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來看看古建筑的“減隔震”技術應用

 三泰書齋 2023-03-01 發(fā)布于甘肅
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黏滯阻尼器 

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隔震支座



地震自古以來就是最可怕的自然災害,人類有歷史記錄以來就和地震斗智斗勇。
早在幾千年前,世界各國建筑師就成功的應用減隔震的概念和技術,建成了各類以柔克剛的古建筑,包括:宮殿、寺廟、樓塔、民居、橋梁、墓室和城墻等等。這些古建筑結構物,經歷了數(shù)次強烈地震依然堅挺,多數(shù)完整保留至今,其中最重要的原因就是他們大多采用了以柔克剛的的抗震方式,而非硬碰硬的抗震方式——充分證明了減隔震技術的安全有效性。

隔震系統(tǒng):柱基、墊石、殿基、條石等建筑基礎,通過滑移等方式隔離部分地震能量對上部建筑的傷害,從而實現(xiàn)以柔克剛的抗震保護。

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隔震柱基

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隔震柱基
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隔震殿

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特制多層的隔震地基

減震系統(tǒng):榫卯、斗拱等建筑構造,通過變形或者摩擦等方式,實現(xiàn)“卸力”,從而消耗部分地震能量,實現(xiàn)以柔克剛的抗震保護。

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木質榫卯結構

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斗拱之美

600歲故宮,扛過200多次地震!它的抗震秘密在哪里?
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榫卯之美
《故宮地震實驗》

下面是國內外的相關減隔震古建筑案例:

臺灣省臺北孔廟:1879年建成,其特點是柱腳“鉸接”,梁柱節(jié)點“斗拱”消能,殿基片石“隔震”,經歷數(shù)次強烈地震而完好無損,是非常典型的華夏減隔震建筑。
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山西渾源懸空寺:建于北魏后期(公元500 年),整個建筑群被建筑師鬼斧神工地嵌刻在懸崖峭壁上,極為壯觀,是著名恒山十八景之一。整個建筑物的一面“懸支”在翠屏峰的半山陡壁上、下臨深谷,而建筑物的另一面則支承在斜撐立柱上,可以形成水平晃動、整個建筑物尤如一個“隔震結構”。1000多年來經歷數(shù)次大地震,始終完好無損。

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日本奈良法隆寺:1200多年前建成,具備與中國古建筑大致相同的減隔震結構特點,即柱基隔震消能,梁柱做成“斗拱”消能節(jié)點,塔基建于整片花崗巖石上的隔震消能做法等,是日本現(xiàn)有最大最老的佛教寺院。

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波斯帝國基羅什墓公元前530年建成,用石材作為建材,最終構成可以在地震中提供滑移的基礎。圖片

歐洲的雅典娜神廟:建筑的下方有一層松散的沙土墊層,讓建筑形成了簡易的隔震系統(tǒng),保護神廟免于震災的傷害。類似的建筑除了基礎松軟沙土有隔震作用外,建筑的那個柱子也不一定是一體成型的石頭,而是一塊塊石頭堆砌起來的,只是歲月侵蝕下外觀看不太清楚,建筑的頂也是放到柱子上去的,不是強連接的,這是古代典型的浮放做法。這種做法對于中低烈度的地震,隔震效果也很好,只要不讓浮放構件傾覆就能站穩(wěn)。相當于是把一個杯子的杯底粘在桌上,地震來的時候他就左右晃動,杯子自身受力很小,只要不至于翻倒就好了。

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伊斯坦堡蘇丹艾哈邁特廣場的方尖碑基礎部分有四個50*50*50cm的銅制立方體(利用到銅的金屬特性)構成了最簡單的隔震系統(tǒng),構思非常巧妙。

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意大利龐貝古城遺址:龐北城因為那不勒斯維蘇威火山爆發(fā)而滅亡,在殘存的廢墟中有一些房屋得以保存,皆因為均由石塊砌成的墻壁與地基石板處可以水平滑動,即這些地震中幸存的房屋均是石塊砌成的“消能結構體”以及地基能滑動的“隔震”結構。

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古人的智慧不容小覷!
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