木房子勇斗地震

作者: 奥秘精灵;小好问;小粗心;小灵通

关主:奥秘精灵 闯关小先锋:小好问 小粗心 小灵通

“考考你,如果现在地震来了,你们会躲在这间屋子的什么地方?”小好问向小灵通和小粗心问道。

“桌子下!”小灵通说。

小粗心:“赶紧出门逃命,难道等房子塌下来?”

“这座房子不会倒塌的,它比我们想象的要坚强!”关主得意地说。

“为什么?”小先锋们一听就来了兴趣。

“这幢房子采用了木框架结构,抗震本领可不小呢。我们的先辈们老早就造出了能抗震的房子,比如说北京故宫、山西的应塔等,今天我们就去看看古代木结构建筑是怎么抗震的吧。”

第一关木头的大本领

“中国古代的很多建筑都以木头作为原材料……”关主话还没说完,小粗心就嚷开了:“那是因为以前科学水平不够发达,没有砖和水泥啊!要是古代人看见我们现在的钢筋混凝土建的高楼大厦,他们一定会羡慕我们的!”

关主笑了:“在汶川地震、海地地震中,钢筋混凝土结构的房屋真是不堪一击啊。我们应该羡慕先辈们才对。他们建的木房子结构精巧,地震来了也不怕。”

小先锋们,开动你们的脑筋,想想木结构房子到底有什么本领呢?

小粗心:拿木头来建房子,材料容易得到,你看,漫山遍野都是树,省去了很多运输的费用。

小好问:这木头又怕水又怕虫蛀,我实在想不出用木头建房子有什么好处。

小灵通:木头房子保温能力强,而且还能雕出各种图案来。

[关主释答]

小粗心和小灵通说到了用木头建房子的一些好处,不过,这些都不是我们今天要讨论的重点。别忘了,今天闯关的主题可是抗震啊!

木头的柔韧性比其他建筑材料强是众所周知的,它不仅能吸收外来的能量,而且还具有很强的弹性回复能力,凭着这些它就能对付突然袭来的外力,或者是周期性的外力破坏。用它搭建起来的框架能够很好地把外来能量分散到各个部分,大家共同来承担,地震的破坏作用也就不会那么强烈了。在日本和美国,很多木结构的别墅可是真真正正经历过地震的大考验的,事后人们发现这些别墅只是稍微有些变形,而不会散架、倒塌。

第二关立柱顶千金

“那些红红的大圆柱真好看。”小粗心一来到故宫,就忍不住大发感叹。

“是啊,有了这些圆柱,整座宫殿看起来特别威严。”小灵通附和说。

立这些圆柱可不是单纯为了美观,它们承担着扛起沉重屋顶的重任,能把屋顶的重力传送到宫殿下方平稳的台基上。大家仔细看看这些圆柱子,宫殿中间的圆柱明显比房屋四周的圆柱矮一些,你们知道这是为什么吗?

小粗心想了想,说:这些圆柱是有分工的,矮一点的圆柱承担的重量小一些,高一点的圆柱承担的重量大一些。

小好问:宫殿的屋檐都是向上翘的,支撑它的圆柱也就相应地要增加一些高度了。

小灵通推推眼镜:我同意小好问的意见,中间低、两边高的屋顶当然就需要中间矮、两边高的支撑柱了。

[关主释答]

你们都没说到点子上,还是让关主我来给你们详细说说吧。屋子中间的圆柱要矮一点,转角处的圆柱要高一些,屋檐也跟着从中间向两旁上翘,形成了一条优美的曲线。这样设计的好处就是能降低建筑物的重心,遇上地面发生了震动,屋顶不至于跟着左右晃动,保持了比较好的稳定性。另外,这些立柱也不是完完全全地和地面垂直,而是有一点向中心倾斜。这样的倾斜一般人是感觉不出来的,因为按照建筑规定,圆柱只能偏离垂直位置很小的距离,最多不能超过圆柱高度的千分之一。这样,整座建筑的结构重心就会向内倾斜。高低不一、向中心稍有倾斜的大圆柱,能保证建筑物不会轻易地被地震击垮。

第三关屋檐下的秘密

听完了关主的解答,小先锋们恍然大悟,原来,这些大圆柱还有这样的妙用啊!

这会儿,小灵通正举着数码相机,对准飞扬的檐角“咔咔”地拍个不停。小粗心凑到他跟前,想看看小灵通究竟在拍些什么东西。

“这叫做斗拱,是中国古代木结构建筑中非常重要的一个部件。”小灵通一边说着,一边跑向不远处的琉璃瓦屋檐下。

小灵通说得不错,这个极其复杂的家伙叫做斗拱,天津蓟县的独乐寺曾经经历了至少28次地震,甚至经历了噩梦一样的唐山大地震之后,庙里的木构架依然安然无恙。斗拱的作用不可小瞧啊。斗拱的基本构成要素包括:横向和纵向的、弯曲的短木——“拱”,拱和拱之间出现的方形木块——“斗”。你们猜猜斗拱是怎么帮助建筑物对抗地震的?

小粗心:它支撑起屋檐的翘角,让屋檐在地震中不至于掉下来。

小好问:斗拱把屋檐和圆柱牢牢地连接在一起。

小灵通不以为然:斗拱上有很多相同的部件交织在一起,我想,这些部件共同分担屋顶的重量,发生地震时,它们也能分散突然袭来的地震波能量。

[关主释答]

小灵通的答案不错,小粗心和小好问还要多加把劲儿啊!

巧用斗拱真是大大地为建筑物“分忧解难”。首先,斗拱要承受柱子上方的梁架、屋顶的重量,它能像圆柱那样将重量传递到柱子上,再由柱子传到台基上,可以说,斗拱就是一个重量“运输工”。斗拱好比木结构建筑的“减震器”,能通过组成部件,分散地震波的能量,大家一同来承担,地震的破坏作用也就不会那么强烈了;它又像一个个弹簧,通过自己的变形来削弱地震对建筑物的破坏程度。另外,斗拱还能支撑起翘起来的檐角,好好地保护柱子、横梁免受风吹雨打、阳光暴晒;除此之外,连接斗拱的榫卯、圆柱下的“小石墩”、梁等结构,都有自己抗震的妙招,大家通力合作,建筑可就安全多了。