200多次地震，故宮為何能屹立不倒

◎文/那威哥

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筑抗震能力很強，于是找到周乾，希望答應(yīng)他們的拍攝請求：復(fù)刻一個太和殿來震一震，看看中國古建筑到底有多抗震。

太和殿太大，于是他們換成壽康宮，用傳統(tǒng)的工具和技法，將立柱、外墻、斗拱一一還原，照原樣復(fù)制了一座1/5大小的壽康宮。

怎么測試抗震性能呢？

英國導(dǎo)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。于是，一場簡單粗暴的實驗開始了。

周乾帶著外國木匠理查德站在儀器旁，緊盯著儀器上不斷升高的數(shù)值。5級，壽康宮已經(jīng)瘋狂搖擺。8級，兩邊的墻體轟然倒塌，但主體的木結(jié)構(gòu)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，是人類經(jīng)歷過的最高的震級了。

當?shù)卣鹋_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。理查德又是驚奇又是興奮，想要再加碼，可地震臺已經(jīng)快要冒煙了！

理查德說：“我們想震塌這個建筑，但是我們做不到?！?/p>

后來，周乾分享了他們研究發(fā)現(xiàn)的“紫禁城的秘密”。最大的秘密，就藏在屋頂上：榫卯結(jié)構(gòu)拼合而成的斗拱。榫卯，中國古代木質(zhì)建筑的主要結(jié)構(gòu)，不用一根釘子，通過木條拼合而成。拼合成的斗拱之間雖有縫隙，卻絲毫不影響建筑的穩(wěn)固性。

地震開始，斗拱通過摩擦、旋轉(zhuǎn)，消化掉了地震中的能量，起到減震作用。

其次是柱頂石，故宮主體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(jié)束，木架完好無缺，但他們發(fā)現(xiàn)模型產(chǎn)生了輕微位移。沒錯，建筑整體移動了，但是建筑本身無損。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?nèi)庋劭吹搅⒅詾槭瞧叫邢蛏系?，但其實是有輕微的傾斜，向內(nèi)收攏，和屋頂一起形成了一個穩(wěn)固的三角形，無疑也為建筑又上了一層保險。

除了斗拱減震，土加碎石的地基搭配也功不可沒。一層土、一層碎石的鋪法，層層壘起，化解地震的能量。此外，故宮的墻體厚、梁架低、屋頂重等設(shè)計，也對建筑物本身起到了很好的保護作用。一系列的工程技術(shù)，讓小型的壽康宮在這次實驗中成功立住。

除了紫禁城，在中國還有年代更久遠的抗震木建筑，它們均體現(xiàn)了榫卯結(jié)構(gòu)的良好應(yīng)用，作為“世界三大奇塔”之一的應(yīng)縣木塔，傳說中地震不倒、戰(zhàn)火不毀、雷擊不焚，它的構(gòu)造體現(xiàn)了斗拱的精妙，是中國建筑史上最具價值的坐標。

純木建造的萬榮飛云樓，被譽為“中華第一木樓”，無論大小接口，均為榫卯嵌套，它和應(yīng)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(gòu)古建筑，整個故宮有1200座，成為世界上現(xiàn)存規(guī)模最大、保存最完整的古代木構(gòu)建筑群。

我們用現(xiàn)代實驗總結(jié)出故宮抗震的原理，而其中所蘊含的智慧，早已經(jīng)受住無數(shù)實際考驗。其實，北京位于地震活躍帶，這條危險的斷層帶長達1000公里。但正是因為這些經(jīng)年積累的技藝，讓紫禁城挺過了大大小小200多次地震。