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地震古建筑不倒,越古老越抗震是否可信?

我要發布     發布日期:2017-08-18 10:50:27  來源:網絡
核心提示:文保員和工作人員無傷亡報告,正抓緊核查震區文物受損情況。據初步排查,九寨溝縣暫統計出12處古建筑及近現代重要建筑不同程度受損。
  四川省文物局10日通報,文保員和工作人員無傷亡報告,正抓緊核查震區文物受損情況。據初步排查,九寨溝縣暫統計出12處古建筑及近現代重要建筑不同程度受損。松潘縣的國家級重點文物保護單位松潘古城墻和紅軍長征紀念碑碑園多處墻面出現裂縫。馬爾康市全國重點文物保護單位卓克基官寨墻體及屋面多處出現震裂現象。若爾蓋縣省級文物保護單位茍均橋多處出現裂縫,其他文物點受損情況正在排查中。此外,位于成都平原的四川博物院、金沙遺址博物館、三星堆博物館等文博機構安好。

  千百年老建筑,古老而歷久,見證了歷史的變遷,經歷了各種大小災害,留下來的可以說經過了地動山搖,風雨摧殘……但是“地震古建筑不倒,越古老越抗震”是否充分可信?

  雅安地震的“房堅強”,又是一棟百年老宅

  當年雅安地震導致全市各縣(區)多處房屋嚴重受損,損毀66.98萬間,倒塌12851間,震中蘆山縣龍門鄉99%以上受損垮塌。寶興縣城、靈關鎮、大溪鄉房屋全部受損;天全縣80%的房屋受損嚴重,無法入住。

  然而地震中也有奇跡:震中一座百年老宅巍然屹立,堪稱“屋堅強”。坐落于蘆山縣龍門鄉古城村山腳下的張家大院,7戶張姓人家震后在這里照常生活。張家大院為瓦木結構四合院,坐落于蘆山縣龍門鄉古城村山腳下,主人之一張大金說:“建于清朝同治年間的老宅,在地震中除了屋脊脫落幾塊瓦片外,沒有任何損傷。”長征期間,這里曾是紅30軍司令部。

  由于古建筑抗震例子眾多,古建行當甚至出現了“墻倒屋不塌”的諺語。“墻倒屋不塌”是古建行當通行的諺語,意思是說在遭遇強烈地震的時候,古建筑的墻壁倒塌了,但木構屋架依然屹立。言外之意,是對其“抗震性能”的標榜。

  在保存至今的眾多古代木結構建筑中,天津薊縣的獨樂寺和山西應縣木塔在抗震方面的表現尤其突出。獨樂寺位于天津薊縣盤山腳下,始建于唐代,寺內的觀音閣和山門重建于遼代。自重建以后千余年來,獨樂寺曾經歷了28次地震,其中清康熙十八年(1679年)三河、平谷發生8級以上強震,“薊縣城官廨民舍無一幸存,觀音閣獨不圮。”1976年唐山大地震,薊縣城內房屋倒塌不少,觀音閣及山門的木柱略有搖擺,觀音像胸部的鐵條被拉斷,但整個大木構架安然無恙。

  應縣木塔位于山西省應縣城西北佛宮寺內,建于遼清寧二年(1056年),應縣木塔處于大同盆地地震帶,建成近千年來,經歷過多次大地震的考驗。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7天,木塔附近的房屋全部倒塌,只有木塔巋然不動。上世紀初軍閥混戰的時候,木塔曾被200多發炮彈擊中,除打斷了兩根柱子外,別無損傷。

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  抗震的原因基本歸結為以下幾點:

  1、柔性的框架結構:墻倒屋不塌

  太極講究“以柔克剛,四兩撥千斤”,而建筑中,中國古代工匠們也是采用這種思維,通過種種巧妙的措施,以最小的代價將強大的自然破壞力消彌至最小程度。

  中華民族不僅自文明伊始就睿智地選擇了木材等有機材料作為結構主材,還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—柔性的框架體系。我國木結構技術迄今至少已有近7000年的歷史。傳統木結構,具有框架結構的種種優越性,如“墻倒屋不塌”的功效,但其柔性的連接,又使得它具有相當的彈性和一定程度的自我恢復能力。在汶川大地震中,許多文物建筑的墻體均不同程度地受損,但主體結構仍未倒塌,就是這種柔性框架結構抗震能力的表現。

  3、整體浮筏式基礎、斗栱、榫卯:抗擊地震的關鍵

  我國古代很少建造平面復雜的建筑,主要采用長寬比小于2:1的矩形。規則的平面形態和結構布局有利于抗震。傳統建筑往往是中間的一間(當心間)最大,兩側的次間、梢間等依次縮小面寬,這樣的設計非常有利于抵抗地震的扭矩。中國古代建筑一般由臺基、梁架、屋頂構成,高等級的建筑在屋頂和梁柱之間還有一個斗栱層。

  臺基用現代結構語言描述,堪稱“整體浮筏式基礎”,好比是一艘大船載著建筑漂浮在地震形成的“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(尤其是廡殿頂、歇山頂等)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;龐大的屋頂以其自重壓在柱網上,也提高了構架的穩定性。

  4、其他方面

  除了這些較顯著的手法外,中國古代傳統建筑中還使用了大量的其他技術措施,這些措施是古建筑抗震的關鍵。比如榫卯的使用:榫卯是極為精巧的發明,我們的祖先早在7000年前就開始使用,這種不用釘子的構件連接方式,使得中國傳統的木結構成為超越了當代建筑排架、框架或者剛架的特殊柔性結構體,不但可以承受較大的荷載,而且允許產生一定的變形,在地震荷載下通過變形吸收一定的地震能量,減小結構的地震響應。

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  但是古建筑真的更抗震嗎?

  所謂抗震的古建筑,多數是一些特別的個案,《中國建筑史》(第四版)曾經對古建筑的抗震性能有過非常樂觀的評論,認為“許多經受過大地震的著名木架建筑如天津薊縣獨樂寺觀音閣、山西應縣佛宮寺塔都能完好地保存至今,就是有力的證明。”因此,可以認為中國木結構建筑體系“有較強的抗震性能”。

  但是這段論述很可能引發以偏概全的邏輯錯誤,以為中國古建筑的木結構體系都是抗震的。因為該書簡單枚舉的“許多”像天津薊縣獨樂寺觀音閣那樣經受過多次大地震的考驗的實例,都不過是一些特別的個案;這樣的個案只能證明那些建筑自身具有一定的抗震性能。而如王士禎《居易錄》“己未(康熙十八年,1679年)地震,官廨民舍無一存,獨〔觀音〕閣不圮”所載,反例的數量要遠遠超過這些特別的個案,并且會占到壓倒性的絕對多數,這些特別的個案不過是小概率事件而已。在汶川地震中被發現的甘肅文縣碧口鎮的“最牛民房”則是一個典型的現代版本。從邏輯上講,從個案得不出普遍結論。某幢建筑在地震中沒有倒塌的事實,并不能證明它所屬的整個結構體系都是抗震的。

  對中國古建筑抗震性能評價最高的是《中國古代建筑技術史》。“各國研究抗震建筑,追求的最高目標是按9度設防,我國古代傳統木構架建筑,一般都可以基本上達到這個目標,這不能不說是我國古代應用科學方面的一項驚人成就。”顯然,這一判斷缺乏事實和科學依據,甚至有違常識。

  “墻倒屋不塌”,或有“報喜不報憂”之疑

  如果按“墻倒屋不塌”的“標準”,把古建筑劃分為“墻”和“屋”兩部分,把損毀程度劃分為“倒(塌)”和“不倒(不塌)”兩種情況,對古建筑在地震后遺存的狀況做大致描述,可以得到四種排列組合,即“墻倒屋塌”、“墻倒屋不塌”、“墻不倒屋塌”和“墻不倒屋不塌”。在某次地震后,這四種遺存狀況各占多少比例,是很難有可靠的統計資料的。不過,可以肯定的是,“墻倒屋不塌”只是古建筑震后遺存狀況中的一種,當然是比較“成功”的一種。

  從心理學上說,人們通常傾向于記住特殊的、成功的個案,并把它們當成規律性的事件,而無意中忽略了其發生的概率究竟會有多大。“墻倒屋不塌”這一諺語的制造者和傳播者,正是利用了人們的這種心理,刻意標榜其“成功”的一面,從而掩蓋墻倒屋塌的失敗。

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  在實際的統計數據中,古建筑并不比現代建筑更抗震

  汶川地震后,一位擅長歷史文化名城保護的專家在一次講座中談到:“前人是以百年的胸襟來建造未來的家園的,因此,在建房之初,便考慮到中國地震多發的國情。”他還回顧1996年麗江地震時曾經說過:“麗江的房子都是老房子,我們中國建的老房子有很大的特點,叫墻倒柱不倒,都是木結構體系,設計時就考慮到了抗震。”然而,事實卻是無情的。據云南防震減災網公布的“云南大震震害資料”,當年2月3日的麗江,在“地震中破壞最嚴重的是民族土木結構房屋,磚木結構房屋次之,磚混與框架結構房屋相對較輕,按八度設防且施工質量好的房屋,震后基本完好或僅有輕微破壞。”

  除前述云南防震減災網公布的1996年2月3日的麗江地震震害資料外,1995年6月30日、7月10日、7月12日連續發生3次的孟連地震也表現出相似的結果:“震區房屋結構主要有:穿斗木結構輕質房、土木結構、磚木結構、磚混結構及鋼筋混凝土框架房。土木、磚木結構房屋占震區房屋總面積的85%以上,曾多次遭受鄰區地震波及,這次又經三個地震的疊加作用,破壞和內傷十分嚴重。1988年瀾滄-耿馬大地震后,按八度設防興建的磚混、框架結構房屋抗震性能較好,地震中仍有不同程度破壞。”

  據新華網報道2007年6月3日云南普洱市發生6.4級地震,震區“城鄉房屋受損嚴重,土木結構房屋墻體普遍倒塌,磚混結構房屋普遍出現墻體開裂。”

  有江蘇省抗震救災專家對汶川地震震后綿竹市房屋震損情況(未包括已經倒塌的建筑)做了統計,結論是:“鋼結構的抗震性能很好,框架結構次之,底框結構再次之,磚混結構再次之,磚木結構抗震性能最差”。根據統計圖的數據,在沒有倒塌的房屋中,與其他結構相比,磚木結構基本完好的比例最低(2.85%),嚴重損傷的比例最高(54.43%),嚴重損傷與中度損傷的合計比例也是最高(78.8%)。雖然這個統計未將已倒塌的建筑包含在內,但是根據殘存建筑的狀況推斷,磚木結構房屋的“倒塌率”應該最高。

  理智推崇,注重后期古建筑保護

  在民族主義情緒的鼓舞下,以“墻倒屋不塌”證明中國古建筑的抗震性能優于西方古建筑的論調不絕于耳。如西方用“石頭、磚塊壘起的建筑,地震一震全都垮了”,而中國古建筑在“地震發生時,不會壓死人。相比西方的石頭堆砌,顯然不可同日而語。這就是為什么中國的建筑遠比西方的建筑壽命長久的奧秘所在”。這不啻為癡人說夢。

  同時,與“墻倒屋不塌”伴隨而來的,還有對現代建筑抗震能力的質疑。如“有些古老的木構建筑,在受到意外的自然災害時,卻顯示出比一般的磚結構、混凝土結構的房屋,有更強的抵抗能力。例如,許多現代的高樓大廈,因經受不住地震的襲擊而倒塌,但傳統的木構建筑則不然,有的在歷史上經受了數十次地震的襲擊,卻依然如故……由此,確實可以確認,它在技術上也達到了相當高的水平。”以沒有倒塌的古建筑和倒塌的現代建筑(既可能因為未做抗震設防,也可能因為是“豆腐渣工程”)作對照,來證明中國古建筑的抗震優勢,這是沒有道理的。因為它只挑選對自己有利的案例加以解釋,而有意無意地忽視不利的案例,所以其結論不能成立。
 
標簽: 古建筑 地震

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