中國古代很少建造平面復(fù)雜的建筑,主要采用長寬比小于2∶1的矩形。規(guī)則的平面形狀和結(jié)構(gòu)布置有利于抗震。傳統(tǒng)建筑中,中間房間(警務(wù)室)往往較大,兩側(cè)第二個房間和小費室的寬度依次減小。這種設(shè)計很有利于抵抗地震的扭矩。
中國古代建筑一般由基座、梁架和屋頂組成。高ji建筑在屋頂和梁柱之間有一個桶層。中國古代建筑的臺基是用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)語言描述的,可以稱之為“整體浮墊基礎(chǔ)”。它就像一艘載著建筑物的大船,漂浮在地震造成的“波濤洶涌的大?!敝?,可以有效防止建筑物基礎(chǔ)被剪切破壞,減少地震波對上部結(jié)構(gòu)的影響。中國傳統(tǒng)建筑的梁式框架一般采用提梁結(jié)構(gòu),在框架的垂直方向形成大底小頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形態(tài)。實踐證明,該結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。優(yōu)雅的大屋頂是中國古代傳統(tǒng)建筑突出的形象特征之一,也為提高建筑的抗震能力做出了相當(dāng)大的貢獻。形成一個大屋頂(尤其是婚禮大廳的屋頂、休息山頂?shù)取?需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和大量的構(gòu)件,這大大增加了屋頂甚至整個框架的整體性;大的屋頂在柱網(wǎng)上承受著自身的重量,這也提高了框架的穩(wěn)定性。
二、斗拱是古建地磚瓦抗震中的又一重要“勇士”
斗拱是中國古代建筑抗震的又一重要“戰(zhàn)士”。它在地震中起著像汽車減震器一樣的變形和能量耗散的作用。它是由幾塊桶形木塊和弓形短梁組成的構(gòu)件。用在柱頂或額梁上,起支撐梁架和挑檐的作用。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,屋頂和柱之間有幾組內(nèi)外檐的斗拱像彈簧層一樣起到變形和耗能的作用,大大降低了建筑物的破壞程度。歷史上很多斗拱建筑都可以抵御強震,比如山西大同的華嚴(yán)寺。帶斗拱的正殿即使沒有斗拱的低等級附屬建筑被完全破壞也能存活,充分說明了斗拱對抗震的貢獻。斗拱可以起到“減震器”的作用,各種水平構(gòu)件連接的斗拱可以形成整體性強的“剛性板”。按照“誰能多做事”的原則,將地震力傳遞給具有抗震能力的柱子,大大提高了整個結(jié)構(gòu)的安全性。
三、榫卯是抗震的關(guān)鍵
除了這些顯著的技術(shù)之外,中國古代傳統(tǒng)建筑還采用了大量的其他技術(shù)措施,這是古建地磚瓦抗震的關(guān)鍵。例如,使用榫卯是一項極其巧妙的發(fā)明。我們的祖先早在7000年前就開始使用它了。這種無釘構(gòu)件的連接方式,使中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)成為超越當(dāng)代建筑排架、框架或剛架的特殊柔性結(jié)構(gòu)。它既能承受較大的荷載,又能允許一定的變形,在地震荷載作用下通過變形吸收一定的地震能量,降低結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。古建地磚瓦巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計使其具有很強的抗震能力。我們應(yīng)該在現(xiàn)代建筑中使用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計來提高建筑的抗震能力,以抵御自然災(zāi)害。
上一條: 古建材料古建筑重要組成部分—“磚瓦”