故宮模型10級(jí)地震不倒中國古建筑結(jié)構(gòu)與抗震的秘密

來源:科技日?qǐng)?bào) 2017-08-24 09:12 http://www.fan-ex.com/

10級(jí)強(qiáng)震不倒故宮古建抗震功夫是如何煉成的

　　最近，一段“故宮建筑模型在強(qiáng)震模擬中巋然不倒”的視頻在微博上火了。這段視頻來自英國電視臺(tái)第4頻道制作的紀(jì)錄片《紫禁城的秘密》。

　　故宮博物院研究館員周乾博士是該紀(jì)錄片中展示的故宮建筑模型抗震試驗(yàn)的主要設(shè)計(jì)者。他向科技日?qǐng)?bào)記者介紹道：“這是首次將故宮中某一建筑的整體結(jié)構(gòu)模型放置在地震工況下進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果出乎意料，模型經(jīng)受住了10.1級(jí)地震的考驗(yàn)”。

　　根據(jù)地震學(xué)理論，一般用地震烈度來表示地震對(duì)建筑物的影響程度。但是該片英國導(dǎo)演認(rèn)為，對(duì)英國觀眾來說，地震烈度的概念比較陌生，而更傾向于接受震級(jí)的概念。“因此，在紀(jì)錄片中，用震級(jí)來代替烈度描述地震作用強(qiáng)度。”周乾表示。

太和殿立面

以柔克剛古建模型強(qiáng)震不倒

　　在做故宮建筑模型抗震測(cè)試前，英國攝制組曾經(jīng)做過一些歐洲古代建筑模型的抗震試驗(yàn)，磚石結(jié)構(gòu)模型都以坍塌告終，中國古建筑木結(jié)構(gòu)能扛過強(qiáng)震嗎？測(cè)試開始前，參與拍攝該節(jié)目的英國專家理查德和周乾打了個(gè)賭。理查德認(rèn)為，故宮建筑模型肯定會(huì)被震垮。

　　起初，在體驗(yàn)3級(jí)到4級(jí)地震時(shí)(地震烈度約為5—6度)，模型只是在試驗(yàn)臺(tái)上輕微晃動(dòng)。隨著地震烈度的不斷增加，模型晃動(dòng)的幅度增大，兩側(cè)的磚石墻體出現(xiàn)垮塌。加碼到10.1級(jí)地震強(qiáng)度時(shí)，地震波烈度的峰值已超過歷史地震的最大值，振動(dòng)臺(tái)加載裝置也已達(dá)到工作極限。

　　然而，在如此劇烈的地震作用下，試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿匀槐３址€(wěn)定搖晃，并在震后基本能夠恢復(fù)到初始狀態(tài)，建筑整體屹立不倒，立柱只是發(fā)生了輕微的位移，充分體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)木構(gòu)古建在地震作用下“墻倒屋不塌”的特點(diǎn)。

　　“理查德曾向我描述，他在現(xiàn)場(chǎng)感受到，在強(qiáng)震作用下，有一個(gè)巨大的沖擊力撲向模型。模型開始搖晃，但是始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。在復(fù)位過程中，古建筑模型像揉太極球一樣，把地震力往外推了出去。這很像中國太極功夫中的以柔克剛，四兩撥千斤。”周乾說道。