭建中还有一个小插曲,他们查阅了大量资料,才搞明白了故宫的榫卯和斗拱结构的奥秘,成功复制在他们的模型中,正式应用于地震测试,一起看看。↓

4.5级地震时,人会感觉到明显震感,墙壁会出现裂缝,部分不牢靠的建筑会倒塌。但他们搭建的故宫模型只是轻微地晃动而已。

随后,他们将震动级别增加到相当于7.5级地震时,整个结构开始剧烈摇晃,在场的人员纷纷后退,随即模型上的墙面开始倒塌,但主体依然屹立,应了那句“墙倒屋不塌”的老话。

当震级加强到9.5级时,建筑的摇晃已经非常剧烈了。这基本已经是人类有史可查的最强地震。工作人员最后将机器马力全开,加强到所能允许的最高等级10级时,故宫的复制模型,依旧在巨大的摆动中坚挺。

随着关闭电源,好似在抗议的机器轰鸣声也随震动停了下来。工作人员凑近观察,发现整个模型主体没有明显损坏,柱子未出现裂痕,通过和实验开始前的记号对比,建筑整体发生了几厘米的位移。

其实,能让故宫屹立不倒背后的秘密,就是最开头拼搭这个模型时,让这帮“老外”犯难的斗拱。

斗拱由拱形和方形的木块交错而成,之间无需任何加固的东西就能牢牢地组装。

除却其支撑屋顶的作用,因为斗拱由不同木块拼接而成,每层之间都有可灵活松动的空间,微小的形变,加在一起抵消了地震巨大的动能。

小小的斗拱结构,在人类历史上从未发生过的毁灭性震级中,起到了类似汽车减震器的作用。

随后,他们又惊喜地发现了另一个故宫抗震的秘密——就是柱子。故宫的柱子和一般建筑里深扎在地地基里的柱子不一样,那种建造方法在面对强大的地震时,很容易因为连接过于刚性,无处分解能量,而使柱子折断。

而如果你仔细观察过故宫的柱子,就会发现它们并不是直接插入地里,而是会看到一个“柱础”,俗称石墩子。

柱子在柱础上,柱础在地上,在发生地震时,给了柱子面对摇摆的喘息之机,大大降低了因柱子折断,建筑主体失去支撑,导致塌陷的可能。

看完这些,你是不是和他们一样惊讶于中华先祖的伟大智慧呢?故宫能够屹立大地超过600年,设计者的远见与修建者的技巧功不可没。

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