故宮能抵禦8級地震嗎?英國學者透過地震模擬後,結果出人意料

對於地震的危害,我們都深有體會,僅僅是建國後,70年代的唐山地震,造成了很大的人員財產的損失。21世紀以來,大大小的地震也發生了很多次,特別是2008年的汶川大地震,造成了巨大的人員傷亡讓人歷歷在目。如何預防地震和抵禦地震的危害,古人也研究了很多方法。比如流傳甚廣的地震儀,不過可惜已經失傳。不僅是預測,在防震方面,現在的很多建築都是鋼筋混凝土,框剪結構的就是為了抵禦地震的危害。在沒有鋼筋混凝土的古代,人們如何來建造抗震的建築呢?

故宮能抵禦8級地震嗎?英國學者透過地震模擬後,結果出人意料

其實,為了抵禦地震,古代的建築師也是開啟了智慧模式。我們今天說說屹立600年而不倒的皇家建築——-故宮。故宮,舊稱“紫禁城”,是皇帝居住的地方。佔地面積72萬平方千米,擁有房屋9000餘間,是世界上現存規模最大的木質結構古建築之一。這座宏偉大氣的皇家宮殿如何能屹立幾百年而存在的秘密在哪裡呢?

故宮始建於公元1420年,至今已近600年,期間發生過200多次地震,故宮卻依舊安然無恙,他的抗震效能如何呢?英國某電視臺推出了一個紀錄片,其中有一集叫做《紫禁城的秘密》而為了揭開故宮歷經600年風雨依然堅挺至今的秘密。

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為了探究這座皇家宮廷的抗震效能,許多英國記者和專家專程來到北京,在取得故宮方面的同意後。在故宮專家的帶領下做了一個實驗,他們按照1:5的比例,完全複製故宮的建造方法,做出了縮小版胡故宮模型,然後把它放到了實驗室內,讓它接受了模擬地震的考驗。而當地震震級到達5級時,故宮模型有了輕微的搖晃,震級達到7。5級時,模型的搖晃開始加劇,它旁邊的磚牆也徹底倒塌。最後震級達到10。1級時,整個模型劇烈搖晃,似乎馬上就要倒塌了,然而30秒模擬地震結束後,令在場專家和記者詫異的是,故宮宮殿模型卻依然穩穩地立在那裡,只是位置發生了微小的偏移。

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面對這個結果,專家震驚了,激動的說:“太完美了!”,完全沒想到如此一座木質皇宮居然能抵禦如此大的地震。那為何故宮能夠如此“堅挺”,秘密在於它的建造工藝。

故宮的整體建築沒有用一根釘子進行連線,而是採用了10萬根木頭以榫卯結構打造,在設計上採用“斗拱”結構。斗拱由坐、拱、翹、升等小尺寸構架由下至上層層疊加而成。地震作用下,這些細小構件之間相互擠壓、錯動,可耗散大量地震能量,並能夠延長建築的晃動週期,產生隔震效果。地震結束後,這些小構件基本能恢復到初始位置,並保持完好。

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後來,專家們對建築的核心——-“斗拱”進行了拆解,發現它僅僅由弓形和方形的木塊組成,不用釘子膠水,僅用榫卯的技藝,讓兩塊木頭完美貼合在一起,抵消了地震的破壞力。

如果你去過故宮,應該會對它的建築風格印象,這座皇家建築的柱子都是平整豎立在地板上,並沒有深入地基中。這麼做是有原因的,建築的柱根並非插入地底下,而是平擺浮在柱頂石上。地震作用下,柱根在柱頂石上往復運動,產生摩擦滑移隔震效果。因為地震時,深入地基的柱子會被地震強大的剪力折斷,相反,在地面上則不會發生這種情況。我們不由得不驚歎古人的建築智慧。

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可以說,中國是世界上最早將隔震理念應用到建築中的國家,在紫禁城這座皇家宮殿建築的設計建造中充分考慮了抗震的需求,採用了多項隔震技術。故宮之所以屹立600年而不倒,正是古人建築智慧的完美體現。

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