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近日，像積西應(yīng)縣木各大社交平臺(tái)上有座塔很火——應(yīng)縣木塔。木樣有游客在社交平臺(tái)上發(fā)布應(yīng)縣木塔的屹立視頻后，引起網(wǎng)友的千年熱烈討論。不少人表示：看到應(yīng)縣木塔那一刻真的不倒很震撼，后勁太大了......

圖源：某社交平臺(tái)

作為世界上現(xiàn)存最古、像積西應(yīng)縣木最高的木樣一座純木構(gòu)建筑，應(yīng)縣木塔可謂前無古人后無來者。屹立畢竟，千年在大部分人的不倒印象中，中國(guó)傳統(tǒng)的像積西應(yīng)縣木木結(jié)構(gòu)建筑并不高大，帝王的木樣居所多數(shù)也就 10 米到 20 米高，而應(yīng)縣木塔的屹立高度可達(dá) 67.31 米。當(dāng)我們面對(duì)這座鐫刻歷朝歷代印記的千年“歷史見證者”，確實(shí)很難不被觸動(dòng)。不倒

那這么高且古老的木結(jié)構(gòu)建筑到底是怎么保存下來的呢？今天我們就來詳細(xì)聊聊這座與比薩斜塔、埃菲爾鐵塔并稱世界三大奇塔的應(yīng)縣木塔。

應(yīng)縣木塔的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜

關(guān)于應(yīng)縣木塔，梁思成先生有一句話，“不見此塔，不知木構(gòu)的可能性到了什么程度。”所以，要說應(yīng)縣木塔，不得不提的就是它那精細(xì)巧妙的木構(gòu)。

1、雙套筒結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了穩(wěn)定性

應(yīng)縣木塔采用了獨(dú)特的雙套筒結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)由內(nèi)套筒與外套筒組成。內(nèi)槽用于供奉佛像，外槽則供禮佛活動(dòng)。內(nèi)槽和外槽之間通過地袱、欄額、梁、枋等縱向橫向相連，形成了一個(gè)非常穩(wěn)定的框架梁體結(jié)構(gòu)。

應(yīng)縣木塔平面示意圖。圖源：參考文獻(xiàn)

這種結(jié)構(gòu)體系使得木塔的各個(gè)部分緊密結(jié)合在一起，整體性極強(qiáng)，大大增強(qiáng)了木塔抗倒伏的性能。并且，當(dāng)木塔受到外部力量作用時(shí)，剛性層會(huì)產(chǎn)生拉力內(nèi)收，從而進(jìn)一步增強(qiáng)木塔的穩(wěn)定性。

2、特殊的樓層設(shè)計(jì)

木塔在結(jié)構(gòu)上分為明層和暗層，相互交替連接。明層是供瞻禮的佛殿層，擁有空間開敞的梁、柱間架，是結(jié)構(gòu)上的柔性層；暗層里有很多斜撐，產(chǎn)生了很多三角形的構(gòu)架，類似于現(xiàn)代的桁架結(jié)構(gòu)，更加穩(wěn)固，是結(jié)構(gòu)上的剛性層。

這種剛?cè)嵯酀?jì)的設(shè)計(jì)，使得木塔在面對(duì)外力時(shí)，柔性層可以起到一定的緩沖作用，而剛性層則能夠提供強(qiáng)大的支撐力。

應(yīng)縣木塔外觀圖與剖面圖。圖源：參考文獻(xiàn)

在上部重力作用及剛性層協(xié)調(diào)下，短粗的柔性層柱子具有自復(fù)位能力，可以抵抗風(fēng)或地震等側(cè)向力，從而保證了木塔的整體穩(wěn)定性。

3、斗拱結(jié)構(gòu)的精妙作用

應(yīng)縣木塔的斗拱結(jié)構(gòu)是其建筑結(jié)構(gòu)的一大亮點(diǎn)。全塔上下有 59 種不同形式的斗拱，組合方式達(dá) 488 朵，有“中國(guó)歷史斗拱博物館”的美譽(yù)。

斗拱既可以替立柱分擔(dān)重量，將巨大的屋頂重量均勻地傳遞到每一根立柱上，減輕了立柱的壓力；又能對(duì)外來的力量起到緩沖、分散的作用。當(dāng)遇到地震等外力時(shí)，斗拱的榫卯結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生一定的變形，消耗掉外力的能量，從而保護(hù)木塔的主體結(jié)構(gòu)。斗拱的存在，就像是木塔的“減震器”，使得木塔能夠在多次地震中安然無恙。

建筑材料也有特殊之處

另外，應(yīng)縣木塔主體使用材料為華北落葉松，斗拱則使用榆木。

華北落葉松材質(zhì)堅(jiān)硬、紋理直、耐腐蝕性強(qiáng)，具有較高的強(qiáng)度和韌性，非常適合用于建筑結(jié)構(gòu)。榆木的材質(zhì)堅(jiān)硬，且具有較好的加工性能，能夠滿足斗拱復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和工藝要求。這些優(yōu)質(zhì)的木材，為木塔的長(zhǎng)久屹立提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

建造木塔的工匠們對(duì)木材進(jìn)行了嚴(yán)格的處理，包括干燥、防腐、防蟲等工序。通過干燥處理，降低了木材的含水率，使其不易變形、開裂；防腐和防蟲處理則可以防止木材在長(zhǎng)期的使用過程中受到腐蝕和蟲蛀，保證了木材的質(zhì)量和耐久性。這些嚴(yán)格的木材處理工藝，使得木塔的木材能夠在歷經(jīng)近千年的時(shí)間后，仍然保持較好的性能。

地震中幸存下來的關(guān)鍵因素

歷史上，木塔不易保存，要么毀于火災(zāi)，要么塌于地震，要么為人摧毀。然而，應(yīng)縣木塔卻在經(jīng)歷 40 多次地震、200 多次炮彈襲擊和常年大風(fēng)后，還穩(wěn)穩(wěn)地“走”了 960 多年。

這里，非常值得一提的還有應(yīng)縣木塔的地基，是由黏土和夯石組成的。

黏土具有較好的粘性和可塑性，能夠與夯石緊密結(jié)合，形成堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。夯石則增加了地基的承載能力和穩(wěn)定性，使木塔能夠承受巨大的重量。這種黏土和夯石相結(jié)合的地基結(jié)構(gòu)，具有較好的抗震性能，能夠有效地分散地震能量，減少地震對(duì)木塔的影響。

木塔的石基座厚達(dá) 4 米，深厚的地基能夠分散木塔的重量，減少地基的沉降和不均勻沉降。即使在長(zhǎng)期的使用過程中，地基也能夠保持較好的穩(wěn)定性，為木塔的屹立提供了可靠的支撐。并且在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，深厚的地基能夠吸收和消耗一部分地震能量，減輕對(duì)木塔的影響。

除了以上這些，應(yīng)縣木塔的地理位置對(duì)其保存也有很大的影響。應(yīng)縣地處山西省北部，氣候相對(duì)干燥，降水較少，這有利于木材的保存。較少的降水減少了木材受潮、腐朽的可能性，延長(zhǎng)了木塔的使用壽命。

不過，依據(jù)過去文獻(xiàn)研究，雖然應(yīng)縣木塔結(jié)構(gòu)對(duì)于地震災(zāi)害有抗震效果。但遺憾的是，經(jīng)過長(zhǎng)年累月的沖擊，部分組件已經(jīng)開始有損壞的趨勢(shì)。

現(xiàn)在，這座木塔已經(jīng)扭曲變形，但應(yīng)縣木塔的維護(hù)與修繕工作卻從未停歇。很多專家正在探索更多的修繕方案，確保修繕工作萬無一失，為其爭(zhēng)取更多的時(shí)間。希望這座僅存的木塔，最終可以在大家的努力下保存延續(xù)下去。

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策劃制作

作者丨張大任 土木工程碩士

審核丨朱絢絢 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司高級(jí)工程師

策劃丨一諾

責(zé)編丨一諾

審校丨徐來 林林