千年古塔抗震揭秘

      汶川大地震后的恢复重建工作已经热火朝天地干起来了，而在工程界关于是不是要提高整体性抗震标准的问题还在讨论之中。地震中心地带的许多学校成为碎砖堆的现象，让人们对建筑质量震惊之外，就是对学校的建筑结构上是不是存在问题有很大的怀疑。

      根据国家的抗震设计规范要求进行设计的房屋按说是不会倒塌的，也就是说这类房屋应该是能保护人们的生命安全的。但是事实并不如此，世界上的每次大地震总会有些意外发生，钢筋混凝土哪怕打的再结实总可能在地震中被撕裂或掀翻。

      但是国内外也有些建筑物，经过了千年的历史考验，经受了很多次的大大小小的地震的颠簸，但是人家始终稳如泰山、巍然屹立。虽然现代科学研究已经非常发达，但是在今天我们既不能预报地震，又很难预防地震的情况下，好好研究一下古人们的智慧，还是很有必要的。

      一、山西应县木塔
      应县木塔建成于辽代清宁二年，即公元１０５６年，距今已有９５2年之久，是世界现存最高、最古老的纯木结构佛塔。这座楼阁式木塔通高６７．３１米，约相当于现在２０层楼房的高度，底层直径３０．２７米。 

      应县木塔最令人称奇的是其设计的精巧，全塔上下除了砖石塔基和铁制塔刹外，整体架构所用全为木材，没有一根铁钉，数以万计的构件全靠卯榫互相咬合固定在一起。 

     木塔屹立近千年而不倒，其结构之固堪称一绝。木塔采用的是两个内外相套的八角形框架，而平面分为内槽和外槽两部分，内槽供奉佛像，外槽构成平座供人员活动，内外槽之间亦靠各种木料纵横连接，这就构成了一个刚性很强的双层套筒式结构，成为木塔坚固之本。

     同时，塔内上下层的连接采用了叉柱造的方法。叉柱造就是将上层柱的底部十字开口，插在下层柱上的斗拱之间，而且上层柱向内退进半个柱径，从而造成逐层内收的效果，进一步增加了木塔的稳定性。

  
     另一方面，木结构建筑应用的斗拱和卯榫的咬合不是刚性连接，当遇到大风和地震等外力作用时，构件之间产生一定的位移和摩擦，可以吸收和损耗部分能量，起到调整变形的作用，构成了木塔建筑的柔韧性。

      我国古建筑专家和文物专家多次实地研究的结论是：这种“刚柔相济”的结构共同造就了应县木塔卓越的稳固性，也正是木塔的这些建筑特色成就了木塔如今最古老、最高的木结构佛塔建筑的地位。

    “墙倒屋不塌”这一句中国民间的俗语，充分表达了梁柱式结构体系的特点。由于木材建造的梁柱式结构，是一个富有弹性的框架，这就使它还具有一个突出的优点即抗震性能强。它可以把巨大的震动能量消失在弹性很强的结点上。这对于多地震的中国来说，是极为有利的。

      二、山西大同悬空寺
      顾名思义，悬空寺它不仅仅是建造在距离地面60多米高的悬崖上，而且它整个建筑都悬在半空中！但是1500年来经历了无数次的山崩、地震、雨水侵蚀，它始终屹立不倒。 

     
      悬空寺的两个三层楼阁由一个古栈道连接，恒山地区流传着这样的民谣：悬空寺，半天高，三根马尾空中吊。“马尾”就是指这些上接楼阁栈道、下至岩石的红色立木。这些立木总共有30根，被分成三组，每根长度大约十几米。分别被设置在两个楼阁和栈道下面，给人的第一感觉，悬空寺似乎就是靠这三组立木支撑在悬崖上。悬空寺是不是就靠这些立木支撑起来的呢？

　　　在所有悬空寺的楼阁和栈道下都埋有横梁，这些直径50厘米左右的木材，好像是从岩石中长出来的一样。这些横梁露在外面的部分大约有一米左右，它的上面正好是用木板铺成的走廊。不仅走廊，整个楼阁的底座也直接压在这些横梁上，这些横梁很可能才是挑起整座楼阁的关键。

　  　虽然这些横梁已经开裂，却没有腐朽。横梁经得起百年风雨侵蚀的关键，在于经过了一道特殊的处理。研究证明悬空寺的木头用桐油泡过，并且没有虫蚁的腐蚀，这样使它能够1000多年以来仍然坚实地插在岩石上，而且它用的木头是当地产的铁杉木。

       三、日本木质宝塔
      500多座日本的木质宝塔，在过去的1400多年的时间里，只有两座宝塔倒塌。有许多宝塔消失都是因为闪电或者是战乱中被焚毁的。

      1995年阪神大地震中，高架桥公路和办公大楼被震塌，神户的港口区被震坏。然而，附近京都东寺神庙中那座气宇轩昂的五层宝塔却完好无损。

      几个世纪以来，人们一直认为宝塔的中心柱起着树干的作用，中心柱的收缩和摇摆，就能安然无恙，然而事实并非如此。

      其实，日本宝塔的中心柱根本不承担负荷，有的宝塔的中心柱甚至不挨着地面，而是从塔顶悬垂而下。建筑物的质量全部由外围的12根大柱子承担。

      宝塔的另一个奇特之处是，承受重量的垂直柱没有一个是与上层相应部位的柱子相连接的。换句话说，在五层宝塔中，连一根从上到下贯穿宝塔的承重柱都没有，这在现在的设计规范中是不允许的。

      宝塔的第三个特点是，塔体的宽大塔檐上铺有沉重的黏土瓦块。其实要想减轻塔檐的重量其实并不难办，比如换成轻质材料的瓦。可见塔檐的重量对抗震是有重要作用的。

      古代工匠们的精湛工艺和高超的技术才能另现代人自叹不如。大地震还会再来袭击我们，也还要考验我们的重建是不是能够抗震。为了真正能够让房屋成为人们的避难所，而不是要命的工具，我们还真得仔细研究，躺在抗震规范上也不行。古代木塔抗震之迷也算抛砖引玉吧，关于抗震我们还有太多的事情要思考，要准备。

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