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实测10级地震的中国木结构,结果怎样了?

 孟溪ProbeT连山 2019-01-09

实测10级地震的中国木结构,结果怎样了?

中国的阴阳五行是传统文化易学中很重要的部分,发展出了中医理论体系,甚至包括了古代的建筑土木?

在几千年前,木材已经是古人常用的一种建筑材料,但是,如何把木材连接起来,是一个必须要解决的问题,而受制于当时的技术条件,人们可选择的材料非常有限,很神奇的是,古人没有用额外的其他材料,而仅仅是对木材本身做了一些设计,便解决了这个问题,这就是榫卯的诞生。

榫卯,木之阴阳

家具榫卯结构透出的内蕴阴阳、相生相克、以制为衡的道家思想以及老祖宗顺应木材本质而制作的与自然和谐共处的世界观,逐渐被世人认识。

榫卯包括榫头和卯眼,凸出部分叫榫(或榫头);凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽),榫和卯咬合,榫为阳、卯为阴,像情人一般紧紧相依,起到连接作用。只有你掌握了各种结构的机关、技巧,才可轻易地拆卸它们。

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一个方向的榫卯组合,嵌接的部分在毫无干扰的情况下,10年或者15 年,在大自然的作用力牵引下,便会自动松脱,这是木材所含的水分受到这些作用力影响的必然结果.而当榫卯结构由不同的方向嵌接的话,张紧与松脱的作用力便会互相抵消。一个榫卯如是,无数的榫卯组合在一起时,就会出现极其微妙的平衡。

因此,它也是一种带有哲学智慧的产物:含而不露,透着儒家的平和中庸;内蕴阴阳,相生相克,以制为衡,则闪耀着道家思想的光辉。

大家都知道斗拱吧,它的很多部件,便是用榫卯这种设计来实现的。

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笑傲600年,200场灾难

这就不得不提到我国的故宫了,作为古代宫廷建筑之精华,故宫也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。

还记得BBC曾推出过一系列中国纪录片,其中一集叫《紫禁城的秘密》

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片中提到,当年的唐山大地震,短短23秒的山崩地裂,就把河北唐山夷为平地。连距离震中150多公里的北京,都倒塌了三万多间房屋,砖石结构的古建筑,也是遭到不同程度的损坏,满目疮痍。

而故宫的那些木结构建筑,在短暂的晃动之后,却毫发无伤、复归平静。

不要以为这样的幸运只是偶然。据统计,自建成的600多年以来,紫禁城一共经历了200多场、极具破坏性的地震,但每一次都能全身而退。

那么,600多年,200多场大大小小的地震,对于故宫而言,为何都能成功脱险?

模拟10级地震,惊呆外国工匠

故宫专家带着外国木匠理查德一起做了个实验:按照1:5的比例,以中国古建筑榫卯斗拱的结构,复制出一栋微缩紫禁城模型,并对它进行地震模拟测试。

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先一次以4级、4.5级以及5级地震进行测试,每次持续30秒:

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我们看到,整个模型开始出现轻微的晃动,但没有出现实质性的破坏。

再接着往上加,7.5级:

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在强烈的摇晃下,两边的墙开始阵亡,但是整个建筑的木结构仍然坚挺。

再加,9.5级及以上,这是有记载以来最高的地震强度,已经相当于200万吨TNT炸药的当量:

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摇啊摇,摇,怎么摇都还是不倒。

那就再加,10.1级:

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然而,除发了点轻微位移之外,倒塌?不存在的。

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真是厉害了我的故宫!可谓古代建筑界的资深“技术宅”了。

其实,除了故宫之外,当古代还没有发达的现代科技时,某些石质建筑会因为地震倒塌或破损,而很多采用了榫卯设计的木建筑,反而以柔胜刚,胜过了坚固的岩石。

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因此,古人也云:“榫卯万年牢”

作为古代人民智慧的结晶,榫卯的年龄甚至比汉字都还大。在1973年发现的河姆渡遗址中,曾出土了迄今为止发现的中国最早的榫卯结构。也就是说,我们的祖先早在六七千多年前就开始使用这种巧妙的木质连接方式了。

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河姆渡的榫卯

但是,木材作为最原始的建筑和家具材料,是全球性的,所以,榫卯并非中国独有,古埃及也出现过榫卯结构,但因为埃及缺乏木材,所以今天我们看到的埃及建筑都是以石头为代表。

然而,不管是不是个“土著”,榫卯在我国也绝对是“嫡系”的待遇,不仅在我国古代传统建筑中得到了广泛应用,在后来工艺探索的漫漫长河中,榫卯在我国更是扎根般的生长,自成体系,衍生出万千花样,都是我们这个民族特有的。

榫卯常见的形式有格角榫、托角榫、粽角榫、燕尾榫、夹头榫、抱肩榫、龙风榫、楔钉榫、插肩榫、围栏榫、套榫、挂榫、半榫与札榫等等。槽)、半和卯咬合,起到连接作与札榫等等。


33种榫卯结构

展示了古代榫卯结构当中最主要、实用、经典的款式结构:

一:楔钉榫

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二:挖烟袋锅榫

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三:夹头榫(腿足上端嵌夹牙条与牙头)

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四:云型插肩榫(牙条、牙头分造)

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五:扇形插肩榫

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六:传统粽角榫

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七:双榫粽角榫

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八:带板粽角榫

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九:高束腰抱肩榫

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十:挂肩四面平榫

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十一:圆柱丁字结合榫

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十二:圆方结合裹腿

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十三:圆柱二维直角交叉榫

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十四:圆香几攒边打槽

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十五:攒边打槽装板

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十六:一腿三牙方桌结构

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十七:抄手榫

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十八:方材角结合床围子攒接万字

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十九:方形家具腿足与方托泥的结合

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二十:三根直材交叉

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二十一:加云子无束腰裹腿杌凳腿足与凳面结合

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二十二:插肩榫变形

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二十三:平板明榫角结合

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二十四:柜子底枨

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二十五:方材丁字结合(榫卯大进小出)

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二十六:厚板闷榫角结合

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二十七:厚板出透榫及榫舌拍抹头

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二十八:椅盘边抹与椅子腿足的结构

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二十九:直材交叉结合

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三十:弧形直材十字交叉

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三十一:弧形面直材角结合

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三十二:走马销

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三十三:方材丁字形结合榫卯用大格肩

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