故宫模型10级地震不倒老祖宗智慧惊呆外国人

你不在 · 发表于: 2017-8-12 21:48:00

源自：新华每日电讯

原文标题：故宫模型10级地震不倒，外国人都惊呆了！老祖宗的智慧厉害了！

　　斗拱由不同木块拼接而成，每层有可灵活松动的空间，可起到变形消能的作用，从而大大地减少建筑的破损度。这小小的斗拱，就在地震中起到了类似汽车减震器的作用。
　　故宫的柱子，有一个柱础，也就是俗称的石墩子。由于柱子没被埋在土里，从而在震动时有了一定的缓冲摇摆空间，也降低其折断导致整体建筑塌陷的可能。
　　故宫里的内饰，例如用长铁钩垂吊着的宫灯，也有防震效果。铁钩上接屋顶铁环，下接着宫灯。当屋顶摇晃，铁钩由于反作用力会向相反方向摇晃，宫灯又会向铁钩反方向摇晃。从而左右晃动力量相互抵消，不会有大的摇摆。

模型揭秘故宫屹立不倒的秘密
　　轻抚故宫斑驳厚重的门，缓缓推开，便是讲不完的历史传说，诉不尽的世事繁华。故宫，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。
　　最近，有群英国的木匠，按1:5的比例造了个跟故宫结构差不多的模型。为了找出故宫建成600年屹立不倒背后的秘密，并且拍成了纪录片。

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纪录片中最让人关注的是，故宫专家和外国木匠理查德一起做的实验。他们按照1:5的比例，试图复刻一栋微缩故宫模型。

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　　他们发现故宫建筑中，榫卯和斗拱的结构，被广泛运用。因为太过复杂，外国木匠们花费了大量时间才搭好模型。之后他们对其进行了地震模拟测试。

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　　最先尝试的是4.5级（这里的级应该是地震烈度，不是震级），时间持续了30秒，可以看到整个模型只是轻微地晃动，整个斗拱结构在相互牵扯中很好地缓解了震动对建筑的伤害。

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　　而后级数开始不断上升，当达到7.5级时，明显的震动让外国工匠连说：“我们还是后退一步吧。”随后，左右两面墙开始倒塌，但故宫模型建筑依旧挺立。倒却是应了“墙倒屋不塌”的老话。

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　　当实验强度达到9.5级时，建筑的摇晃已经非常剧烈了。据记载，这已经是历史中发生地震最高的地震强度，直白点类比，相当于200万吨TNT炸药的强度。最后当强度达到10.1级时，故宫的模型，依旧在巨大的摇摆中坚挺住了。

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　　工作人员凑近观察，发现整个模型在如此强大的震动强度下，只发生了很微小的移动。从红线的原始位置到位移后的位置，大概也只有几厘米。
　　面对神奇的抗震能力，外国专家们也连连赞叹“中国传统建筑的设计者真的是天才！”而能让故宫屹立不倒背后的秘密，其实是最开头拼搭就难坏了外国木匠们的斗拱。

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“这真的太令人惊讶！没有钉子，也不用粘合剂。”斗拱由拱形和方形的木块交错而成，之间无需任何加固的东西就能牢牢地组装。
　　除却其支撑屋顶的作用，因为斗拱由不同木块拼接而成，每层有可灵活松动的空间，可起到变形消能的作用，从而大大地减少建筑的破损度。而这小小的斗拱，就在地震中起到了类似汽车减震器的作用。

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斗拱不仅异常坚固，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，<b>极富灵活性。

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　　理查德发现：紫禁城的斗拱结构，就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。

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　　除了这巧妙的斗拱，他们还发现了另一个故宫的秘密。就是平时看起来平常无奇的柱子。故宫的柱子和其他一般建筑里深扎在地基里的柱子不一样。强大的震动，会很容易让那样的柱子折断。

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　　而故宫的柱子呢，会看到一个柱础，也就是我们俗称的石墩子。由于柱子没被埋在土里，从而在震动时有了一定的缓冲摇摆空间，也降低其折断导致整体建筑塌陷的可能。

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柱础
　　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！

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另外据地震所的专家说，其实故宫里的内饰，例如用长铁钩垂吊着的宫灯也有防震效果。

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　　铁钩上接屋顶铁环，下接着宫灯。当屋顶摇晃，铁钩由于反作用力会向相反方向摇晃，宫灯又会向铁钩反方向摇晃。从而左右晃动力量相互抵消，不会有大的摇摆。
　　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。

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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。

揭秘古人建设故宫的智慧
　　纪录片一开头，当故宫门被打开的一瞬间，所有人都在赞叹。作为世界上最大的木质建筑群，说它是最伟大的奇迹之一毫不为过。

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　　明代永乐年间，明成祖朱棣将原在南京的都城迁往北京。然而修建宫殿需要大量材料，为了将天南地北的建筑材料汇集在京城，有千千万万人付出生命代价。
　　故宫，作为中国最震撼人心的宫殿，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。

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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”。

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　　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。

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一时间，平静的京杭大运河上，常常上演“漂大木，蔽塞水面”
　　的壮观场面。

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8000万块宫殿所需的石板，每块都重达24公斤，开采同样艰难。由大块汉白玉铺成的故宫中轴上的御道，太和殿前的汉白玉台阶，原石材料就有300吨重。保和殿后那块最大的丹陛石，也有200多吨，采于北京西南的房山。

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　　而这些巨石如何运到这北京呢？答案就是冰。每到冬天，北京都会结冰。明朝的修建者发明了一种独特的冰道。据史料记载，当时数万名工人，在运送石料的道路两旁，修路填坑。每隔一里左右掘一口井，用井水泼成冰道。

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　　这种神奇的冰道运输，片中的外国专家们也进行了模拟的实验。他们在一辆木雪橇上装上了1吨左右的石材。结果费了九牛二虎之力，叫了整个冰球队的人来拉都拉不动。难道是古时候的方法不奏效了？

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而后，他们研读了史料，发现需要在雪橇底部洒上水，做润滑的作用。当雪橇的阻力减小，石块也就更容易推动了。

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　　在场的外国专家连连叹服，这600年前就能想出如此聪明的“旱船拖运”的办法，确实了不起。当时的工人用巨大的圆木垫在巨石下，充当实验中雪橇的作用。再借由人力和骡群拽拉，一步步在这冰道上将厚重的汉白玉石料运输到京。

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　　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！

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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。
故宫修复工作精益求精
　　除了有趣的斗拱，故宫曼妙的装饰墙画也吸引了这一帮外国人的好奇。在古代，那时候的中国人是如何得到这些艳丽的颜色的呢？
　　他们选取了一些墙檐上彩料做分析，意外的发现有种奇妙的蓝色物体。而这种特色的深蓝色颜料叫“smalt ”，是英国人工研磨的样品，只有欧洲才有。

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显微镜下的蓝色颜料
　　但它却出现在了故宫的墙檐上，这也从侧面反映出，当时的中国和西方之间的交流非常密切。而现在的故宫虽说依旧壮观辉煌，木结构的巧妙，也让其规避了很多风险。但几百年来，火灾、人为破坏等还是让这座宫殿广受破坏。

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　　故宫的重建和修复仍在进行中。无论是大门、墙壁和天花板的各个细小的花纹都需要仔细的维护。片中提到，故宫有上千块的金箔天花，但金子有的严重褪色，更有甚者被侵蚀，往日辉煌盛景不再。

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　　采访负责修复天花的师傅时，他说这是个复杂又得心细的工作。每个褪色损坏的天花从取下来到完成整套修缮工序得2周时间。几千块天花，师傅大半的日子都伴着这些天花度过。据师傅说，那些被取下来的天花，首先得用纸和黑碳粉把上面的图案完整印下来。

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之后再描绘上面的图案，必须画的一模一样，保持最严密的一致性。

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师傅们修复天花板

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　　而后经过细致的上色，就可以贴金箔了。他们会把纯金块熔化，加入一些铜，以增添一丝红色的光泽。不过合金仍能达到98%的黄金纯度。

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　　故宫的修复工作需要超过1000多万片金箔。现在有机器帮忙压制，不过据称在古时候，都是由工人一点点用锤子砸出来的。

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　　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。

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《我在故宫修文物》

拥有紫禁城，是何其幸运

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　　每一个黄皮肤、黑头发的中国人，都应该去紫禁城里走一走。

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　　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……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……

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