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10級颱風、雷暴強震都擊不垮的木製閣樓,四根懸空立柱暗藏玄機

2022-08-30由 哇真象 發表于 林業

格木屬什麼木材

10級颱風、雷暴強震都擊不垮的木製閣樓,四根懸空立柱暗藏玄機

這是拍攝於上世紀初的一張老照片,畫面中的建築名叫真武閣,位於廣西壯族自治區的容縣。這座始建於明朝萬曆年間的木質樓閣,因為百年前的一場特大自然災害,留下了諸多疑團,也讓它的身世變得撲朔迷離。

1912年4月12日凌晨,狂風夾雜著瓢潑大雨不期而至,頻繁的閃電照亮了整個天空。短短一刻鐘,容縣境內的繡江江水就上漲了近20釐米。

碗口粗的樹木被攔腰折斷,無數房屋被大雨和洪水沖垮,一條如長龍般的閃電直插到真武閣所在位置,擊中了閣樓地層的一根立柱,頓時冒出了青煙,緊接著,一聲震耳欲聾的霹靂響徹整個山谷。

10級颱風、雷暴強震都擊不垮的木製閣樓,四根懸空立柱暗藏玄機

雨過天晴之後,人們發現,真武閣周圍的房舍和樹木全部倒塌,而這座已有四百餘年曆史的木質閣樓卻巍然屹立,雖然樓頂上的屋瓦已被吹落,立柱被雷電劈開了一個直徑約30釐米的大洞,但讓人奇怪的是,真武閣的主體結構幾乎毫髮無損,這座被稱為“懸浮在空中的閣樓”究竟是憑藉什麼,躲過超級風暴襲擊的呢?

這是當地縣誌中,有關真武閣所遭遇的自然災害中,最為嚴重的一次記載。如今,一百多年過去了,這期間,真武閣又經歷了多次的颱風、雷暴,甚至是地震,然而,立柱嚴重損壞的真武閣依舊巋然不動,屹立在容縣的制高點,不僅如此,人們還發現,在這座大型樓閣的二樓,幾根立柱竟然懸浮在空中,簡直是不可思議。

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正常情況下,承重的立柱如果受損,對建築物來說,是毀滅性的,即便當時沒有倒塌,也很難長時間穩固。1912年的那場颱風至少在10級以上,事發當晚,雷劈在先,颱風在後,也就是說真武閣是在失去一根承重立柱的基礎上,還能抗拒10級以上臺風的肆虐,並且時至今日,仍安穩的矗立在繡江邊,這顯然有悖常理。難道真武閣的建築設計有什麼特殊之處嗎,其他閣樓會不會有相似的情況呢?

小哇在對大量古代木質建築進行分析比對後發現,位於天津市東部的天尊閣,有著與真武閣類似的經歷。

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1976年,唐山發生了強度里氏7。8級地震,整個唐山市頃刻間夷為平地,周圍多達14個省、市、自治區受到影響,然而,距離唐山僅50千米的天尊閣,卻矗立在一片廢墟中,主體結構完好無損。

原來,天尊閣木樓內分佈著八根通天立柱,貫穿整個樓體,並且呈梯形排列,類似板凳形狀,而且整體結構中眾多的簷柱、廊柱等透過斗拱、榫卯與通天柱連線,縝密而牢固,獨特的框架結構是使其歷經劫難卻能保留至今的主要原因之一。

廣西的真武閣與天津的天尊閣相同的是,都有八根通天立柱,但與之不同的是,真武閣的結構並沒有採取“梯形”設計,立柱全是垂直於地面,並且其中一根立柱已經嚴重受損,很難起到支撐作用,那麼,真武閣為什麼沒有倒塌呢?

遭遇雷擊的那根立柱位於真武閣的西北角,除去後來補充上去的木料外,其餘部分都非常堅硬,敲擊起來如同水泥一般。工作人員介紹說,一百多年來,遭遇雷擊的這根立柱一直沿用至今,始終沒有進行過更換。那麼,真武閣的獨到之處是否與它使用的選材有關呢?

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真武閣的所有立柱全部使用一種叫做格木的珍貴硬材樹種,格木屬常綠喬木,主要分佈於越南及我國南部地區,那麼,這種木材究竟有什麼特殊之處呢?

格木的種子硬度非常大,外殼只有經過土壤腐蝕自然脫落後才開始發芽,這也是格木很難成材的重要原因。而且,格木的生長週期極其緩慢,一棵直徑10釐米的格木至少需要40年的生長時間。以此來推算,真武閣中直徑50多釐米的格木立柱,至少也需要200年的時間才能長成。正因如此,格木才不易腐朽且木質堅硬。

俗話說十年樹木,百年樹人,但這話要換到格木上來講,應該叫百年才能樹一木了。真武閣三層結構中,共有大小24根立柱,而真武閣的自身重量大概在80噸到100噸之間,就算是再堅硬的木頭,也很難在遭受嚴重損壞的情況下,支撐近百噸的自重!這其中一定還隱藏著一些不為人知的秘密?

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小哇發現,在懸柱的上端,分別排列著一些人為製造的凸起。而且,八根承重立柱中,只要是與懸柱相鄰的,都有上下排列的三根木條從承重立柱上穿過。

這種設計是中國傳統建築榫卯結構的典型特點。榫卯是在兩個木構件上所採用的一種凹凸結合的連線方式。凸出部分叫做榫;凹進部分叫做卯,榫和卯咬合,起到連線作用。是中國古代建築、傢俱及其它木製器械的主要結構方式。榫卯結構是木件之間多與少、高與低、長與短的巧妙組合,可有效地限制木件向各個方向的扭動。

真武閣完全沿襲了古代的榫卯結構,一層的蓮花斗拱,二層的出簷,都是這種結構。不僅如此,除榫卯結構外,斗拱結構也遍佈整個真武閣。

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這種斗拱,正是中國建築特有的一種承重結構。在立柱和橫樑交接處,從柱頂上加的一層層探出成弓形的承重結構叫拱,拱與拱之間墊的方形木塊叫鬥。斗拱結構可使屋簷較大程度外伸,形式優美,是我國傳統建築造型的一個主要特徵。

榫卯和斗拱等設計確實可以加強建築的牢固性,但仍然讓人不解的是,真武閣二樓的四根懸柱,實際上與房屋的大梁和屋簷絲絲相扣,緊密相連,透過榫卯結構互相固定,承受了出挑屋簷的重量。既然都是承重柱,為什麼一定要做成懸空的呢?

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很多古典建築上都會出現的兩根懸空倒垂的短柱,尤其在北方的四合院中尤為常見,它的名字叫垂蓮柱。

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樑架與垂柱十字相交,垂蓮柱就像是一個天平,柱子是天平的中間軸,一邊是屋簷,另一邊是懸柱,兩方受力均衡,形成一個槓桿結構。那麼,真武閣的懸空立柱與垂蓮柱的作用是否一樣呢?

真武閣的懸柱就相當於垂花門的垂蓮柱,懸柱與屋簷間的承重柱就是槓桿結構的中間軸,懸柱透過插入承重柱的三根木條挑起了二樓的整個屋簷,而這或許正是這四根懸柱為何要懸空的主要用意。

在整個構件連線穩定的前提下,即便是有輕微的變形,連線處也有活動的空間,留有變形的餘地,即便是颱風再大,超過了真武閣屋簷的承受能力,閣內四根懸柱也會透過槓桿左右擺的原理抵消颱風對屋簷的衝擊力,像天秤一樣維持整座建築的平衡。

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如此繁複精準而又細心體貼的設計,不由得讓我們心生敬意,400多年前,容縣的偉大先民選擇堅硬的格木,利用槓桿和榫卯結構等力學原理,創造了這座結構奇巧,舉世無雙的樓閣,這也正是真武閣歷經四百年風雨變遷,依然屹立不倒,儲存至今的重要原因之一。

本以為真武閣的謎團就此破解,然而,當地人卻說出了一個比懸空柱還要令人驚訝的事情——真武閣竟然沒有地基,一樓的八根主要承重立柱,直接立在了柱礎上,並沒有深入地下的經略臺中。不僅如此,真武閣下方的經略臺還是一片鬆軟的沙土。

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《容縣誌》中記載,真武閣自修建以來,曾經歷過明代萬曆33年、清康熙元年、乾隆元年、咸豐十年、光緒五年的5次大地震和數次颱風的襲擾。也就是說,在400多年的歷史中,真武閣不僅遭遇過颱風,同時還經歷了地震的衝擊。如果真的建在沙土之上,又沒有很深的地基,真武閣僅僅憑藉榫卯結構和槓桿原理,無論如何也不會屹立四百餘年而不倒,這其中的原因又會是什麼呢?明日【哇真象】,小哇繼續為您講述!