柔性框架结构的秘密

“古建筑的构造做法是其能够抗击强大外力的最重要因素。”沈阳建筑大学建筑研究所朴玉顺老师介绍说。所谓构造做法，就是建筑构件与构件之间的连接。理论界一直认为，中国古代的建筑之所以不同于西方的建筑，是因为采用了柔性的连接技术。一般来讲，西方建筑数千年中一直采用承重墙体系，砖石结构的连接比较刚性，而中国古代建筑采用了木结构，以框架结构作为建筑的支撑，并不以承重墙承重，于是可以达到所谓“墙倒屋不塌”的功效，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。

“原来的理论认为这种柔性连接相当于一个‘铰’，也就是说连接的部分是可以有一定程度的变形的，因此能够吸收地震的力量。最新的理论认为，这种结构大致相当于一个‘半铰’，也就是说建筑结构处于刚柔之间，但是其特点仍旧是可动的，相比之下依旧具有这种框架结构建筑的优势。”朴玉顺说。

关键词一：抬梁式结构

“沈阳故宫建筑梁架采用的抬梁式结构，是其抗震的重要方式之一。”王成民说。 据介绍，抬梁式构造，即在构架的垂直方向上，形成下大上小的结构形状，实践证明这种构造方式具有较好的抗震性能。优雅的大屋顶是中国古代传统建筑最突出的形象特征之一，而且对提高建筑的抗震能力也做出过相当的贡献，如凤凰楼的歇山顶，需要复杂结构和大量构件，大大增加了屋顶乃至整个构架的整体性，庞大的屋顶以其自重压在柱网上，也提高了构架的稳定性。

关键词二：斗拱

据介绍，中国古代建筑一般由台基、梁架、屋顶构成，高等级的建筑在屋顶和梁柱之间还有一个斗拱层。王成民介绍，斗拱在古代建筑抗震方面，就相当于一个橡皮垫子，起着变形消能的作用。此外，被各种水平构件连接起来的斗拱群能够形成一个整体性很强的“刚盘”，按照“能者多劳”的原则把地震力传递给有抗震能力的柱子，大大提高了整个结构的安全性。

关键词三：榫卯相连

榫卯可以说是中国古人高超技法和智慧的体现，据悉我们的祖先早在七千年前就开始使用。

简而言之，榫卯技术就是在相连接的两构件上采用一种凹凸处理的接合方式，不用钉子就能将构件连接起来。今日听起来不用钉子就能建成一间房子似乎有些不可思议，但是古人确实创造过不用一根钉子而建成房屋的奇迹。

这种技术的使用使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量，减小结构的地震响应。

关键词四：柱子与柱础的连接方式

柱子与柱础的结合，也是凤凰楼减震的主要方式之一。据王成民介绍，在柱子的底部会有长于柱子的一段，刚好插入柱础的凹陷槽内，这样柱子与柱础之间的连接，就不是简单的连个平面连接，而是像有一个板凳一样托住柱子，这样的连接使柱子有了弹性，可以在升落之间有回旋的余地，减少柱底与柱础顶面之间的摩擦，有效地产生隔震作用。

古建筑融汇以柔克刚思想

在盛京皇宫众多的楼阁建筑中，无论是从历史性，还是从地域性等方面来讲，凤凰楼都应该称得上是比较重要的一座古代建筑。该建筑的立面主要是通过屋脊线、瓦陇线、柱额等形式纵横交错、曲直相加的线条来表现的，使得整个建筑都显得巍峨壮观。

作为一座传统古代建筑，它既是清代建筑特征的一个完美体现，又在建筑的地域性和民族性上有着自己的诠释。所有这些都体现了当时设计者对人性的尊重和回归。从对凤凰楼的结构研究，可以了解到清前期建筑结构设计的思想理念及技术水平。框架结构的一些特点使得中国建筑在理论上有了以柔克刚的建筑智慧，而力学模式上的结构计算结果，则可以充分证明这些分析。

沈阳故宫博物院古建部专家黄荷曾经对凤凰楼进行过结构分析，其中也借助现代抗震理论对凤凰楼进行了抗震分析，在计算中采用的数值均为偏不安全的最大值，即在最不利的情况下计算。即便如此，凤凰楼给出的结果仍旧是可以满足各项强度要求的，也就是说计算中凤凰楼在各种荷载作用下表现出了优良的性能，证明了凤凰楼的设计建设是比较抗震的。

“虽然在凤凰楼建造的年代，没有成形的抗震规范，但是从各种研究结果上来看，设计中不仅考虑了重力等静荷载的影响，设计者也已经为动荷载的影响留下了相当大的空间。”朴玉顺介绍说，所谓的静荷载即屋顶、屋梁的重量，而动荷载则包括了人、风以及地震等力量。这也说明，中国古人对建筑是采用偏保守、偏安全的思想的。

以柔克刚的传统技艺融会贯通在建筑之中，以最小的代价，将强大的自然破坏力消弭至最小程度。正是偏重安全的想法，保护了古建筑能够留存至今，也是在最大程度上阻止灾难面前生命的流逝。今日的凤凰楼，已被中街的高楼建筑和繁华闹市所包围。但是登上此楼，目光所到之处依旧可以感受到沈城的繁荣，内心所思之事更领悟到中国古人的智慧和责任态度。