研究与批评
王其钧:丽江民居的抗震设计
来源:cafa.com.cn  作者:王其钧  点击量:5691  时间:2012/3/26 9:34:30

丽江地震后,由于绝大多数建筑都遭到破坏,所以政府部门大都在室外办公,除丽江地区电话总机有专人值班外,建设部门的电话一直打不通。一九九六年二月六日下午一点四十分,我终于联系上了丽江县城建局办公室的周学斌先生,他在电话中向我详谈了此次地震对于建筑物的破坏情况。

这是一次历史上从未遇到过的极其严重的大地震,新老建筑均未能幸免,许多经历了数次大地震、历史在二、三百年左右的老房子,在此次地震中也遭到破坏。所不同的是,新建筑由于砖墙体和混凝土的龟裂而无法修复,看来只有推倒重建。而传统建筑大都是墙体倒塌或严重龟裂、构架倾斜,经修复后仍然可以继续使用。在电话中,我特地询问了丽江四方街上的传统塔楼,周先生告诉我,塔楼损坏严重,但并未倒塌。

从丽江地震可以看出,木质构架的中国传统建筑在抗震方面的确有一定的优越性,尤其是丽江民居,更有不少防震的独特设计。传统民居大都以木构架承重,周围的墙体只起围护作用,并不支撑梁架与屋面,所以民间有“墙倒屋不塌”的说法。丽江民居的防震措施,我在全国其它地区还未见到过。

勒牛勒马挂 
 
丽江民居都是使用穿斗式构架,这是我国南方地区广泛使用的一种构架形式。什么叫穿斗式构架?就是用三根、四根、五根或更多的柱子竖着支撑房子上的檫条,一个柱头支撑一根檫条,一排纵深方向的柱子横着穿过几根穿枋,就形成榀架,榀架加上板蕊后就形成一面山墙。譬如,一个三开间的房屋是由四个榀架构成的,榀架之间是用檫条桁条连接。地震时,多数情况都是榀架本身不变形,而榀架与榀架之间的檫条、桁条脱落。这样,榀架就整体地倾斜,于是造成楼板、屋面的倒塌。

为了防止架在榀架上的桁条脱落,丽江的工匠使用了几种特别的方法。一是在正房中开间全柱的桁条“勒牛勒马挂”的加强处理工作,勒牛勒马挂把几根全柱都牢固地互相牵挂起来。二是用一根长的檫将三间榀架的檐柱串起来。三是全柱的柱脚也用一根长的地脚梁统串起来,防止地震时榀架滑落。

见尺收分

房屋的柱子上部都往里倾斜,斜度大约为百分之一。这样柱子的下部就显得向外展开,俗称“放侧脚”。下大上小的框架形式自然增强了整个构架的稳定性。

银锭榫

榫卯是木构架相搭连的关键,假如地震时榫头从卯眼中很容易地脱去,那么房屋的构架一下子就会垮掉。银锭榫是丽江工匠使用在柱子上下两端,扣装咬合水平方向构件时的一种特殊结构方法。这种榫头外侧大、内侧小,所以也叫“大头榫”,而大的构件与柱吻合时则用两个银锭榫,俗称“两蹬榫”,凡是连续穿插几个柱子时,用比较长的构件穿过柱子,由于柱子是圆的,而水平方向穿过的构件是扁长方形的,所以俗称“里方外圆”。凡是两个构件平行相叠放置时,在两个构件之间放置暗梢,用来防止构件侧向移动。

直接影响建筑结构体系受力性能的重要因素之一是构架的榫卯节点,所以,节点结合的好与坏是建筑质量的关键。丽江工匠对于节点的要求很高,做到准确无误,当地人常用“严丝合缝”作为审查标准。建筑构件的主体部分所有榫卯节点都没有使用三角形方向的构件,因而地震时,构件会由方形或矩形临时改变为平行四边形,所有的榫卯节点都是柔性节点,地震时,整个房屋都会随之摇晃,但不会有构体折断,地震过后,构件又恢复了原样。

倒牆倒外面

民居的木构架只是支撑上面的屋顶,为了支撑构架,丽江民居使用很厚的土墙来围护房屋,但土墙只围护一大半的高度,并不到顶,这就形成当地土话所说的下重(土坯)上轻(木板)。在调查中我注意到,厚土墙不仅是为了保温,主要是为了抗震,不过土墙万一倒了最危险,人埋在里面很快会丧命,所以墙不砌到顶恐怕也是这个原因。为了防止此类事情发生,丽江城里考究的民居在靠土墙的内侧都用木料做一层“顺墙板”,这样加工天花板、地板、楼板,建筑好像是多个六面体的大木箱子相迭,抗震性能当然更好。历次地震显示,这种结构的民居,“倒墙倒外面”,不会砸着和埋着室内的人。(编按:参见大地92丽江古城)

来源:1996-03-05 《大地》地理杂志 1996年3月号 总第96期