山西应县木塔千年不倒之谜

    木塔减震设计超过现代

    中国工程院院士叶可明和江欢成认为，保证木塔千年不倒有以下几个原因：

    首先从结构力学的理论上来看，木塔的结构非常科学合理，卯榫咬合，刚柔相济，这种刚柔结合的特点有着巨大的耗能作用，这种耗能减震作用的设计，甚至超过现代建筑学的科技水平。

    从结构上看，一般古建筑都采取矩形、单层六角或八角形平面。而木塔是采用两个内外相套的八角形，将木塔平面分为内外槽两部分。内槽供奉佛像，外槽供人员活动。内外槽之间又分别有地袱、栏额、普柏枋和梁、枋等纵向横向相连接，构成了一个刚性很强的双层套桶式结构。这样，就大大增强了木塔的抗倒伏性能。

    木塔外观为五层，而实际为九层。每两层之间都设有一个暗层。这个暗层从外看是装饰性很强的斗拱平座结构，从内看却是坚固刚强的结构层，建筑处理极为巧妙。在历代的加固过程中，又在暗层内非常科学地增加了许多弦向和经向斜撑，组成了类似于现代的框架构层。这个结构层具有较好的力学性能。有了这四道圈梁，木塔的强度和抗震性能也就大大增强了。

    斗拱是我国古代建筑所特有的结构形式，靠它将梁、枋、柱连接成一体。由于斗拱之间不是刚性连接，所以在受到大风地震等水平力作用时，木材之间产生一定的位移和摩擦，从而可吸收和损耗部分能量，起到了调整变形的作用。除此之外，木塔内外槽的平座斗拱与梁枋等组成的结构层，使内外两圈结合为一个刚性整体。这样，一柔一刚便增强了木塔的抗震能力。应县木塔设计有近六十种形态各异、功能有别的斗拱，是我国古建筑中使用斗拱种类最多、造型设计最精妙的建筑，堪称一座斗拱博物馆。

    地质基础坚硬麻燕代代护塔

    1993年，国家地震局地球物理研究所、地矿部华北石油局第九普查大队等十几个科研部门，曾对木塔塔院及周围地质状况进行详尽勘察，发现木塔基土主要由粘土及砂类组成，工程地质条件非常好，其承载力远大于木塔付与的荷载。所以，直到现在仍然不必担心木塔会有因“底虚”而倾倒的可能。此外，夏天塔上居住着成千上万只麻燕，这些麻燕以木塔上的蛀虫为食，千百年来起着“护塔卫士”的作用，这些已经成为视木塔为神圣的应县人最喜欢讲给外地瞻仰者的真实“神话”。

    千年前就实践了现代理论

    近代日本的地震建筑专家在《地震与建筑》一书中提出了五条抗震设计的原则。将木塔的结构特点与之相比较就会发现，早在950多年前，应县木塔的设计者已经深深懂得并很好地实践了这些原则。

    随着现代科学技术的发展，对木塔抗震研究也进入了更高的层次。现年81岁的太原理工大学结构工程学权威专家李世温教授从上世纪70年代就研究应县木塔结构，他说，“现在我们对它进行了动态的研究，基本上摸清了木塔的动态性质，对抗震能力的提高是有很大的帮助的。”木塔当年的设计者可能不懂这些理论，但他们却在实践中创造了奇迹。

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