山西應(yīng)縣木塔 久經(jīng)戰(zhàn)火倍受風(fēng)雪何以千年不倒
2012年01月04日 09:12 來源:山西農(nóng)民報 作者:陶丹

應(yīng)縣木塔(圖片來源:資料圖)
應(yīng)縣木塔全名為佛宮寺釋迦塔,位于山西省朔州市應(yīng)縣縣城內(nèi)西北角的佛宮寺院內(nèi),是佛宮寺的主體
建筑
建于遼清寧二年,金明昌六年增修完畢。它是我國現(xiàn)存最古老最高大的純木結(jié)構(gòu)樓閣式建筑,也是唯一一座木結(jié)構(gòu)樓閣式塔,為全國重點文物保護單位。它是我國古建筑中的瑰寶,世界木結(jié)構(gòu)建筑的典范。
作為世界上最高、最古老的木結(jié)構(gòu)佛塔,應(yīng)縣木塔高67.31米。據(jù)考證,在近千年的歲月中,應(yīng)縣木塔除經(jīng)受日夜、四季變化、風(fēng)霜雨雪侵蝕外,還遭受了多次強地震襲擊,僅裂度在五度以上的地震就有十幾次。
據(jù)史書記載,元大德九年四月,大同路發(fā)生6.5級強烈地震,有聲如雷,波及木塔。元順帝時,應(yīng)州大地震七日,塔旁舍宇皆倒塌,唯木塔屹然不動。近代,邢臺、唐山、大同、陽高一帶的幾次大地震,均波及應(yīng)縣,木塔大幅度擺動,風(fēng)鈴全部震響,持續(xù)一分多鐘,過后木塔仍巍然屹立。無情的雷擊、成年累月的塞外狂風(fēng),都曾給木塔施加淫威,兵荒馬亂,戰(zhàn)火硝煙,也曾使木塔傷筋動骨。1926年軍閥混戰(zhàn)時,木塔曾中彈200余發(fā),至今彈痕可見。然而木塔堅強不屈,仍傲然挺立。

應(yīng)縣木塔(圖片來源:資料圖)
從上世紀(jì)30年代開始,我國許多專家學(xué)者就對木塔千年不倒之謎進行了潛心研究和探索。
木塔減震設(shè)計超過現(xiàn)代
中國工程院院士葉可明和江歡成認為,保證木塔千年不倒有以下幾個原因:
首先從結(jié)構(gòu)力學(xué)的理論上來看,木塔的結(jié)構(gòu)非??茖W(xué)合理,卯榫咬合,剛?cè)嵯酀?,這種剛?cè)峤Y(jié)合的特點有著巨大的耗能作用,這種耗能減震作用的設(shè)計,甚至超過現(xiàn)代建筑學(xué)的科技水平。
從結(jié)構(gòu)上看,一般古建筑都采取矩形、單層六角或八角形平面。而木塔是采用兩個內(nèi)外相套的八角形,將木塔平面分為內(nèi)外槽兩部分。內(nèi)槽供奉佛像,外槽供人員活動。內(nèi)外槽之間又分別有地袱、欄額、普柏枋和梁、枋等縱向橫向相連接,構(gòu)成了一個剛性很強的雙層套桶式結(jié)構(gòu)。這樣,就大大增強了木塔的抗倒伏性能。

應(yīng)縣木塔(圖片來源:資料圖)
木塔外觀為五層,而實際為九層。每兩層之間都設(shè)有一個暗層。這個暗層從外看是裝飾性很強的斗拱平座結(jié)構(gòu),從內(nèi)看卻是堅固剛強的結(jié)構(gòu)層,建筑處理極為巧妙。在歷代的加固過程中,又在暗層內(nèi)非常科學(xué)地增加了許多弦向和經(jīng)向斜撐,組成了類似于現(xiàn)代的框架構(gòu)層。這個結(jié)構(gòu)層具有較好的力學(xué)性能。有了這四道圈梁,木塔的強度和抗震性能也就大大增強了。
斗拱是我國古代建筑所特有的結(jié)構(gòu)形式,靠它將梁、枋、柱連接成一體。由于斗拱之間不是剛性連接,所以在受到大風(fēng)地震等水平力作用時,木材之間產(chǎn)生一定的位移和摩擦,從而可吸收和損耗部分能量,起到了調(diào)整變形的作用。除此之外,木塔內(nèi)外槽的平座斗拱與梁枋等組成的結(jié)構(gòu)層,使內(nèi)外兩圈結(jié)合為一個剛性整體。這樣,一柔一剛便增強了木塔的抗震能力。應(yīng)縣木塔設(shè)計有近六十種形態(tài)各異、功能有別的斗拱,是我國古建筑中使用斗拱種類最多、造型設(shè)計最精妙的建筑,堪稱一座斗拱博物館。
地質(zhì)基礎(chǔ)堅硬 麻燕代代護塔
1993年,國家地震局地球物理研究所、地礦部華北石油局第九普查大隊等十幾個科研部門,曾對木塔塔院及周圍地質(zhì)狀況進行詳盡勘察,發(fā)現(xiàn)木塔基土主要由粘土及砂類組成,工程地質(zhì)條件非常好,其承載力遠大于木塔付與的荷載。所以,直到現(xiàn)在仍然不必擔(dān)心木塔會有因“底虛”而傾倒的可能。此外,夏天塔上居住著成千上萬只麻燕,這些麻燕以木塔上的蛀蟲為食,千百年來起著“護塔衛(wèi)士”的作用,這些已經(jīng)成為視木塔為神圣的應(yīng)縣人最喜歡講給外地瞻仰者的真實“神話”。

應(yīng)縣木塔(圖片來源:資料圖)
千年前就實踐了現(xiàn)代理論
近代日本的地震建筑專家在《地震與建筑》一書中提出了五條抗震設(shè)計的原則。將木塔的結(jié)構(gòu)特點與之相比較就會發(fā)現(xiàn),早在950多年前,應(yīng)縣木塔的設(shè)計者已經(jīng)深深懂得并很好地實踐了這些原則。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對木塔抗震研究也進入了更高的層次。現(xiàn)年81歲的太原理工大學(xué)結(jié)構(gòu)工程學(xué)權(quán)威專家李世溫教授從上世紀(jì)70年代就研究應(yīng)縣木塔結(jié)構(gòu),他說,“現(xiàn)在我們對它進行了動態(tài)的研究,基本上摸清了木塔的動態(tài)性質(zhì),對抗震能力的提高是有很大的幫助的?!蹦舅?dāng)年的設(shè)計者可能不懂這些理論,但他們卻在實踐中創(chuàng)造了奇跡。
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