震不倒的古建：内藏弹性机关

震不倒的古建

　　一场地震毁坏了多少建筑，又让多少人流离失所，可是在地震中，总有几道身影一直都矗立在那里，岿然不动。那究竟是什么原因才让它们在那里从不倾塌？又是什么样神奇的结构让它们直面强震毫不退缩？

　　简介：拖姑清真寺位于昭通市鲁甸县城桃源回族乡拖姑村，始建于雍正八年(1730年)，1755年经住寺阿訇赛焕章牵头，到四川、贵州、陕西、宁夏及省内各地募捐，相继建起了唤醒楼、厢房，作为礼拜之所。

　　榫卯相扣

　　变形抗强震

　　鲁甸县有一座拥有200余年历史的拖姑清真寺，数百年中它经历了多次地震，从来没有被震倒。在经历了鲁甸“8.03”强震后，周围的房子都开裂了，可它连一点灰都没有掉。

　　最近的几十年里，拖姑清真寺经历5级以上地震20余次。据说，鲁甸历史上曾多次发生地震，寺院的教拜楼曾被震歪过，但另一次地震又把它震归原位。

　　拖姑清真寺是用圆柱和横梁交接而成，殿堂有36根大圆木柱支撑，两根特大“抬担”横加在殿堂的上方，呈“凸”字形，以横木连接四边木柱，把整个殿堂各部紧紧拉连一体，结构奇特巧妙，“凸”字形的“臂膀”两旁，立有两根约2米高的石柱，最重要的是拖姑清真寺整个建筑没有用一颗钉子，榫卯环环相扣。

　　榫卯结构又有什么神奇之处能让拖姑清真寺抵抗强震呢？它以木构架结构为主要的结构方式，由立柱、横梁等主要构件建造而成，各个构件之间的节点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架，使得它具有相当的弹性和一定程度的自我恢复能力。

　　拖姑清真寺的榫卯结构使它拥有特殊柔性结构，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量，减小结构的地震响应。如此一来，使拖姑清真寺在地震中幸免于难。

　　错位门龛

　　比例保平稳

　　福建泉州东、西两塔是国内外少有的多层古石塔，它们被国外专家誉为“世界第一塔”。东塔名为镇国塔，西塔名为仁寿塔，它们也共同经历了1604年泉州约8级地震的考验。

　　《泉州府志》记载，这次地震“山石海水皆动，地裂数处，城内、外庐舍倾圮，复舟甚多，城自东北抵西南，雉堞窝铺倾圮殆尽”，而东、西两塔仅有“镇国塔第一层尖石坠，第二、第三层扶栏因之并碎”。如此看来，两塔基本无损，仅东塔顶层尖石坠落，可为什么两座古石塔能在这么强烈的地震近乎完好无损呢？

　　石塔塔座面积270多平方米，底盘面积760多平方米。据钻探，塔基上层20米以下是大片完整的花岗岩，既避免了产生砂基液化，又使受力层分布比较均匀。

　　再来看看石塔的整体，塔内用巨型花岗石叠砌而成的八角柱体，柱围直径15余米，恰似一根支力强、重心稳的“擎天柱”；塔体转角立倚柱，柱顶置栌斗，斗上出华拱，层层托出，缩小了石梁跨度。塔每层开四门、设四龛、有拱额、门楣、回廊、外壁及扶栏，门龛位置逐层互换，既美观又减少压力，连同塔顶高11米多的金属葫芦河八条平衡对称的大铁链，构成比例十分恰当的整体结构。所以，它们才能在强大的地震中只被“拔了几根毫毛”。

　　简介：镇国塔、仁寿塔位于福建泉州开元寺内。镇国塔，俗称东塔，是唐咸亨年间文偁禅师主持建造的。开始是一座木塔，用来安放佛舍利的，后因遇灾重建，改为石塔。西侧叫仁寿塔，俗称西塔。宋政和四年(公元1114年)命名为仁寿塔，后因遭灾重建，改为石塔。

　　简介：天津独乐寺又称大佛寺，是中国仅存的三大辽代寺院之一。独乐寺始建于隋朝，辽代统和二年(公元984年)重建。寺内现存最古老的两座建筑物山门和观音阁，皆辽圣宗统和二年(984年)重建，其它都是明、清所建。

　　叉柱造阁

　　暗层藏玄机

　　还记得1976年的唐山大地震吗？那次地震，大量房屋被震倒，但位于唐山附近的蓟县独乐寺观音阁却纹丝不动。这座建筑是建于辽代的原物，距1976年唐山大地震已有近千年的历史了。

　　观音阁台基长26.7米，宽20.6米，它是一座三层的建筑，但从外面看只有两层，因为其中一层是两层之间的夹层。1932年，梁思成对这座建筑进行考察后感叹地说，这是“千年国宝”，它“稳固庄严，含无限力量，足以表现当时方兴未艾之朝气”。

　　观音阁使用内外两槽的构架和两套屋架，内外阁和两套屋架紧密联系。阁的上下两层间的暗层就是平坐结构和下层屋檐所占的空间。而且上下各层的柱子并不直接贯通，而是上层柱插在下层柱头斗拱上的“叉柱造”。

　　为了防止结构变形，阁的内部第三层即暗层，它明间前后内槽柱和次间的中柱间用内额联系，构成六角形空井，同时又在暗层内和第三层外围壁体内施加斜撑，暗层的下层空井为方形。上下二层空井的形状不同，有助于防止空井的构架变形，加强了整个阁结构的刚性。

　　近千年来，独乐寺曾经历20余次地震。其中清康熙年间三河、平谷发生8级以上强震，蓟县城官廨民舍无一幸存，只有观音阁没有倾倒。1976年唐山地震，观音阁及山门的木柱略有走闪，观音像胸部的铁条被拉断，但整个大木构架安然无恙，足见其结构技术的高超。

　　选址精确

　　套筒结构刚性强

　　应县木塔在山西省大同市应县城西北角的佛宫寺内，它建于辽清宁年间，是国内现存最古老、最高大的全木结构建筑。近千年来，木塔经历了凛冽寒风，战火炮击，地震摇撼等灾难，至今仍岿然如故。

　　大同盆地是汾渭地堑的一部分，该地堑带中地震活动频率高，从公元前231年起，至少发生过八次6.0级以上地震。据史书记载，元朝时，大同路发生约6.5级强烈地震，有声如雷，波及木塔，元顺帝时，应州地大震七日，塔旁舍宇皆倒塌，唯有木塔屹然不动。近代，邢台、唐山、大同、阳高一带的几次大地震，均波及应县，木塔大幅度摇摆，风铃全部震响，持续一分多钟，过后木塔也只有轻度的歪斜。

　　木塔建造之前在塔址附近已经发生过6.5级的地震，极具破坏性，那在此地建塔，难道没有考虑到地震的危害吗？当然不是，木塔的设计者和建造者在选址的时候特意选取了大同盆地内部一处相对稳定的地块，还根据塔址出的表层亚黏土及其地下水位较浅的实际情况，采用桩基础打地基，在桩之上用料石砌成下部方形，上部八角形，高近4米的双层阶基。

　　木塔屹立近千年而不倒，其结构之固堪称一绝。木塔采用的是两个内外相套的八角形框架，平面则分为内槽和外槽两部分，内槽供奉佛像，外槽构成平座供人员活动，内外槽之间亦靠各种木料纵横连接，这就构成了一个刚性很强的双层套筒式结构，成为木塔坚固之本。

　　同时，塔内上下层的连接也不简单，是将上层柱的底部十字开口，插在下层柱上的斗拱之间，而且上层柱向内退进半个柱径，从而造成逐层内收的效果，进一步增加了木塔的稳定性。这种“刚柔相济”的结构共同造就了应县木塔卓越的稳固性，也正是木塔的建筑特色成就了木塔如今的地位。

　　简介：应县木塔指释迦塔，全称佛宫寺释迦塔，建于辽清宁二年(公元1056年)，由辽兴宗的萧皇后倡建，田和尚奉敕募建，至金明昌年间增修完毕。应县木塔以作家庙，彰显家威，并有礼佛观光和登高瞭敌之用。

　　简介：平武报恩寺位于四川省平武县城内。明正统五年(1440年)，龙安府佥事王玺计划仿照明代宫殿形制建造府邸，因僭越制度未成。正统十一年旨准改建为“报恩寺”，于天顺四年建成。

　　基础夯实 通柱抵冲击

　　2008年5月，四川汶川发生了8级特大地震，报恩寺广场成了平武县城居民的临时避难所。在这次地震的影响下，报恩寺的墙体开裂，但它仍矗立在那里没有倒下，在此之前，这座沧桑的建筑也抗住了数次地震的冲击。

　　平武是地震的频繁地带，报恩寺也经历了1630年至1713年和1933年开始的两个活跃期，自1933年以来，平武共发生有感以上级别的地震近300次。数百次的地震中只有两次对报恩寺产生了实质性的影响，其中1879年大地震，报恩寺寺前一经幢底座位移，部分建筑墙体轻微开裂，大悲殿前石基开裂，而在1976年松潘、平武大地震中，报恩寺石经幢底座再次位移，山门、大雄宝殿等部分墙体被震裂缝，但总体来看，这两次地震均未对报恩寺的主体结构产生破坏性影响。

　　报恩寺建筑设计独特，构造精巧，具有“晃而不散，摇而不倒”的抗震性能，被誉为“明初罕见之遗构”“独具匠心的抗震建筑”。报恩寺之所以能够历经无数震灾而最终幸免于难，最重要的一点就是它本身独特的构筑想法。

　　报恩寺的基础夯实得十分坚实匀称，其中万佛阁基座长2820厘米，宽2040厘米，高161厘米，呈长方形台基形制，地基内部全用灰土、沙石夯筑，表面则用10厘米厚的三合土硬面铺成。这种地基不仅整体性强，而且具有一定弹性，在地震时能够有效吸收、缓解一部分冲击波，隔震效果十分明显。

　　而且为了弥补震后容易发生榫卯变形的缺点，报恩寺的天王殿、大雄宝殿、万佛阁等各大殿均起用中心通柱。万佛阁就有12根中心通柱，高达1382厘米，全部采用箍头榫两根相接的做法。这样一来，既加强了阁体的整体性和稳定性，又巩固了框架，使之能承受相当程度的地震纵波冲击，起到了有效地抗震作用。

　　报恩寺除山门外，其余多为重檐歇山式建筑，这些建筑使用大量成组斗拱，不仅使建筑物更显宏伟壮丽，更重要的是它能承托房梁，支撑屋檐，巧妙地把报恩寺建筑物的柱、梁等各部分连接成为一个牢固的整体，进而大大延长了寺内建筑物的寿命。

　　文/肖莹