专家揭秘中国古建筑何以千年不毁

在经受狂风、地震等外力袭击后，为何许多中国古建筑仍能巍然挺立？古建专家认为，除了素土夯实的牢固地基、有力支撑的柱子斗拱外，中国古建筑特有的榫卯结构，是最为重要和不可代替的因素。

“凸者为榫，凹者为卯，榫卯合拢，古建筑的结构则会严紧牢固。”原山西省文物局总工程师柴泽俊说。
   这位曾主持过晋祠、朔州崇福寺等多处国保单位修缮工作的古建专家介绍说，榫卯是各种木构件凝聚在一起的枢纽，也是古建筑抗御各种外力的内在应力，堪称中国古建筑千年不毁的奥妙所在。
   在中国古建筑庞大的身躯内，随处可见榫卯的存在。柱头、柱脚有榫卯，阑额、罗汉枋、柱头坊等也有榫卯，斗拱各构件之间有榫卯，梁架结构和椽材交接处也有榫卯。藻井中有榫卯，门窗中也有榫卯。
   “榫卯虽多，却不露于明处，是中国古建筑的内在机关。”柴泽俊说，榫卯必须是硬木制作，上下左右连贯紧密。柱子无榫卯会移位，额枋无榫卯则易松弛，斗拱无榫卯脱失折损，梁架中无榫卯歪闪倾斜，椽材无榫卯滚动，装修无榫卯难以连接组合。
   近年来，很多中国古建筑在大地震中塌损缓慢，或虽有残损但未曾坍塌，这些都有力证明，古建筑结构之严密与榫卯连接之功效密切相关，这是许多现代建筑不可比拟的。
   “榫卯的效能早已被实践证明，但它的结构力学功能还有待进一步测试计算和模拟试验。”柴泽俊说。                       
中国古代建筑抗震秘决：
秘决一：古建筑的台基堪称整体浮筏式基础
   我国古代很少建造平面复杂的建筑，主要采用长宽比小于2∶1的矩形。规则的平面形态和结构布局有利于抗震。传统建筑往往是中间的一间(当心间)最大，两侧的次间、梢间等依次缩小面宽，这样的设计非常有利于抵抗地震的扭矩。
   中国古代建筑一般由台基、梁架、屋顶构成，高等级的建筑在屋顶和梁柱之间还有一个斗栱层。中国古代建筑的台基用现代结构语言描述，堪称“整体浮筏式基础”，好比是一艘大船载着建筑漂浮在地震形成的“惊涛骇浪”中，能够有效地避免建筑的基础被剪切破坏，减少地震波对上部建筑的冲击。中国传统建筑的梁架一般采用抬梁式构造，在构架的垂直方向上，形成下大上小的结构形状，实践证明这种构造方式具有较好的抗震性能。优雅的大屋顶是中国古代传统建筑最突出的形象特征之一，而且对提高建筑的抗震能力也做出过相当的贡献。形成大屋顶(尤其是庑殿顶、歇山顶等)需要复杂结构和大量构件，大大增加了屋顶乃至整个构架的整体性;庞大的屋顶以其自重压在柱网上，也大大提高了构架的稳定性。
秘决二：斗拱是古建筑抗震中的又一位重要“战士”
   斗拱是中国古代建筑抗震的又一“秘密武器”，在地震时它像汽车的减震器一样起着变形消能的作用。它是由若干斗形的木块和弓形的短枋木相互交接组合而成的构件，用在柱头顶或额枋之上，起着承托梁架和出挑屋檐的作用。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。历史上，很多带斗拱的建筑都能抵御强烈地震，比如山西大同的华严寺，在没有斗拱的低等级附属建筑被破坏殆尽的情况下，带斗拱的主要殿堂仍能幸存，充分说明了斗拱对抗震的贡献。斗拱但能起到“减震器”的作用，而且被各种水平构件连接起来的斗拱群能够形成一个整体性很强的“刚盘”，按照“能者多劳”的原则把地震力传递给有抗震能力的柱子，大大提高了整个结构的安全性。
秘决三：榫卯也是抗击地震的关键
   榫卯是极为精巧的发明，我们祖先早在7000年前就开始使用，这种不用钉子的构件连接方式，使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量，减小结构的地震响应。
   除了上面所说的秘决之外，中国古代建筑抗震技术上还有很多独特之处，如柱子的生起、侧脚等技法降低了建筑的重心，并使整体结构重心向内倾斜，增强了结构的稳定性;柱顶、柱脚分别与阑额、地袱以及其他的结构构件连接，使柱架层形成一个闭合的构架系统，用现代术语来说，就是形成上、下圈梁，有效地制止了柱头、柱脚的移动，增强了建筑构架的整体性。梁架系统通过阑额、由额、柱头枋、蜀柱、攀间、搭牵、梁、檩、椽等诸多构件强化了联系，显著增强了结构的整体性;柱子与柱础的结合方式能显着地减少柱底与柱础顶面之间的摩擦，进而有效地产生隔震作用;在高大的楼阁中，如独乐寺观音阁、应县木塔等，都在暗层中设有斜撑，大大强化了构架对水平冲击波反复作用的抵抗能力。古建筑中诸如此类独具匠心之处举不胜举，处处都展示出古代工匠们在抗震设计方面的无穷智慧。