山西应县木塔 久经战火倍受风雪何以千年不倒
应县木塔(图片来源:资料图)
应县木塔全名为佛宫寺释迦塔,位于山西省朔州市应县县城内西北角的佛宫寺院内,是佛宫寺的主体
建筑
建于辽清宁二年,金明昌六年增修完毕。它是我国现存最古老最高大的纯木结构楼阁式建筑,也是唯一一座木结构楼阁式塔,为全国重点文物保护单位。它是我国古建筑中的瑰宝,世界木结构建筑的典范。
作为世界上最高、最古老的木结构佛塔,应县木塔高67.31米。据考证,在近千年的岁月中,应县木塔除经受日夜、四季变化、风霜雨雪侵蚀外,还遭受了多次强地震袭击,仅裂度在五度以上的地震就有十几次。
据史书记载,元大德九年四月,大同路发生6.5级强烈地震,有声如雷,波及木塔。元顺帝时,应州大地震七日,塔旁舍宇皆倒塌,唯木塔屹然不动。近代,邢台、唐山、大同、阳高一带的几次大地震,均波及应县,木塔大幅度摆动,风铃全部震响,持续一分多钟,过后木塔仍巍然屹立。无情的雷击、成年累月的塞外狂风,都曾给木塔施加淫威,兵荒马乱,战火硝烟,也曾使木塔伤筋动骨。1926年军阀混战时,木塔曾中弹200余发,至今弹痕可见。然而木塔坚强不屈,仍傲然挺立。
应县木塔(图片来源:资料图)
从上世纪30年代开始,我国许多专家学者就对木塔千年不倒之谜进行了潜心研究和探索。
木塔减震设计超过现代
中国工程院院士叶可明和江欢成认为,保证木塔千年不倒有以下几个原因:
首先从结构力学的理论上来看,木塔的结构非常科学合理,卯榫咬合,刚柔相济,这种刚柔结合的特点有着巨大的耗能作用,这种耗能减震作用的设计,甚至超过现代建筑学的科技水平。
从结构上看,一般古建筑都采取矩形、单层六角或八角形平面。而木塔是采用两个内外相套的八角形,将木塔平面分为内外槽两部分。内槽供奉佛像,外槽供人员活动。内外槽之间又分别有地袱、栏额、普柏枋和梁、枋等纵向横向相连接,构成了一个刚性很强的双层套桶式结构。这样,就大大增强了木塔的抗倒伏性能。
应县木塔(图片来源:资料图)
木塔外观为五层,而实际为九层。每两层之间都设有一个暗层。这个暗层从外看是装饰性很强的斗拱平座结构,从内看却是坚固刚强的结构层,建筑处理极为巧妙。在历代的加固过程中,又在暗层内非常科学地增加了许多弦向和经向斜撑,组成了类似于现代的框架构层。这个结构层具有较好的力学性能。有了这四道圈梁,木塔的强度和抗震性能也就大大增强了。
斗拱是我国古代建筑所特有的结构形式,靠它将梁、枋、柱连接成一体。由于斗拱之间不是刚性连接,所以在受到大风地震等水平力作用时,木材之间产生一定的位移和摩擦,从而可吸收和损耗部分能量,起到了调整变形的作用。除此之外,木塔内外槽的平座斗拱与梁枋等组成的结构层,使内外两圈结合为一个刚性整体。这样,一柔一刚便增强了木塔的抗震能力。应县木塔设计有近六十种形态各异、功能有别的斗拱,是我国古建筑中使用斗拱种类最多、造型设计最精妙的建筑,堪称一座斗拱博物馆。
地质基础坚硬 麻燕代代护塔
1993年,国家地震局地球物理研究所、地矿部华北石油局第九普查大队等十几个科研部门,曾对木塔塔院及周围地质状况进行详尽勘察,发现木塔基土主要由粘土及砂类组成,工程地质条件非常好,其承载力远大于木塔付与的荷载。所以,直到现在仍然不必担心木塔会有因“底虚”而倾倒的可能。此外,夏天塔上居住着成千上万只麻燕,这些麻燕以木塔上的蛀虫为食,千百年来起着“护塔卫士”的作用,这些已经成为视木塔为神圣的应县人最喜欢讲给外地瞻仰者的真实“神话”。
应县木塔(图片来源:资料图)
千年前就实践了现代理论
近代日本的地震建筑专家在《地震与建筑》一书中提出了五条抗震设计的原则。将木塔的结构特点与之相比较就会发现,早在950多年前,应县木塔的设计者已经深深懂得并很好地实践了这些原则。
随着现代科学技术的发展,对木塔抗震研究也进入了更高的层次。现年81岁的太原理工大学结构工程学权威专家李世温教授从上世纪70年代就研究应县木塔结构,他说,“现在我们对它进行了动态的研究,基本上摸清了木塔的动态性质,对抗震能力的提高是有很大的帮助的。”木塔当年的设计者可能不懂这些理论,但他们却在实践中创造了奇迹。
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