木材作為一種質(zhì)輕、力學(xué)性能好的建筑材料,在外力作用下較容易應(yīng)變,但在一定程度內(nèi)又有恢復(fù)原形的能力。中華民族不但自文明伊始就睿智地選擇了木材作為結(jié)構(gòu)主材,而且發(fā)展形成了世界上歷史最悠久、持續(xù)時間最長、技術(shù)成熟度最高的結(jié)構(gòu)體系。
中國木結(jié)構(gòu)古代建筑給人們帶來的宏偉、壯麗和浪漫主義氣息,全仰仗于其獨特的結(jié)構(gòu)形式。中國木結(jié)構(gòu)建筑也成為世界公認(rèn)的三大建筑體系之一。有相當(dāng)一批古建筑雖然經(jīng)受了數(shù)百年及至千余年的風(fēng)雨襲擊和地震劫難,但至今仍巋然挺立,甚至完好如初。那么,中國木結(jié)構(gòu)建筑里有哪些減隔震魔法呢?
技術(shù)一:豎向多層隔震
中國古代建筑一般由臺基、梁架、屋頂構(gòu)成。臺基好比是一艘大船載著建筑物漂浮在地震形成的“驚濤駭浪”中,能夠有效地避免建筑的基礎(chǔ)被剪切破壞,減少地震波對上部建筑的沖擊。
梁架一般采用抬梁式構(gòu)造,在構(gòu)架的垂直方向上形成下大上小的結(jié)構(gòu)形狀,實踐證明這種構(gòu)造方式具有較好的抗震性能。優(yōu)雅的大屋頂是中國古代傳統(tǒng)建筑最突出的形象特征之一,而且對提高建筑的抗震能力也做出過相當(dāng)?shù)呢暙I。形成大屋頂需要復(fù)雜結(jié)構(gòu)和大量構(gòu)件,大大增加了屋頂乃至整個構(gòu)架的整體性。
技術(shù)二:斗拱減震
斗拱是中國古代建筑抗震的又一個重要減震構(gòu)件,起著變形消能的作用。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時,屋頂與柱之間的若干組內(nèi)外檐斗拱像彈簧層一樣起著變形消能的作用,從而大大減少了建筑物的破壞程度。
歷史上,很多帶斗拱的建筑都能抵御強烈地震。應(yīng)縣木塔位于山西省應(yīng)縣城西北佛宮寺內(nèi),建于1056年。全塔的斗拱有54種,構(gòu)架所有節(jié)點均為具有消能功能和鉚榫結(jié)合。應(yīng)縣木塔處于大同盆地地震帶,建成近千年來,經(jīng)歷過多次大地震考驗。據(jù)史書記載,在木塔建成200多年之時,當(dāng)?shù)卦l(fā)生過6.5級大地震,余震連續(xù)七天。木塔附近的房屋全部倒塌,只有木塔巋然不動。當(dāng)代建筑設(shè)計以抵御9度地震為目標(biāo),而我國古代的木結(jié)構(gòu)建筑基本上就能達到這個要求。
隨著城市化的進程不斷推進,傳統(tǒng)木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑逐漸退出了歷史舞臺。建筑越來越高,人們對建筑抗震的要求越來越高,對建筑減隔震產(chǎn)品的需求也越來越大。科技的發(fā)展,讓我們能夠以更精確的計算、更精巧的設(shè)計、更周密的布局,為我們的建筑安全保駕護航。
然而驀然回首,我們卻依稀察覺,現(xiàn)代科技下方興未艾的建筑減隔震技術(shù)從一定程度上,無不是受到了中國古代木結(jié)構(gòu)建筑文化的啟發(fā)。這種“因天時、就地利”、“以柔克剛”的減隔震工藝,正是通過以最小的代價,將強大的自然破壞力消弭至最小的程度。這也正是每一個如山東百頓一樣,鉆研結(jié)構(gòu)智能減震技術(shù)、致力于建筑減震產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)的初心所在。
在天人合一的宇宙觀以及中國傳統(tǒng)文化滋養(yǎng)下產(chǎn)生的中國古代木結(jié)構(gòu)建筑,具有迷人的東方特色和東方智慧。至今,這些木結(jié)構(gòu)建筑仍對我們建筑減隔震企業(yè)技術(shù)革新具有借鑒意義,是我們必須繼承和發(fā)揚的寶貴財富。