600年200多次地震,故宮怎麼就是不倒?

2017年，故宮博物院工程師周乾

接到一通跨洋電話，

來電者是英國一家電視臺，

他們聽說中國古代木建築抗震性十足，

於是找到周乾，希望答應他們的拍攝請求：

復刻一個太和殿來震一震，

看看中國古建築到底有多抗震。

英國第4電視臺推出一系列中國紀錄片，其中一集《紫禁城的秘密》（Secrets of China's Forbidden City），詳細講述了這一偉大建築奇蹟的秘密

太和殿太大，

於是他們換做了壽康宮，

用傳統的工具和技法，

將立柱、外牆、鬥拱一一還原，

照原樣複製了一座1/5大小的壽康宮。

怎麼測試抗震性能呢？

英國導演說，

我們英國沒有地震，

對地震的了解只知道「震級」，

那我們就把模型放到測試用的地震臺上，

一級一級加，加到散架為止。

於是，一場簡單粗暴的實驗開始了。

周乾帶著外國木匠理察站在儀器旁，

緊盯著儀器上不斷升高的數值。

5級，壽康宮已經瘋狂搖擺，

8級，兩邊的牆體轟然倒塌，

嚇得理察哇哇大叫，

但主體的木結構還只是搖搖晃晃，

沒有要「投降」的意思。

震級9.5級，

這是1960年智利大地震的震級，

這已經是人類經歷過最高的震級了。

當地震臺的震級顯示，達到10.1級！

壽康宮在地震臺上瘋狂起舞，

但就是死活不散架。

理察又是驚奇又是興奮，

想要地震臺再加碼，

周乾不同意：

地震臺已經快要冒煙了！

理察只好作罷，他說：

「我們想震塌這個建築，

但是我們做不到。」

圖左為周乾，圖右為理察。

上周，我在一個研討會上見到了周乾，

他分享了他們後來研究發現的

「紫禁城的秘密」。

最大的秘密，

就藏在屋頂上：

榫卯結構拼合而成的鬥拱。

榫卯，中國古代木質建築的主要結構，

不用一根釘子，通過木條拼合而成。

拼合成的鬥拱之間雖有縫隙，

卻絲毫不影響建築的穩固性。

地震開始，

鬥拱通過摩擦、旋轉，

消化掉了地震中的能量，起到減震作用。

其次是柱頂石：

柱子下的這塊大石頭。

實驗前，工程師們本以為立柱會受損嚴重，

實驗結束，木架完好無缺。

但他們發現模型產生了輕微位移。

沒錯，建築整體移動了，但是建築本身無損。

如果柱子不是放在柱頂石上，

而是插入地基中，

反而會因為消解不了地震的能量而斷裂。

立柱的角度也有看不見的講究。

我們肉眼看到立柱，以為是平行向上的，

但其實是有輕微的傾斜，向內收攏，

和屋頂一起形成了一個穩固的三角形，

無疑也是建築又上了一層保險。

除了鬥拱減震，

土加碎石的地基搭配也是功不可沒。

一層土一層碎石的鋪法，

層層壘起，化解地震的能量。

周乾在研討會上分享的故宮建築秘密。

此外，故宮的牆體厚、梁架低、屋頂重等設計，

也對建築物本身起到很好的保護作用。

一系列的工程技術，

讓小型的壽康宮在這次實驗中，

把英國人震得沒脾氣。

除了紫禁城，

在中國還有年代更久遠的抗震木建築，

它們均體現了榫卯結構的良好應用,

作為「世界三大奇塔」之一的應縣木塔，

傳說中地震不倒、戰火不毀、雷擊不焚，

它的構造體現了鬥拱的精妙，

是中國建築史上最具價值的坐標。

晉祠聖母殿是晉祠中現存最古的建築，

也是北宋木構建築中的代表作。

宋代建築實物上鬥栱結構和形制的變化，

它全都表現出來了。

純木建造的萬榮飛雲樓，被譽為「中華第一木樓」

無論大小接口，均為榫鉚嵌套，

它和應縣木塔一起，被譽為「南樓北塔」。

而壽康宮，只是故宮的小小縮影，

類似的木構古建築，

整個故宮有1200座，

成為了世界上現存規模最大、

保存最完整的古代木構建築群。

我們用現代實驗總結出故宮抗震的原理，

而其中所蘊含的智慧，

早已經受住無數實際考驗。

圖中紫禁城的角樓，運用數座歇山頂相交，形成十字脊，且室內不出現任何柱子。

圖/李乾朗《穿牆透壁》

明成化二十年（1484年），京師6.25級地震，

天壽山、密雲、居庸關、古北口一帶，

「城垣墩臺驛堡倒裂不可勝計」。

清康熙四年(1665年)，通縣西部6.5級地震，

京師宮殿和全城都在震顫之中，

京城內房屋倒塌者不計其數，

就連堅實的城牆也有百處左右塌陷。

康熙十八年（1679），京師發生強烈地震，

地聲如雷轟，其勢如濤湧，白晝昏黑，

連順承、德勝、海岱、彰儀等城門都被震倒了。

直到第二年，

北京接連發生的大大小餘震，不計其數。

甚至1976年7.8級的唐山大地震，

震源地離紫禁城也不過150公裡。

其實，北京位於地震活躍帶，

這條危險的斷層帶長達1000公裡。

但正是因為這些經年積累下的技藝，

讓紫禁城挺過了大大小小200多次地震，

終於在明年，

即將迎來它的600歲生日。

版權聲明：

文中動圖來自紀錄片《紫禁城的秘密》，

圖片來自網絡，如有侵權，請告知刪除

作者 / 城君

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