中國的紫禁城(故宮)藏著很多秘密,一直是人們研究和探討的話題。建於明朝的紫禁城至今已有近600年的歷史,期間經歷了逾200次破壞性的地震,包括20世紀最致命的地震,那麼紫禁城是如何在如此多的地震中倖存下來的呢?
紫禁城始建於明成祖永樂四年(公元1406年),永樂十八年(公元1420年)落成,它是明、清兩個朝代24位皇帝的皇宮,佔地面積72萬平方米,建築面積約15萬平方米,是現存規模最大的宮殿型建築。它於1987年被宣布為聯合國教科文組織世界遺產。
近600間房舍,歷經200多次地震,是甚麼神秘的力量讓這個古老的建築可以屹立不倒呢?為了找到答案,好奇的西方專家們來到中國,希望能一探究竟。他們準備按比例複製一個紫禁城中的經典宮殿,然後測試它可以承受多大級別的地震。專家們將整個過程錄製下來,觀者無不驚歎。
為了讓實驗盡可能的準確,專家們請木匠使用傳統的木工工具和技術,仿造紫禁城的建築結構,建造了一個複製品。該模型是原始尺寸的1/5。工程師將其建在地震模擬台上,以方便模擬地震,並校準了模型的尺寸和重量。
橫梁和柱子是所有紫禁城建築的結構核心。支撐宮殿的大梁和柱子間有一種花型支架結構,被稱為斗拱。複雜的斗拱延伸到外部,支撐著屋檐以及屋頂。斗拱搭在高柱支撐的大樑上。但是這些柱子並沒有被嵌入地下,而只是放在地面上。這些結構部件承受著所有的重量。
複製完成後,技術人員便開始進行模擬地震試驗,來測試其結構的強度。為了了解紫禁城的各個部份,在地震下是如何反應的,地震專家對模型進行了一系列的地震模擬實驗,看看它們能在多大程度上存活下來。
他們從9.0級地震開始,造成日本311地震加海嘯大災難的源頭就是最初的一場9.0級地震。模型在劇烈震動的石基座上搖擺,支撐柱也在震動時移動,但模型本身並沒有倒塌或損壞。
再測試 9.5級地震,這是人類歷史上最高級別的地震紀錄,其釋放出的能量相當於20億噸的炸藥。地震模擬器很快就達到了10.1級的規模,但是模型依然只是在搖擺。
實驗中最令人驚訝的是,即使在10.1級地震中,建築模型也沒有倒塌。專家們認為,這樣的木結構,尤其是斗拱的結構,讓整個建築鏈接部位有移動的空間,這可能是減低震動破壞力的原因之一。
參與項目的木匠和工程師無不驚歎於中國傳統建築的神奇。◇
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