当六百岁的故宫遇到地震,结果会是怎样?
2017年,在英国电视台第4频道的关于中国的纪录片,其中有一集是《紫禁城的秘密(2017)》(Secretsof China's Forbidden City),按照1:5的比例制作的故宫模型在10级地震的测试中屹立不倒。
在这个抗震实验中,一次模拟持续30秒,随着强度上升,明显看到故宫建筑的斗拱结构开始受到拉扯。到了7.5级烈度,在强烈的摇晃中,墙体完全倒塌了。而到实验强度进入10.1级时,摇晃更加剧烈,但木构架依然耸立不倒。
片中一位外国工程师感慨:这是一个极好的例子,证明了中国传统建筑的天才所在。
强烈摇晃中,木构架依然不倒
有热心网友总结了故宫抗震的秘密:抗震的关键是斗拱,当地震发生时,屋顶与柱之间的若干组内外檐斗拱,像弹簧层一样起着变形消能的作用,从而大大减少了建筑物的破坏程度。此外,柱础由于没有埋在土里,也降低了地震中折断的可能性;内饰也是有抗震设计的,比如用长长的铁钩垂吊着的宫灯。
有资料称,地震研究所专家表示:“这铁钩上接屋顶上的铁环,下接着宫灯铁环。屋顶摇晃,铁钩由于反作用力会向相反方向摇晃,宫灯又会向铁钩反方向摇晃,左晃右晃,力量相互抵消,不会有大的摇摆。可见我们的祖先为了防风而设置的方法,在抗震中也会有巨大作用。”
精巧的结构
事实上,北京处于地震活跃带附近,六百多岁的故宫确实抗过了200多次地震,即使在1976年令北京很多现代建筑倒塌的唐山大地震中,也没有受到大的损害。
这种令外国瞠目结舌的成就,其实来自于古代工匠在建造紫禁城时,采取的富有智慧的抗震措施。六百年前,工匠们没有地震科学和现代物理的理论,靠什么想出这样的木构奇迹?靠的是世代相传的营造法式和对建造工艺的极致追求。