木材作為一種質輕、力學性能好的建筑材料,在外力作用下較容易應變,但在一定程度內又有恢復原形的能力。中華民族不但自文明伊始就睿智地選擇了木材作為結構主材,而且發展形成了世界上歷史最悠久、持續時間最長、技術成熟度最高的結構體系。
中國木結構古代建筑給人們帶來的宏偉、壯麗和浪漫主義氣息,全仰仗于其獨特的結構形式。中國木結構建筑也成為世界公認的三大建筑體系之一。有相當一批古建筑雖然經受了數百年及至千余年的風雨襲擊和地震劫難,但至今仍巋然挺立,甚至完好如初。那么,中國木結構建筑里有哪些減隔震魔法呢?
技術一:豎向多層隔震
中國古代建筑一般由臺基、梁架、屋頂構成。臺基好比是一艘大船載著建筑物漂浮在地震形成的“驚濤駭浪”中,能夠有效地避免建筑的基礎被剪切破壞,減少地震波對上部建筑的沖擊。
梁架一般采用抬梁式構造,在構架的垂直方向上形成下大上小的結構形狀,實踐證明這種構造方式具有較好的抗震性能。優雅的大屋頂是中國古代傳統建筑最突出的形象特征之一,而且對提高建筑的抗震能力也做出過相當的貢獻。形成大屋頂需要復雜結構和大量構件,大大增加了屋頂乃至整個構架的整體性。
技術二:斗拱減震
斗拱是中國古代建筑抗震的又一個重要減震構件,起著變形消能的作用。當地震發生時,屋頂與柱之間的若干組內外檐斗拱像彈簧層一樣起著變形消能的作用,從而大大減少了建筑物的破壞程度。
歷史上,很多帶斗拱的建筑都能抵御強烈地震。應縣木塔位于山西省應縣城西北佛宮寺內,建于1056年。全塔的斗拱有54種,構架所有節點均為具有消能功能和鉚榫結合。應縣木塔處于大同盆地地震帶,建成近千年來,經歷過多次大地震考驗。據史書記載,在木塔建成200多年之時,當地曾發生過6.5級大地震,余震連續七天。木塔附近的房屋全部倒塌,只有木塔巋然不動。當代建筑設計以抵御9度地震為目標,而我國古代的木結構建筑基本上就能達到這個要求。
隨著城市化的進程不斷推進,傳統木質結構建筑逐漸退出了歷史舞臺。建筑越來越高,人們對建筑抗震的要求越來越高,對建筑減隔震產品的需求也越來越大??萍嫉陌l展,讓我們能夠以更精確的計算、更精巧的設計、更周密的布局,為我們的建筑安全保駕護航。
然而驀然回首,我們卻依稀察覺,現代科技下方興未艾的建筑減隔震技術從一定程度上,無不是受到了中國古代木結構建筑文化的啟發。這種“因天時、就地利”、“以柔克剛”的減隔震工藝,正是通過以最小的代價,將強大的自然破壞力消弭至最小的程度。這也正是每一個如山東百頓一樣,鉆研結構智能減震技術、致力于建筑減震產品研發的企業的初心所在。
在天人合一的宇宙觀以及中國傳統文化滋養下產生的中國古代木結構建筑,具有迷人的東方特色和東方智慧。至今,這些木結構建筑仍對我們建筑減隔震企業技術革新具有借鑒意義,是我們必須繼承和發揚的寶貴財富。