建筑是一個(gè)國(guó)家文化最明顯的標(biāo)志。世界上很少有幾個(gè)國(guó)家能像中國(guó)這樣有保存完好的、大量的、各式各樣的、歷史悠久的古建筑。例如雄偉無(wú)比的萬(wàn)里長(zhǎng)城壯麗的古塔、古寺壯觀而和諧的宮殿建筑群和精巧和諧的園林建筑等等。它們代表了中華民族的智慧和才能。從建筑構(gòu)造形式的變化建筑材料采用之變遷可以明顯地看到中國(guó)古代建筑科學(xué)的進(jìn)展概況。
從土石結(jié)構(gòu)到磚石結(jié)構(gòu)
史前人類的居住屋舍是從自然環(huán)境中直接采用土石為建筑材料來(lái)營(yíng)造自己的居所最早在中華大地的居民自然也是如此。人們均以土石房舍、窯洞為居所特別是中國(guó)北方民族，現(xiàn)在仍可看到修建良好的土石窯洞這種居室冬暖夏涼有一定的優(yōu)越性。
中國(guó)的史前居民例如半坡人已經(jīng)有了燒陶技術(shù)和制磚方法。此后磚石建筑也就隨之發(fā)展起來(lái)�，F(xiàn)在保留完好的磚石建筑物還有不少多數(shù)為古塔類建筑物。最具代表性的是萬(wàn)里長(zhǎng)城。此外還有許多例如：距今已有1500年的登封市的嵩岳寺塔（始建于520年）登封少林寺塔林（始建于495年）濟(jì)南市四門塔（始建于611年）等。著名的西安大雁塔始建于648年為單純的磚結(jié)構(gòu)高64.5米，2009年汶川大地震時(shí)只有輕微裂縫而未遭破壞。
木框構(gòu)架結(jié)構(gòu)的興起
最早使用木材作為建筑材料的先驅(qū)當(dāng)推公元前七世紀(jì)公輸子即魯班。魯班開始做木構(gòu)架房屋、制作車輿等無(wú)疑推動(dòng)了木架結(jié)構(gòu)的興起。木架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問題是橫梁和立柱的銜接問題我們的先哲發(fā)明了“斗拱”式的連接方法。這是一個(gè)偉大的發(fā)明。宋朝李誡于1102年寫出了我國(guó)第一部建筑專著《營(yíng)造法式》這一著作總結(jié)了我國(guó)兩千年來(lái)的建筑科學(xué)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。其中把各種做法作了詳細(xì)的規(guī)定例如對(duì)斗拱各部位的尺寸、規(guī)格、比例都有詳細(xì)的描述。
巧妙而科學(xué)的木框架式結(jié)構(gòu)是中國(guó)古代建筑在建筑結(jié)構(gòu)上最重要的一個(gè)特征。因?yàn)橹袊?guó)古代建筑主要是木構(gòu)架結(jié)構(gòu)即采用木柱、木梁構(gòu)成房屋的框架屋頂與房檐的重量通過梁架傳遞到立柱上墻壁只起隔斷的作用而不是承擔(dān)房屋重量的結(jié)構(gòu)部分。所謂“墻倒屋不塌”就形象地指出中國(guó)建筑這種框架結(jié)構(gòu)最重要的特點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)可以使房屋在不同氣候條件下滿足生活和生產(chǎn)所提出的千變?nèi)f化的功能要求。同時(shí)由于房屋的墻壁不負(fù)荷重量門窗設(shè)置有極大的靈活性。此外由于這種框架式木結(jié)構(gòu)才形成了過去宮殿、寺廟及其他高級(jí)建筑才有的一種獨(dú)特構(gòu)件即屋檐下的一束束的“斗拱”。它是由斗形木塊和弓形的橫木組成縱橫交錯(cuò)逐層向外挑出形成上大下小的托座。這種構(gòu)件既有支撐荷載梁架的作用又有裝飾作用。
木框架結(jié)構(gòu)多以榫卯連接為主。巧妙的榫卯連接方式不但可以承受較大的荷載而且允許產(chǎn)生一定的變形在地震荷載下由變形吸收一定的地震能量減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。由于榫卯連接中榫有一定的長(zhǎng)度榫卯之間的結(jié)構(gòu)有一定的間隙因此該連接既非剛接也非完全柔性具有較好的活動(dòng)性和吸能性。
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