地震古建筑不倒,越古老 越抗震?

在芦山地震通报会上,雅安市副市长介绍,地震导致全市各县(区)多处房屋严重受损,然而地震中也有奇迹:震中一座百年老宅巍然屹立,堪称“屋坚强”。坐落于芦山县龙门乡古城村山脚下的张家大院,7户张姓人家震后生活照常,除了屋脊脱落几块瓦片外,在地震中几乎毫发未伤。[详细]

  表面上看,抗住地震的似乎都是古建筑

  雅安地震的“房坚强”,又是一栋百年老宅

  在4月21日下午举行的芦山地震通报会上,雅安市副市长介绍,地震导致全市各县(区)多处房屋严重受损,损毁66.98万间,倒塌12851间,震中芦山县龙门乡99%以上受损垮塌。宝兴县城、灵关镇、大溪乡房屋全部受损;天全县80%的房屋受损严重,无法入住。

  然而地震中也有奇迹:震中一座百年老宅巍然屹立,堪称“屋坚强”。坐落于芦山县龙门乡古城村山脚下的张家大院,7户张姓人家震后在这里照常生活。张家大院为瓦木结构四合院,坐落于芦山县龙门乡古城村山脚下,主人之一张大金说:“建于清朝同治年间的老宅,在地震中除了屋脊脱落几块瓦片外,没有任何损伤。”长征期间,这里曾是红30军司令部。[详细]

  由于古建筑抗震例子众多,古建行当甚至出现了“墙倒屋不塌”的谚语

  “墙倒屋不塌”是古建行当通行的谚语,意思是说在遭遇强烈地震的时候,古建筑的墙壁倒塌了,但木构屋架依然屹立。言外之意,是对其“抗震性能”的标榜。

  在保存至今的众多古代木结构建筑中,天津蓟县的独乐寺和山西应县木塔在抗震方面的表现尤其突出。独乐寺位于天津蓟县盘山脚下,始建于唐代,寺内的观音阁和山门重建于辽代。自重建以后千余年来,独乐寺曾经历了28次地震,其中清康熙十八年(1679年)三河、平谷发生8级以上强震,“蓟县城官廨民舍无一幸存,观音阁独不圮。”1976年唐山大地震,蓟县城内房屋倒塌不少,观音阁及山门的木柱略有摇摆,观音像胸部的铁条被拉断,但整个大木构架安然无恙。

  应县木塔位于山西省应县城西北佛宫寺内,建于辽清宁二年(1056年),应县木塔处于大同盆地地震带,建成近千年来,经历过多次大地震的考验。据史书记载,在木塔建成200多年之时,当地曾发生过6.5级大地震,余震连续7天,木塔附近的房屋全部倒塌,只有木塔岿然不动。上世纪初军阀混战的时候,木塔曾被200多发炮弹击中,除打断了两根柱子外,别无损伤。[详细]

  古建筑的抗震原理被总结为祖先们的“柔性”抗震智慧

  有人说,西方建筑史是“石头的历史”,中国建筑史是“木头的历史”,西方砖石结构是刚性结构建筑体系,中国土木结构是柔性结构建筑体系,西方人以刚性的砖石结构抵抗自然灾害,中国人以柔性的土木结构防御了地震的破坏,前者是“以刚克刚”,后者是“以柔克刚”。

  作为建筑材料,木材与泥土具有富于韧性、加工灵活、组合方便的优点。在防震方面,主要依靠木结构。学者程建军认为,木材是一种质轻、力学性能好的建筑材料,它具有一定的柔性,在外力的作用下比较容易变形,但在一定程度内又有恢复变形的能力。木构架中的所有节点又普遍使用榫卯结合,也具有一定的变形能力,再加上传统木构架都是采用均衡对称的柱网平面和梁架布置,使其形成一个具有一定柔性的整体框架结构体系,当地震袭来时,建筑便通过自身的变形消化地震力对结构的破坏能量,从而在一定限度内保障了建筑的安全性。

  中国的传统木结构,具有框架结构的种种优越性,如“墙倒屋不塌”的功效,但其柔性的连接,又使得它具有相当的弹性和一定程度的自我恢复能力。这次汶川大地震中,许多文物建筑的墙体均不同程度地受损,但主体结构仍未倒塌,就是这种柔性框架结构抗震能力的表现。[详细]

  但是古建筑真的更抗震吗?

地震中受损严重的古建筑

  所谓抗震的古建筑,不过都是一些特别的个案

  《中国建筑史》(第四版)曾经对古建筑的抗震性能有过非常乐观的评论,认为“许多经受过大地震的著名木架建筑如天津蓟县独乐寺观音阁、山西应县佛宫寺塔都能完好地保存至今,就是有力的证明。”因此,可以认为中国木结构建筑体系“有较强的抗震性能”。

  但是这段论述很可能引发以偏概全的逻辑错误,以为中国古建筑的木结构体系都是抗震的。因为该书简单枚举的“许多”像天津蓟县独乐寺观音阁那样经受过多次大地震的考验的实例,都不过是一些特别的个案;这样的个案只能证明那些建筑自身具有一定的抗震性能。而如王士祯《居易录》“己未(康熙十八年,1679年)地震,官廨民舍无一存,独〔观音〕阁不圮”所载,反例的数量要远远超过这些特别的个案,并且会占到压倒性的绝对多数,这些特别的个案不过是小概率事件而已。在汶川地震中被发现的甘肃文县碧口镇的“最牛民房”则是一个典型的现代版本。从逻辑上讲,从个案得不出普遍结论。某幢建筑在地震中没有倒塌的事实,并不能证明它所属的整个结构体系都是抗震的。

  对中国古建筑抗震性能评价最高的是《中国古代建筑技术史》。“各国研究抗震建筑,追求的最高目标是按9度设防,我国古代传统木构架建筑,一般都可以基本上达到这个目标,这不能不说是我国古代应用科学方面的一项惊人成就。”显然,这一判断缺乏事实和科学依据,甚至有违常识。[详细]

  “墙倒屋不塌”的实质是 “报喜不报忧”

  如果按“墙倒屋不塌”的“标准”,把古建筑划分为“墙”和“屋”两部分,把损毁程度划分为“倒(塌)”和“不倒(不塌)”两种情况,对古建筑在地震后遗存的状况做大致描述,可以得到四种排列组合,即“墙倒屋塌”、“墙倒屋不塌”、“墙不倒屋塌”和“墙不倒屋不塌”。在某次地震后,这四种遗存状况各占多少比例,是很难有可靠的统计资料的。不过,可以肯定的是,“墙倒屋不塌”只是古建筑震后遗存状况中的一种,当然是比较“成功”的一种。

  从心理学上说,人们通常倾向于记住特殊的、成功的个案,并把它们当成规律性的事件,而无意中忽略了其发生的概率究竟会有多大。“墙倒屋不塌”这一谚语的制造者和传播者,正是利用了人们的这种心理,刻意标榜其“成功”的一面,从而掩盖墙倒屋塌的失败。

  在实际的统计数据中,古建筑并不比现代建筑更抗震

  汶川地震后,一位擅长历史文化名城保护的专家在一次讲座中谈到:“前人是以百年的胸襟来建造未来的家园的,因此,在建房之初,便考虑到中国地震多发的国情。”他还回顾1996年丽江地震时曾经说过:“丽江的房子都是老房子,我们中国建的老房子有很大的特点,叫墙倒柱不倒,都是木结构体系,设计时就考虑到了抗震。”然而,事实却是无情的。据云南防震减灾网公布的“云南大震震害资料”,当年2月3日的丽江,在“地震中破坏最严重的是民族土木结构房屋,砖木结构房屋次之,砖混与框架结构房屋相对较轻,按八度设防且施工质量好的房屋,震后基本完好或仅有轻微破坏。”

  除前述云南防震减灾网公布的1996年2月3日的丽江地震震害资料外,1995年6月30日、7月10日、7月12日连续发生3次的孟连地震也表现出相似的结果:“震区房屋结构主要有:穿斗木结构轻质房、土木结构、砖木结构、砖混结构及钢筋混凝土框架房。土木、砖木结构房屋占震区房屋总面积的85%以上,曾多次遭受邻区地震波及,这次又经三个地震的叠加作用,破坏和内伤十分严重。1988年澜沧-耿马大地震后,按八度设防兴建的砖混、框架结构房屋抗震性能较好,地震中仍有不同程度破坏。”

  据新华网报道2007年6月3日云南普洱市发生6.4级地震,震区“城乡房屋受损严重,土木结构房屋墙体普遍倒塌,砖混结构房屋普遍出现墙体开裂。”

  有江苏省抗震救灾专家对汶川地震震后绵竹市房屋震损情况(未包括已经倒塌的建筑)做了统计,结论是:“钢结构的抗震性能很好,框架结构次之,底框结构再次之,砖混结构再次之,砖木结构抗震性能最差”。根据统计图的数据,在没有倒塌的房屋中,与其他结构相比,砖木结构基本完好的比例最低(2.85%),严重损伤的比例最高(54.43%),严重损伤与中度损伤的合计比例也是最高(78.8%)。虽然这个统计未将已倒塌的建筑包含在内,但是根据残存建筑的状况推断,砖木结构房屋的“倒塌率”应该最高。[详细]

  没有必要厚古薄今,也没有必要对古建筑过度推崇

智利的现代建筑,经受了多次地震的考验

  在民族主义情绪的鼓舞下,以“墙倒屋不塌”证明中国古建筑的抗震性能优于西方古建筑的论调不绝于耳。如西方用“石头、砖块垒起的建筑,地震一震全都垮了”,而中国古建筑在“地震发生时,不会压死人。相比西方的石头堆砌,显然不可同日而语。这就是为什么中国的建筑远比西方的建筑寿命长久的奥秘所在”。这不啻为痴人说梦。

  同时,与“墙倒屋不塌”伴随而来的,还有对现代建筑抗震能力的质疑。如“有些古老的木构建筑,在受到意外的自然灾害时,却显示出比一般的砖结构、混凝土结构的房屋,有更强的抵抗能力。例如,许多现代的高楼大厦,因经受不住地震的袭击而倒塌,但传统的木构建筑则不然,有的在历史上经受了数十次地震的袭击,却依然如故……由此,确实可以确认,它在技术上也达到了相当高的水平。”以没有倒塌的古建筑和倒塌的现代建筑(既可能因为未做抗震设防,也可能因为是“豆腐渣工程”)作对照,来证明中国古建筑的抗震优势,这是没有道理的。因为它只挑选对自己有利的案例加以解释,而有意无意地忽视不利的案例,所以其结论不能成立。[详细]

除了“天人合一”和“墙倒屋不塌”,中国古代建筑中还有很多类似的神话和迷信需要被一一破除。

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