中国传统建筑超耐震的秘诀令西方科技界叹服！(Fotolia)北京故宫紫禁城被列入世界文化遗产，故宫不仅是世上现存最大的木建筑群，而且拥有一项夸世的建筑成就，到底是什么呢？
北京位处地震活跃带附近， 紫禁城自从明朝永乐十八年（公元1420年）落成以来，经历过1679年北京平谷8.0级地震、1976年唐山7.8级大地震，还有大大小小二百多次地震的震荡，依然屹立不倒，故宫的“建筑秘笈”为何呢？这不仅让一般人好奇，还吸引了当今专业人士的测试探索，结果如何呢？
以下我们先来提一下这个故宫避震能力的实测，接着再来谈其中关键的建筑技术。
2017年9月5日 · 英国电视台“第四频道”（Channel 4）播放《紫禁城的秘密（2017）》（Secrets of China’s Forbidden City），这部纪录片。这个“秘密”直指紫禁城在地震中的避震能力。此节目制作组，在做故宫建筑抗震测试前，已经做过一些欧洲古代知名建筑的模型抗震测试，结果是那些石块结构的建筑模型在强震中都以坍塌告终。那么中国传统木建筑的抗震会比石头还强吗？
为了能符合试验场地的条件限制（一个长宽均为3米的类比震动平台），故宫方和制作组决定以故宫南三所大门为原型，做出实验模型。中国的专业木匠按照清朝的《工程做法则例》，做出缩小5倍的模型，并校准了模型的尺寸和重量。
故宫木建筑的地震耐度测试从四级地震强度开始，当震度达到有记载以来最高的地震强度——9.5级时，建筑的木结构在晃动中仍然没有解体坍塌，也没有损伤。震度强度测试加大到最高的10.1级震度时，整个故宫建筑模型出现大幅度晃动，然而依然挺立不倒，完好无损，只是出现少许的位移。
这结果让当场的测试人员惊震不已——中国传统建筑的故宫可以经受10.1级地震的考验而不倒！而10级地震已经超过了人类地震纪录的上限，这实证结果，让世人对中国传统建筑科技更是刮目相看！
▶点击这里观看测试影片。
中国传统建筑超耐震的秘密
故宫从建成以来，已经有六百年的历史，而有的中国传统木建筑更是跨世上千年，可见中国传统木建筑的耐震性是经得起大自然和时间考验的。藏在建筑物中的秘密到底是什么？测试的专家们发现故宫建筑的关键部件——斗栱（是一种复式的卯榫组合），在这场超强度的地震测试中发挥了强大的避震功效！
其实，这让故宫经历超级地震而屹立不倒的建筑科技并不是建造故宫的明朝始创的，它是传承自中华民族历朝历代的传统建筑科技。中国木建筑的楼宇宫室在唐代有过极辉煌的历史，斗栱部件在建筑中发挥了强大的作用，然而从文献中来看，至少是汉朝时就有了斗栱。
甚至远溯七千年前，在杭州湾南岸平原出土的河姆渡文化遗址中，就已经发现了基础关键结构的卯榫（下凹的卯眼和上凸的榫头）遗迹。[1]
斗栱的构造
中国传统建筑完全不用钉子、螺丝来接合，而是在木材上造出契合衔接的卯榫（音：笋）构造来牢固连结梁柱和其它各个部件。有一个复合式的卯榫构件组合，衔接梁与柱，承载整个屋顶，能让建筑物具有优良承重与消解外来震动的能力，这构件组合就是“斗栱”。
中国传统建筑的屋顶是非常显目的建筑特征，也是建筑物最重要的部分，例如：庑殿顶、歇山顶、悬山顶、硬山顶等等，它们极有重量又体积庞大。宫殿的重檐庑殿形制，更是“贵重”十足，面对这样的沉甸甸的屋顶结构怎样加强梁柱承重的功能？怎样去调节分散震力？因此，在梁柱间加强承重以稳固建物就成了重要的课题。
中华神传文化创造了斗栱，强固建筑物结构紧密结合，完好分担屋顶重负。在地震发生时，斗栱能保固梁柱不易移位变形支解折断，屋顶不易塌陷，并能减少建筑物位移的范围；在平时斗栱又是建筑物艺术装饰之美的精彩点。
“斗栱”这个中国传统建筑的重要构件，种类众多，但基本相通的原理。这些斗栱部件之间通过卯榫结构的契合连接而不用钉子，通过层层堆叠，好像堆积木一般，可形成千变万化的斗栱型态，展现建筑物各自的精彩特色。 同时，在堆叠组合的同时，层层加强了建筑物本身稳固的防震功能。
斗栱在古代不同时地也有过许多不同的叫法，如：斗拱、枓栱、欂栌、铺作、莲花托、牌科等等。斗栱是用来放置在柱上方，这个复合的部件组合，包括斗、栱、翘、升和昂（《工程做法则例》）等部件：
1. 斗：是方形木块，上方开十字形卯口，用于承托横竖两个方向的梁柱。 据《尔雅‧释宫注》，斗又名枓（音：斗）、欂（音：薄）、栭（音：而）、楶（音：节）、栌、枅（音：及）、㭼（音：踏）。
2. 栱：是套置于斗之上的弓形部件，使用时与建筑物墙面呈平行。中间一卯口，可承接翘或昂。栱也称为栾、槉、棁（音：浊）、㭼閞（音：踏变）等等。
3. 翘：套置于栱与斗之上的弓形部件，卯口与栱垂直相交。
4. 升：是安置于翘的两端之木块。升和斗很类似，但升只开一卯口，只承托一个方向的荷重，而斗则承托平行与垂直两个方向的荷重。
5. 昂：即是櫼（音千），形似鸟飞翼，用于斜角的叫“飞昂”。它是通过斗栱中心的长型部件，用于向外延伸，以制造“出踩”（宋代称为“出跳”）的空间。唐宋建筑的昂从檐柱中心斗栱向内外两侧挑出一步，称为一踩，可以用来承托更多的斗栱层次。
斗栱历史久远
秦汉时代的典籍和文赋中就有不少斗栱的记载。《说文解字》中记载了许多和斗、栱相关连的字。秦汉时代字典《尔雅》在“释宫室”一节提到“斗”的作用，可以承载屋室的脊梁；汉代《淮南子‧本经训》说：“标枺欂栌（斗栱），以相支持。”由此可见，斗栱之用，至少在秦汉时代就很普遍了。
至今流传下来的最古的建筑书——宋朝《营造法式》说：“卢（斗栱，也作栌）在柱端部，卢负屋之重也。”由此得到印证，斗栱不管是在二千年前的汉代或千年前宋代，其承载屋顶重量的作用功能都得到一致的认可。
斗栱的作用不仅在于负重，也是整栋屋宇装饰彩绘的点睛处。《张衡‧西京赋》吟咏汉代西京的胜美：“雕楹玉磶（础石），绣栭（*指斗栱）云楣。” 《营造法式》注云：“斗栱皆重叠而施，其势或合或离。”不管是重叠斗栱造成的离合形势，或是斗栱上的种种装饰彩绘，都是一眼就能触动人心的亮点。
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注[1] 中国木建筑中的卯榫由来久远，在新石器时代河姆渡文化遗迹中出土的卯榫，已知就有柱头榫、梁头榫、燕尾榫、双凸榫、企口板等。榫头截面长宽比接近4:1，已与后世比例相近。见林华东：《河姆渡文化初探》，浙江人民出版社，1992年出版，193─196页。
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责任编辑：王愉悦
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