以柔克刚--传统木构建筑的抗震特性

以柔克刚—————传统木构建筑的抗震特性

庄裕光

）唐明媚（西南建筑设计院

摘要：本文从传统木构建筑榫卯连接、斗拱、平面布局、侧脚、收分等方面分析其抗震

特性，证明了传统木构建筑构造具有较强抗拒地震之能力。

关键词：木构建筑；抗震；分析中图分类号：Ｋ８７９．１

文献标识码：Ａ

文章编号：１００３－６９６２（２００９）０２－００８８－０３

中国木构建筑，从浙江余姚河姆度使用穿逗榫卯结构开始，距今已有六、七千年的历史。进入先秦时期已较为成熟，宏伟的秦都咸阳宫殿连弥山跨谷绵延３００里的阿房宫，证明秦国建造技术在战国晚期居其他各国的领先水平。秦统一后，集六国之精英，建筑技术有了更好的发展，从咸阳一号宫殿的想像复原图，可以看出秦国已具有解决大体量高台座的技术难题。秦汉唐宋到清末的两千多年间，中国建筑在多民族和外来文化的渗透、融合后，技术和艺术都不断成熟，成为独具风貌的中国传统建筑。为了有别于以希腊、罗马为代表的欧洲古典建筑，中国建筑被公认为亚洲文化圈的典型代表。

中国传统建筑就结构形式分类，可分为砖石结构、木结构、砖木混合结构和生土建筑等几种形式。砖石结构多用于陵墓和高塔；砖木混合结构多用于民居和祠堂，尤以安徽、浙江、福建使用较多；生土建筑主要指西北黄土高原的窑洞和夯土建筑；木结构是中国传统建筑使用最多的结构形式，是中国传统建筑的精华。所谓砖木结构，一般是指以木排架为受力系统，以砖石砌自承重的山墙（它的功能是防止火灾曼延和抵抗飓风的袭击）或局部外隔墙及窗台以下用砖石砌墙群。砖木混合结构的结构主体是木结构排架，由于砖墙不承担上部屋顶的荷载，它只担负隔墙的功能，因此，即使墙壁倒塌，也不影响主体建筑的使用，故民间有“墙倒屋不塌”之说。

纵观历史，中国传统木结构建筑因地震原因而倒塌的记载，极为少见，查阅史书或地方志，木建筑的毁坏主要是天灾（雷击起火），人祸（战争、兵燹、焚香烧纸失火），或因潮湿、虫蛀，导致木构架糟朽、倾覆。北魏洛阳的永宁寺塔，高数十丈，天晴时百里之外可见。因雷击起火，无法救助，全城百姓流着泪看它变成了灰烬。楚霸王攻陷秦都咸阳后，一把火把咸阳烧成焦土，大火三月不绝。历代的农民起义，无不是把封建帝王的宫室、城池肆意毁坏，陈胜、吴广如此，张献忠有过之而无不及，天府之国的成都，被破坏成虎狼横行的废墟。堂堂一省的行政中心，被迫借阆中办公。紧临地震区的山西应县佛宫寺释迦塔，高３０多米，全木结构，建成至今９００余年，经多次地震，至今尚在。四川平武报恩寺，建成迄今５００余年，经历数次强烈地震，包括松潘７．２级地震和今年５．１２汶川８级地震，报恩寺虽有破损，但无大碍。都江堰二王庙是此次地震的重灾区，由于震害严重，屋顶大部分损坏，小青瓦屋顶滑落，隔墙倒塌。只要没有台地滑坡，木构架只是歪斜变形，很少全部震塌。由此可以证明，全木结构的传统建筑，确实具有较强抗拒地震的能力。

木结构为什么具有抗震能力呢？依笔者愚见，有如下的一些措施，对抗拒震害是有益的；

１、以柔克刚，消解地震破坏力：以柔克刚是东方哲学的基本理念。大禹治水用疏不用堵；汉张良，以乡音瓦解楚霸王十万雄兵；诸葛亮用；清初孝庄皇太后一兵“攻心为上，攻城次之”

山体滑坡造成的。离堆公园内的伏龙观古建筑群，由于地基未出现滑坡，木构架仅有少量变形，屋面瓦片大面积滑落。但无倒塌迹象。只要将排架扶正，对松动的榫卯适当修理，重新盖上瓦顶，就可继续使用。

２、传统木建筑的平面，图形规整、简洁，一般均为矩形，进深较大，符合现代抗震规范的要求。保存迄今有５００年以上历史的建筑：唐代山西五台山南禅寺大殿，佛光寺大殿；山西应县佛宫寺释迦塔；河北蓟县观音阁山门及大殿；四川平武报恩寺和新津观音寺；以及北京明清故宫等建筑，都具有

图一

这样的特点（图三、四、五）。

杯酒劝降洪承畴，为清初的社会稳定奠定基础；看似柔软的东方太极拳，却可对抗西方如狼似虎的拳击等等，皆是“以柔克刚”的典型例子。中国传统木结构的接头，不用刚接用榫卯，不加铁钉用木肖，使榫卯连接处具有一定的延伸性，可以消解外力（图一、二）。斗拱更是消震的重要

图三

图二

构件，它像汽车的减震器一样，当遭受地震时，破坏力从地基开始，通过柱子、斗拱、梁架、穿枋等多个接点的释放，传达到屋顶时，震害已大大减轻，因此，只要地基不出现滑坡，一般都只会构架偏移，瓦面滑落，不会整体倒塌。此次汶川８级强震，青城山的古建筑受震害破坏较小，由于没有出现山体滑坡，建筑受损多是木构架倾斜，屋顶瓦片滑落。但后世用砖混结构添建的建筑，反而倒塌较多，青城后山农民自建的餐馆、旅店，就属此种情况。二王庙震害严重，主要是

图四

４、重视对水平风力的转递、消解：大式（有斗拱）木构建筑一般都是采用抬梁式结构，“横梁纵枋”结构体系明晰，梁架主要承担荷载，拉枋主要是加强梁架间的连接，使之成为整体。比较考究的木建筑，在檩条下还另加一根比受力檩条小一些的拉枋，四川工匠称拉纤，有的叫牵条，大式建筑称攀间。它与排架上的短柱用榫头连接，以使排架增强横向刚度。当建筑跨度较大时，在相当于屋架下弦之处，还要增加几根拉纤，以加大屋架的横向刚度（现代建筑常在屋架间增加剪刀撑，用以抵抗从山墙方向传来的横向荷载，与此同理）。山西应县释迦塔采用“明五暗四”增

图五

加结构刚度的措施，创造了经历多次六级以上的地震，九百年不倒的世界奇迹。近代欧美国家的高层建筑设计规范，有可能是借鉴了该建筑的构造措施而发展成为框筒结构的（图八、九）。

３、重视侧脚、收分：传统木结构的檐柱和金柱，在垂直方向大都向房屋的中心倾斜；高层楼阁建筑，柱子层层内收，使建筑立面呈下大上小之势。再加上屋顶采用比较稳定的三角形，更增强了建筑的稳定性（图六、七）。

图六

图八

图九

５、门槛（又称地扶，有的大型建筑还专门作藏于地面以下的暗地扶。日本木建筑的抗震措施

图七

）

之一，就是室内地平以下，用地扶纵（转５４页

四川文物2009年第2期

铜鍪小议

复杂，制作也比较精致。邯郸百家村Ｍ３虽然出土铜器不多，但仿铜陶礼器数量多，种类多，“体形较大，敦实厚重”，也远非秦墓可比。

总体来说，秦国青铜器在数量和质量上均逊于中原青铜器。器形较小，纹饰简单，铸造较为粗糙。很少出类拔萃的器物。传世的秦公簋，上有长篇铭文，但论品相则一般。这一差别到了战国更明显。如凤翔高庄Ｍ１０出土的铜器，制作草率，日趋明器化［８］。这一点与铜鍪的简陋、粗糙但又实用正相吻合，铜鍪入主秦国便是很自然的事情了。

在秦国墓葬中，铜鍪成为常用炊器还有一个原因。这与秦国青铜器组合形式的变化有关。春秋时期，在秦墓中，饪食器的组合是鼎、甗，鼎、甗、簋或鼎、甗、簋，甗为常见之器，这一点与东方诸侯国墓中多见甗是相同的。不同的是，东方诸侯国墓葬中饪食器的组合丰富，除了鼎、甗、簋，还有鬲、簠、豆、敦，而秦国墓葬中几乎仅有鼎、甗、簋，所以甗对于秦墓饪食器的组合来说非常重要。

但是从战国中期开始，在秦墓中青铜器组合形式发生变化，甗的数量减少，同时，形制也有

了很大变化，三足逐渐退化，这为铜鍪的介入提供了很好的机会。鍪与甗无论在形态还是功能方面都很相似。从此鍪取代甗与鼎形成稳定的饪食器组合。

注释：［１］陈文领博：《铜鍪研究》，《考古与文物》１９９４年第１期６６～７６页；刘弘：《巴蜀铜鍪与巴蜀之师》，《四川文物》１９９４年第６期１６～１９页。

［２］陈平：《试论关中秦墓青铜容器的分期问题》，《考古与文物》１９８４年第３期５８～７４页，１９８４年第４期６２～７１页。

［３］俞伟超：《秦汉青铜器概论》，《古史的考古学探索》２０２页，文物出版社，２００２年。［４］魏怀珩：《甘肃平凉庙庄的两座战国墓》，《考古与文物》１９８２年第５期２１～３３页。

［５］秦都咸阳考古队：《咸阳市黄家沟战国墓发掘简报》，《考古与文物》１９８２年第６期６～１５页。

［６］山西省文物管理委员会、山西省考古研究所：《山西长治分水岭战国墓第二次发掘》，《考古》１９６４年第３期１１１～１３７页。

［７］河北省文化局文化工作队：《邯郸百家村战国》，《考古》１９６２年第１２期６１３～６３４页。墓

［８］吴镇烽、尚志儒：《陕西凤翔高庄秦墓地发掘简报》，《考古与文物》１９８１年第１期１２～３８页。

（接９０页）

横连接，以加强整体刚度。清水寺是最典型的例子），是约束变形的关键：传统建筑的门槛，用料粗壮结实，它位于檐柱或金柱之间，把柱子紧紧的卡住，与上部额枋的共同作用，犹如现代抗震设计规范规定的圈梁，使建筑物的整体性能更为加强（图十、十一）。

图十一

６、柱子与柱础（四川叫磉蹬）之间不用嵌入，而是采用较光滑的平接。北方大式建筑采用较为平整的石板或金属踬板；四川采用硬木作软磉过渡。此种连接方式，能显著减少柱底和柱础表面的摩察力，避免水平剪切力的破坏。５．１２汶川８级地震，成都有明显震感，文殊院藏经楼石柱础受

图十

地震水平力的影响，位移１厘米左右，但上部结构完好无损，证明传统构造的优越性。