周 坤

　　即日，土耳其發生兩次7.8級地震，震級大年夜，損壞力強，導致千年古堡加濟安泰普古堡被毀。從建築機關角度而止，加濟安泰普古堡屬於砌體機關，重要特點即以磚石行動建築核心材料，磚石之間經過進程砂漿黏結，是以當砂漿受到地震損壞時，易激發建築集體損壞。對比而止，木機關建築以彈性性能精采的木材為核心材料，且存在平擺浮放柱根、榫卯節裏、鬥拱等多種抗震構造，是以能夠抵當較為劇烈的地震。故宮等於其中的代中之一。

　　故宮古建築的坐柱柱根實在沒有拔出公然，而是平放正正在一塊石頭的頂裏。該石頭稱為柱頂石，而柱根與柱頂石的連接理論稱為平擺浮放。一圓裏，木材正正在封閉的情形中苟且糟朽，坐柱柱根若拔出天底下，很可能因為空氣不通順而糟朽。別的一圓裏，那也是隔離地震的需要。若柱根拔出柱頂石內，正正在強大的地震力傳染感動下，柱根很苟且開斷並構成古建築損壞。而平擺浮放的理論，使得正正在發生地震時，柱根幾次正正在柱頂石表麵勾當，不單不會集斷，而且會產生“四兩撥千斤”的成果。另柱根正裏與柱頂石正裏有必定間距，可以保證柱根一向正正在柱頂石表麵往來來往滑動，而不失蹤上來。

　　從地震工程教角度講，平擺浮放刪大年夜了古建築集體的自振周期，可產生隔震成果。所謂自振周期，即是目標振動一個來回所用的時辰。通俗今世建築的自振周期與地震波的自振周期接近，正正在地震傳染感動下的振動幅度要減少，產生遠似共振效應，是以苟且受到損壞。而柱根平擺浮放的編製，使得古建築正正在地震傳染感動下勾當幅度變大年夜，往返時辰變少，自振周期遠大於今世建築，是以無益於躲開地震波峰值的衝擊，而產生隔震成果。

　　故宮古建築的首要特色之一，即梁與柱采納榫卯體例連接。其中，梁端做成榫頭體例，柱頂做成卯心體例。榫頭拔出卯心後，組成安寧的榫卯節裏。

　　從力教角度來講，榫卯節裏屬於半剛接節裏。所謂半剛接節裏，即節裏沒有完全安穩，而是可以轉動，但受到必定限製，不能隨意轉動。那類限製力源於榫頭與卯心之間的擠壓、咬開。半剛接節裏非常無益於古建築抗震。因為榫卯節裏無窮的轉動本事，無益於減小梁柱構架的晃蕩幅度。不單如此，榫頭與卯心之間的相對滑移、改變等勾當，可以耗散部分地震能量，減小機關集體損壞。其機理正正在於，當地震能量傳染感動於古建築時，可被轉化為3個部分，即構架變形的變形能，構架損壞的內能戰構架(榫卯、鬥拱等構件)勾當的動能；當地震能量、構架變形能皆不變時，榫卯節裏勾當產生的動能越大年夜，則構架的內能越小，是以受到損壞的程度越小。

　　鬥拱為我邦古建築獨占的組成部分，是位於柱頂之上、屋簷之下的，由鬥形、弓形的木構件層層疊加起來的組開木構件，其外形猶如一個個倒坐的三角形。

　　發生地震時，鬥拱的每一個構件之間彼此摩擦、擠壓，並產生往來來往勾當，猶如一個勾當的機構體係。從能量守恒角度講，地震波的能量傳去鬥拱位置時，重要分成了2個部分的能量：鬥拱的內能及鬥拱的動能。每個鬥拱由上百個小構件組成，他們猶如機器的零件不異，正正在地震傳染感動下沒有竭產生各種勾當，耗散了多量的地震能量，從而使得鬥拱內能的比例很小，是以鬥拱正正在地震傳染感動下多少遠不會產生損壞。事實上，多量的古建震害勘查功效剖明，鬥拱正正在地震傳染感動下通俗保存完好。

　　故宮古建築優良的抗震構造，是我邦當代工匠超卓建築伶俐的表示。而其中包羅的當代科學機理，則值得我們去鑽研與弘揚。

　　(做家係故宮專物院鑽研館員）