故宮抗震能力

先來看一下這個實驗吧。

一次模擬持續30秒，隨著強度上升，明顯看到斗拱結構開始受到拉扯。

到了7.5級烈度， 在強烈的搖晃中，墻體完全倒塌了。

實驗強度進入10.1級，搖晃更加劇烈，但木構架依然聳立不倒。

一位外國工作人員感慨：這是一個極好的例子，證明了中國傳統建筑的天才所在。

雖然有人開玩笑說，不要讓外國人知道了我們老祖宗的秘密。不過還是很多熱心網友總結了故宮抗震的秘密。

首先，建筑中的斗拱是抗震的關鍵，在地震時它像汽車的減震器一樣起著變形消能的作用。斗拱是由若干斗形的木塊和弓形的短枋木相互交接組合而成的構件，用在柱頭頂或額枋之上，起著承托梁架和出挑屋檐的作用。當地震發生時，屋頂與柱之間的若干組內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。

▲ 斗拱

其次，柱礎，也就是我們看到的大柱子下面的石墩子，由于沒有埋在土里，也降低了地震中折斷的可能性。

▲御花園柱礎

此外，內飾也是有抗震設計的，比如用長長的鐵鉤鉤垂吊著的宮燈。

據中老年時報報道，地震研究所的專家表示：“這鐵鉤上接屋頂上的鐵環，下接著宮燈鐵環。屋頂搖晃，鐵鉤由于反作用力會向相反方向搖晃，宮燈又會向鐵鉤反方向搖晃，左晃右晃，力量相互抵消，不會有大的搖擺。可見我們的祖先為了防風而設置的方法，在抗震中也會有巨大作用。”

故宮設計師

▲明代紫禁城

1402年，明成祖朱棣從侄兒建文帝手里奪得皇位后，就一心想回到自己居住多年的根據地北京。一場浩大的工程于是拉開了序幕。

朱棣派出人員，奔赴全國各地去開采名貴的木材和石料，然后運送到北京。光是準備工作，就持續了11年。

珍貴的楠木多生長在崇山峻嶺里，百姓冒險進山采木，很多人為此丟了性命。后世留下了“入山一千，出山五百”來形容采木所付出的生命代價。

開采修建宮殿的石料，同樣艱辛。現在保和殿后那塊最大的丹陛石，重200多噸，開采于北京西南的房山。

為了把它運到紫禁城，數萬名勞工在道路兩旁每隔一里左右掘一口井，到了寒冬臘月氣溫足夠低時，就從井里汲水潑成冰道。用了28天的時間，才送到了宮里。

永樂十五年，朱棣開始從南方調集大量能工巧匠，大興土木，興建宮城。那么這片宏偉的建筑群，到底是由誰來負責設計的?

▲朱棣

據目前流傳最廣的說法，故宮的設計者是明代一位杰出的匠師，姓蒯(“kuǎi”)名祥。他生于洪武三十一年，卒于成化十七年，蘇州吳縣香山人。當時，進京的工匠中有一個香山幫，都是吳縣香山人或其門徒。他們往往擅長木工，其中又不乏出色的泥水匠、漆匠、石匠、堆灰匠、雕塑匠、彩繪匠，而蒯祥是香山幫匠人的頭領。

蒯祥很聰明，營建宮殿樓閣時，他只需略加計算，便能畫出設計圖來，待施工完畢后，建筑與圖樣大小尺寸分毫不差。蒯祥的建筑造詣，得到極高評價，皇帝“每每以蒯魯班稱之”。

1420年故宮建成，僅僅9個月后就因雷擊而失火，直到正統年間，朝廷才重新修繕，此次負責的仍是蒯祥。蒯祥后來擔任了工部左侍郎。過去北京曾有一條蒯侍郎胡同，據說他就曾在那里住過。

不過故宮初建時，蒯祥還不到20歲，不太可能設計整個工程。故而有專家認為蒯祥的貢獻應主要體現在正統年間那次重建工作，而真正的設計者是名不見經傳的蔡信。

據民間流傳的說法，當時朱棣將建造宮殿的任務交給了工部尚書宋禮。宋禮就找到了蔡信，讓他設計圖紙。蔡信交出的設計圖，讓宋禮非常滿意：新皇城比元朝時略向南遷；各大宮殿，依中軸線，左祖右社，十分規整;又開鑿南海，堆砌景山。整個設計方方正正，穩穩當當，象征大明長治久安。

也有專家提出，故宮的設計人應該是楊青。但他留下的資料更少，只知道是一名瓦工，據說連楊青這個名字都是朱棣賜的。

建筑家的智慧

不論設計者是誰，故宮能夠建城，大批工匠、百姓為此付出了極大心血，甚至犧牲了無數人的生命。可以說，故宮是幾百年前這些建筑者們的集體智慧結晶。

以抗震能力來說，其實，“墻倒屋不塌”本就是古建行當通行的諺語，意思是說在遭遇強烈地震的時候，古建筑的墻壁倒塌了，但木構屋架依然屹立。

斗拱當然是關鍵因素之一。歷史上，很多帶斗拱的建筑都能抵御強烈地震。斗拱不是故宮設計者的發明，漢代開始，斗拱已經普遍使用。斗是斗形木墊塊，拱是弓形的短木。拱架在斗上，向外挑出，拱端之上再安斗，這樣逐層縱橫交錯疊加，形成上大下小的托架。

▲天津薊縣獨樂寺

在保存至今的眾多古代木結構建筑中，天津薊縣的獨樂寺和山西應縣木塔在抗震方面的表現尤其突出。

獨樂寺位于天津薊縣盤山腳下，始建于唐代，寺內的觀音閣和山門重建于遼代。自重建以后千余年來，獨樂寺曾經歷了28次地震，其中清康熙十八年(1679年)三河、平谷發生8級以上強震，“薊縣城官廨民舍無一幸存，觀音閣獨不圮。”1976年唐山大地震，薊縣城內房屋倒塌不少，觀音閣及山門的木柱略有搖擺，觀音像胸部的鐵條被拉斷，但整個大木構架安然無恙。

▲ 山西應縣木塔

應縣木塔位于山西省應縣城西北佛宮寺內，建于遼清寧二年(1056年)，應縣木塔處于大同盆地地震帶，建成近千年來，經歷過多次大地震的考驗。據史書記載，在木塔建成200多年之時，當地曾發生過6.5級大地震，余震連續7天，木塔附近的房屋全部倒塌，只有木塔巋然不動。上世紀初軍閥混戰的時候，木塔曾被200多發炮彈擊中，除打斷了兩根柱子外，別無損傷。

此外中國古建筑特有的榫卯結構，也是最為重要和不可代替的因素。榫卯是極為精巧的發明，我們祖先早在7000年前就開始使用，這種不用釘子的構件連接方式，使得中國傳統的木結構成為超越了當代建筑排架、框架或者剛架的特殊柔性結構體，不但可以承受較大的荷載，而且允許產生一定的變形，在地震荷載下通過變形吸收一定的地震能量，減小結構的地震響應。

整座建筑不需要用一根釘子，所有結構都是木頭與木頭相互鉚碶而成。這是我們老祖宗的智慧對抗大自然的成果。這些智慧在經歷了漫長的歲月最終保留在歷史遺跡中流傳至今，將這份寶藏真正地繼承下來，也是我們的責任。