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10.1级地震,故宫模型屹立不倒!一篇文章看懂紫禁城的建筑有多神奇

2017-08-04 耳朵里的博物馆

朵朵说

一年总会去几次故宫,每次进宫,也总会有不一样的感受。最难忘的一次,就是从午门沿着城墙走进了角楼,繁复的结构之美让人倒吸一口气……


今天,朵朵分享一篇文章,带你细细看看建筑中我们老祖宗的智慧。文末还为大家准备了4部故宫纪录片,这座城,越了解越美丽。


每一个黄皮肤、

黑头发的中国人,

都应该去紫禁城里走一走。



循着朱红色的围墙,

一直慢慢、慢慢地走。

走过明黄的琉璃瓦,

走过微翘的层层重檐,

走过悠悠旧时光···



轻抚斑驳厚重的城门,

缓缓推开,

便是讲不完的历历传说,

诉不尽的世事繁华。

这座城,

有着太多太多的秘密。



它的秘密不仅令国人心生遐想,更让外国人浮想联翩、趋之若鹜。


近期,英国第4电视台推出一系列中国纪录片,其中一集《紫禁城的秘密》(Secrets of China's Forbidden City)。


详细讲述了这一伟大建筑奇迹的秘密,让一众外国吃瓜观众们全都看傻了眼。




1976年7月28日凌晨,

短短23秒的山崩地裂,

把河北唐山夷为平地。

距离震中150多公里的北京,

也一片惊惧、摇撼不已。

只有紫禁城,

在短暂的波动之后,

竟毫发无伤、复归平静



建成600多年以来,

紫禁城经历了200多场

极具破坏性的地震,

但每一次都能全身而退,

在风雨之中屹立不倒。



为解开其中秘密,故宫专家带着外国木匠理查德一起做了个实验。


按照1:5的比例,以中国古建筑榫卯和斗拱的结构,复制出一栋微缩紫禁城模型,并对它进行地震模拟测试



模型依次挑战

4级、4.5级以及5级地震,

每次持续30秒。

斗拱结构开始受到拉扯,

整个模型轻微晃动。



接着7.5级,

左右两面的墙,

明显已经支撑不住,

轰然倒塌。



然后,实验强度进入9.5级以及更高程度,这是有记载以来最高的地震强度,相当于200万吨TNT炸药的当量。


摇晃愈加剧烈


10.1级的时候,

简直是岌岌可危!



然而,

尽管经历了如此、

持续而又剧烈的晃动,

模型却仍稳稳当当地立在原地,

只是发生了轻微位移。 


红色标记为柱子原先位置


其中的秘密,

就在于这小小的斗拱

理查德费了九牛二虎之力,

才把一个复杂的斗拱模型

组装完成。



这一结构精巧的支架,

由拱形和方斗形木块,

层层交错叠加而成,

不用一颗钉子、一滴粘合剂,

只靠着罗列本身,

就能牢固地组装在一起。



不仅异常坚固,

能承受很大重力,

甚至支撑起巨大的屋顶;

还因其结构本身的特点,

极富灵活性。



理查德发现:

紫禁城的斗拱结构,

相当于汽车里的减震器,

木块牢固结合,

每层又有松动的空间,

零件的摩擦和转动,

有效抵消了地震产生的冲击力。



除了机巧的斗拱,

紫禁城的抗震还有玄机——柱子。

一般建筑的柱子,

都是深扎在地基里 ,

一遇到强震就会直接从中折断。



而紫禁城的柱子,

有一定的移动空间,

这就避免了因折断而造成的整栋倒塌,

哪怕遇到强烈的震动,

只会稍微发生一点位移。



惊诧之余,理查德把紫禁城抗震的秘密用一个词来概括:flexibility(柔韧、灵活)


他感慨到:正是这种“柔中带刚”的特点,造就了紫禁城建成600年仍屹立不倒的奇迹,而这也很好地证明了中国传统建筑的天才之处!



外国小伙伴们,

一个个看得目瞪口呆,

被神秘古老的东方智慧,

深深震撼!



哇!我们的先人真是伟大的工程师。


宫殿顶部的支撑结构真有意思,我从来没见过。我猜它们能分散压力增加灵活性。


古代人可以建成抗震建筑,说不定将来我们可以建成防火建筑。


中国网友们更是激动不已,

民族自豪感爆棚!



故宫,

作为中国最震撼人心的宫殿,

中世纪最伟大的奇迹,

地球上最大的木制建筑群,

所需材料的数量和种类,

也是盈千累万、数不胜数。



为供应这个巨大的建筑工地,大量特殊材料,从全国各地运往这里:


10万多根楠木,来自1800公里外的西南;


铺地板的“金砖”,来自1000多公里外的南方;


8000万块石板,每块都重达24公斤;


金箔则来自南京。




那这些材料都是如何运来的呢?

单是来自四川大山深处的木材,

就足以让人伤透脑筋。

智慧的中国人竟然想到

利用水的力量,

帮这些庞然大物“偷渡”。



木材在四川被砍伐后,

沿金沙江、长江一路南下,

再通过京杭大运河北上进京。

一路上还有军队护送的2万多艘船只,

每年载着4.2亿升的粮食,

供应给故宫建筑工地的民工们。



一时间,

平静的京杭大运河上,

常常上演“漂大木,蔽塞水面”

壮观场面。



运输修建所需石料的难度,

同样令人难以想象。

故宫中轴线的御道,

几乎全是大块汉白玉铺就而成。

而太和殿前的汉白玉台阶,

原石材料更是足足有300吨重。



这些巨大石块,

大都采自京城外60公里的郊区,

单靠人拉车推,

到何时才能完工呢?



据史料记载,当时数万名民工在运送石料的道路两旁,修路填坑。


每隔一里左右掘一口井,在寒冬腊月、滴水成冰的日子里,从井里汲水泼成冰道,然后利用冰道把石块运到京城。



片中对此也进行了模拟实验:

工作人员在一辆木雪橇上,

装上1吨左右的石材,

并试图拉动雪橇,

结果整个冰球队的人都拉不动。



当他们按照史料中所说,

在雪橇底部洒一些水,

雪橇的阻力立刻减小许多,

变得很容易推动。



中国古人早在600年前,

就采用这种“旱船拖运”的办法。

在巨石下面垫上粗大的圆木,

由民工赶骡拉“旱船”在冰上移动,

运输大块汉白玉石料。



从明成祖永乐四年开始修建,到永乐十八年竣工,整整十四年。


故宫的修建役使了百万夫役,和全国各地十万能工巧匠正是他们用智慧,建造出这座至今无法超越的奇观!



然而,

宏伟壮观的紫禁城,

也并非坚不可摧。

几百年来,

它经受过无数劫难。


太和殿曾多次被焚毁


火灾、水灾、雷电、

战争炮火、人为破坏···

每一次都可能是致命的打击。

但每一次千疮百孔之后,

总有一些人默默守护,

帮助它重生。


师傅们修复天花板


修缮每一片瓦、每一块门板,

修复每一处遗憾的残缺。

他们在故宫的角角落落,

择一事,终一生。

用自己的微薄之力,

捍卫一个民族的文化之魂。


《我在故宫修文物》


我们拥有紫禁城,

是何其幸运。

而紫禁城正是有了匠人们的智慧,

才屹立不倒,万古流长。


···


重要提示:故宫中令人惊叹的地方不止一点两点,朵朵推荐你4部纪录片,在「耳朵里的博物馆」公众号回复故宫纪录片即可观看

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「本文转载自」

(图片源自英国纪录片《紫禁城的秘密》

《我在故宫修文物》,

故宫博物院,

版权归原作者所有。)

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