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故宮模型10級地震不倒 中國古建筑結構與抗震的秘密

來源:科技日報 2017-08-24 09:12 http://www.413629.com/

太和殿平擺浮擱柱底

理念先進 強震不倒靠隔震

　　故宮建筑模型表現出的“強震不倒”靠的是什么？周乾指出，中國是世界上最早將隔震理念應用到建筑中的國家，故宮建筑的設計建造中充分考慮了抗震的需求，采用了多項隔震技術。

　　所謂建筑隔震，就是在建筑基礎部位安放可運動裝置；地震發生時，通過裝置的運動來耗散、吸收部分地震能量，并錯開地震波的頻率，從而減輕地震對建筑的損害。

　　故宮古建筑的隔震是如何實現的呢？周乾舉例解釋道，比如建筑的柱根并非插入地底下，而是平擺浮擱在柱頂石上。地震作用下，柱根在柱頂石上往復運動，產生摩擦滑移隔震效果。

　　故宮古建筑的梁與柱采用榫卯節點形式連接，梁端做成榫頭形式，插入柱頂預留的卯口中。地震作用下，榫頭與卯口之間反復開合轉動，并產生小量拔榫。拔榫即榫頭從卯口拔出，但不是脫榫，榫頭始終搭在卯口位置。這種相對轉動也是摩擦減震、隔震機理的體現。

　　柱頂之上為斗拱。斗拱由坐、拱、翹、升等小尺寸構架由下至上層層疊加而成。地震作用下，這些細小構件之間相互擠壓、錯動，可耗散大量地震能量，并能夠延長建筑的晃動周期，產生隔震效果。地震結束后，這些小構件基本能恢復到初始位置，并保持完好。此外，厚重的屋頂猶如一個胖子，在外力作用下晃晃悠悠的往復搖擺，但始終保持穩定不倒，起到了很好的隔震效果。

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