整體浮筏式基礎、鬥 我國古代很少建造平面復雜的建築,主要採用長寬比小于2:1的矩形。規則的平面形態和結構布局有利于抗震。傳統建築往往是中間的一間(當心間)最大,兩側的次間、梢間等依次縮小面寬,這樣的設計非常有利于抵抗地震的扭矩。
中國古代建築一般由台基、梁架、屋頂構成,高等級的建築在屋頂和梁柱之間還有一個鬥
鬥
除了這些較顯著的手法外,中國古代傳統建築中還使用了大量的其他技術措施,這些措施是古建築抗震的關鍵。比如榫卯的使用:榫卯是極為精巧的發明,我們的祖先早在7000年前就開始使用,這種不用釘子的構件連接方式,使得中國傳統的木結構成為超越了當代建築排架、框架或者剛架的特殊柔性結構體,不但可以承受較大的荷載,而且允許產生一定的變形,在地震荷載下通過變形吸收一定的地震能量,減小結構的地震響應。又比如柱子的生起、側腳等技法降低了建築的重心,並使整體結構重心向內傾斜,增強了結構的穩定性;柱頂、柱腳分別與闌額、地袱以及其他的結構構件連接,使柱架層形成一個閉合的構架系統,用現代術語來說,就是形成上、下圈梁,有效地制止了柱頭、柱腳的移動,增強了建築構架的整體性。梁架系統通過闌額、由額、柱頭枋、蜀柱、攀間、搭牽、梁、檁、椽等諸多構件強化了聯系,顯著增強了結構的整體性;柱子與柱礎的結合方式能顯著地減少柱底與柱礎頂面之間的摩擦,進而有效地產生隔震作用;在高大的樓閣中,如獨樂寺觀音閣、應縣木塔等,都在暗層中設有斜撐,大大強化了構架對水平衝擊波反復作用的抵抗能力;在外簷柱間設置較厚的牆體,起到現代建築中“剪力牆”的作用諸如此類,舉不勝舉,大到建築群體的布局處理,小到構件斷面的尺寸設計,處處都展示出古代工匠們在抗震設計方面的知識和匠心。
應縣木塔:
中國古代建築抗震能力的傑出代表
山西應縣佛宮寺釋迦塔(應縣木塔)是中國古代傳統建築傑出抗震能力的集中代表。這座木塔是當今世界現存最高的木結構建築,竣工于1056年,處于大同盆地地震帶上。木塔建成200多年即遭受大震,餘震連續7天,木塔附近的房屋全部倒塌,而木塔巋然不動;在此後的近千年中,木塔經歷了多次大地震的考驗而安然無恙。在戰亂之際,木塔還承受過200餘發砲彈的轟擊,亦無大損。木塔之所以有如此傑出的抗震能力,在于前述諸多抗震技法的綜合和提高:木塔平面是規則的正八角形,利于抵抗地震波產生的扭曲力;木塔高達4.4米的磚石基座堅實、穩定,形成一個“浮筏”,承載著全塔的重量(約1300噸);木塔內梁與柱的連接完全通過鬥
整座木塔表現出結構、技術與藝術形象的高度和諧,表裡如一,這是中國古代木結構建築,也是我們中華民族的“傳統美德”之一。在近千年前我們的祖先就能建造出如此莊嚴美麗而堅固耐久的建築,充分顯示出當時的匠人對數學、力學、材料學、結構學的研究已經相當深入,而且對地震的破壞機理已有了相當的了解,抗震經驗已積累到了很高的水平,既令人驚奇,也令人自豪。