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英国做了一场试验,揭开了中国古代房屋1200年不倒的秘密!

 timtxu 2018-09-01

中国作为四大文明古国之一,在世界史上留下无数辉煌篇章,遍布全国的名胜古迹,无疑都是当时社会文明发展的最佳证明,其中一些留存至今的古迹,更是达到了后人无法超越的高度。

在山西五台山,一处建于唐建中三年(782)年,距今已有12000多年历史的南禅寺,依旧保存完好。

五台山南禅寺的大殿是中国现存最早的木结构建筑,大殿四周是12根支撑屋檐的外柱,西山3根抹楞方柱,柱子底部是天然石材,柱子与柱子之间用阑额(柱子上端连接和承重的水平构件)联系,柱与梁之间用斗拱承接。

南禅寺结构图

比起现在的钢筋水泥结构的房屋,这种木结构的房屋显得“薄弱”了很多,人们不禁好奇,如此简单的木结构,如何能历经千年风雨却依然屹立不倒呢?

于是,英国电视台做了一项试验,解开了这个令世界惊叹的秘密。

节目组请了专业木匠搭建了一个复制紫禁城建筑结构的模型。

紫禁城是世界上现存规模最大、保存最为完整的木质结构古建筑之一,经过600年的风雨洗礼,依然完好如初。

为了尽可能地精准,木匠们采用了传统的工具和方式,按照1:5的比例进行制作,并搭建了模拟地震的可以晃动的平台。

在建造过程中没有使用一个钉子和胶水,采用的是中国最古老的榫卯结构和斗拱结构。

当工人搭建完成后,英国人满脸疑问,这样用几根木头撑起来的房子真的结实吗?

试验将模拟了不同震级的地震,每次模拟持续30秒,考验这个房子的抗震能力。

试验开始了。

节目组先以4级~5级的地震强度进行测试。

房屋出现了肉眼可见的小幅晃动,四周用砖块砌成的墙体,开始松动倒塌,但是建筑本体尚未大变化。

随后,将震度调至7.5级强度,建筑模型开始剧烈晃动,斗拱结构之间开始互相拉扯。

30秒内,四周剩下的墙体,完全倒塌,但是房屋依然完好的屹立着。

慢镜头拍摄墙体倒塌过程

接下来便是9.5级相当于200万吨TNT炸药的当量,也是历史上最高的地震强度,发生在1960年的智利,地震期间6座死火山被复活喷发,还带来了20世纪最大的一次海啸,共造成20000人死亡,威力之大可想而知。

试验开始后,房屋出现大幅度的摇晃,仿佛下一秒便会倾斜倒塌。

但30秒后,房屋依然耸立。

但是,不甘心的节目组,选择了挑战极限,把地震等级设到了10.1级,史无前例的震级,完全是作死的挑战。

试验开始了。

房屋依旧不停的大幅晃动,甚至连底座都翘起了几厘米的高度~

但一阵“狂舞”之后,房屋依然没!有!倒!塌!

而房柱只是产生了轻微的位移。

标红线的地方是原来位置

要知道,柱子与下面的石基并没有采用什么固定措施,没有插入石基凹槽内,只是面与面的相接,这样地震时木头也不会因为震动,产生断裂。

这种设计的秘诀可以用一个词来总结:灵活性

而这种灵活性的秘诀,就是斗拱结构的运用。斗拱如同汽车里的减震器,在地震时,屋顶的重量提供了一个反作用力,向下压,下面的斗拱组件就可以立于震动之上。

节目组负责人尝试组装斗拱结构

斗拱是榫卯结合的一种标准构件,榫卯结合便是其中抗震的关键。遇有强烈地震时,采用榫卯结合的空间结构虽会“松动”却不致“散架”,消耗地震传来的能量,使整个房屋的地震荷载大为降低,起了抗震的作用。

除了在建筑上的应用,榫卯也被广泛应用在中国古典家具领域。

家具在经历长期的坐、卧等压力,依然能保持紧密结合,而不散架。所以很多明清时期的家具,依然能保存至今,就是最好的证明。

上海博物馆中的明代椅子

探索中国浩瀚历史中的点滴,总会让人不禁感叹,我们能够拥有这样的建筑艺术,这样的文化瑰宝,是何其幸运。

而正是因为有了像“榫卯”这种,代表中国匠人的智慧结晶,中国才能在人类文明史中,始终占据重要一角。

英国

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