《600年200多次地震，故宫怎么就是不倒》
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2017年,故宫博物院工程师周乾接到一通跨洋电话,来电者是英国一家电视台,他们听说中国古代木建筑抗震性十足,于是找到周乾,希望答应他们的拍摄请求：复刻一个太和殿来震一震,看看中国古建筑到底有多抗震.
太和殿太大,于是他们换成寿康宫,用传统的工具和技法,将立柱、外墙、斗拱一一还原,照原样复制了一座1/5大小的寿康宫.
怎么测试抗震性能呢?
英国导演说,我们英国没有地震,对地震的了解只知道“震级”,那我们就把模型放到测试用的地震台上,一级一级加,加到散架为止.于是,一场简单粗暴的实验开始了.
周乾带着外国木匠理查德站在仪器旁,紧盯着仪器上不断升高的数值.5级,寿康宫已经疯狂摇摆.8级,两边的墙体轰然倒塌,但主体的木结构还只是摇摇晃晃,没有要“投降”的意思.震级9.5级,这是1960年智利大地震的震级,是人类经历过的最高的震级了.
当地震台的震级显示,达到10.,寿康宫在地震台上疯狂起舞,但就是死活不散架.理查德又是惊奇又是兴奋,想要再加码,可地震台已经快要冒烟了！
理查德说：“我们想震塌这个建筑,但是我们做不到.”
后来周乾分享了他们后来研究发现的“紫禁城的秘密”.最大的秘密,就藏在屋顶上：榫卯结构拼合而成的斗拱.榫卯,中国古代木质建筑的主要结构,不用一根钉子,通过木条拼合而成.拼合成的斗拱之间虽有缝隙,却丝毫不影响建筑的稳固性.
地震开始,斗拱通过摩擦、旋转,消化掉了地震中的能量,起到减震作用.
其次是柱顶石,故宫主体柱子下的这块大石头.实验前,工程师们本以为立柱会受损严重,实验结束,木架完好无缺,但他们发现模型产生了轻微位移.没错,建筑整体移动了,但是建筑本身无损.如果柱子不是放在柱顶石上,而是插入地基中,反而会因为消解不了地震的能量而断裂.
立柱的角度也有看不见的讲究.我们肉眼看到立柱,以为是平行向上的,但其实是有輕微的倾斜,向内收拢,和屋顶一起形成了一个稳固的三角形,无疑也为建筑又上了一层保险.
除了斗拱减震,土加碎石的地基搭配也功不可没.一层土一层碎石的铺法,层层垒起,化解地震的能量.
此外,故宫的墙体厚、梁架低、屋顶重等设计,也对建筑物本身起到了很好的保护作用.一系列的工程技术,让小型的寿康宫在这次实验中成功立住.
除了紫禁城,在中国还有年代更久远的抗震木建筑,它们均体现了榫卯结构的良好应用,作为“世界三大奇塔”之一的应县木塔,传说中地震不倒、战火不毁、雷击不焚,它的构造体现了斗拱的精妙,是中国建筑史上最具价值的坐标.
纯木建造的万荣飞云楼,被誉为“中华第一木楼”无论大小接口,均为榫卯嵌套,它和应县木塔一起,被誉为“南楼北塔”.
而寿康宫,只是故宫的小小缩影,类似的木构古建筑,整个故宫有1200座,成为世界上现存规模最大、保存最完整的古代木构建筑群.
我们用现代实验总结出故宫抗震的原理,而其中所蕴含的智慧,早已经受住无数实际考验.
其实,北京位于地震活跃带,这条危险的断层带长达1000公里.但正是因为这些经年积累的技艺,让紫禁城挺过了大大小小200多次地震.
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地震和故宫博物院引用文献:
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