喜马偕尔邦是一个多震的山区,地震是由于地壳构造板块的移动从而以地震波的形式在地球表面释放能量的一个过程。能量释放的地方称为地震的“震源”,在震源正上方的地球表面上的点称为“震中”。地震以各种形式来破坏建筑,损坏地下基础可以直接摧毁一个建筑。大部分建筑物的受损原因是因为从地震震中发出的辐射波带来的冲击或震动,而山区受到地震的影响更多的是山体滑坡。
在喜马偕尔邦的传统山地建筑中,石木混合墙体的一个显著特点是顺应地震的特点。它采用复合结构,使用分层的木材(抵抗压力)和石材(抵抗张力)。石木混合墙不仅能抵抗地震的推动力,而且能防止建筑滑动和翻转,其结构内部组件稳定,这是一个重要的因素,可以在地震中保持房屋不被摧毁。木框架和填充石在重力的影响下使结构稳定,使阻尼变大,因而能在地震时更快更均匀地分散地震产生的能量。比如卡特库尼墙体建造的特性就是随着建筑高度的增加,石头的使用逐渐减少,木材的使用逐渐增加,这可以减轻墙体的自重,基础中大量堆砌的石头则保证建筑有足够的稳定性。而建筑的外形是一个很规整的方盒子,规则的外形能在地震中保持稳定(图6-18)。其门窗既少又小,以快速均匀地转移荷载,减少房屋在地震时受到的不良影响(图6-19)。雪杉木做的梁,在一般情况下,可以保证比较完整。在结构墙的最外面还会围有一层木圈梁,在地震中,框架结构的连接部分和墙壁容易受到剪力的影响,所以这样的设计具有一定的灵活性,从而抵抗张力和压力。为进一步保护建筑,整个建筑的连接部分都会使用榫、楔形构件和金属钉子来形成灵活和稳定的连接,门、室内墙壁和内置存储隔间都使用类似的木构造,作用是减小地震的破坏(图6-20)
图6-18 石木混合墙体的房屋
图6-19 石木混合墙体房屋的门(www.daowen.com)
图6-20 石木混合墙体房屋的门窗
卡特库尼这种石木混合墙体的一个重要抗震特点是干石砌筑技术,堆砌在木框架中的石头彼此间没有灰浆,在地震期间,可以灵活而迅速地分散地震中的力量。干砌体允许墙体随着地震波震动但不会与木制框架分裂,此时墙上表层的泥石膏或者木制天花板可能崩溃,但是主体结构将保持不变。由木梁与自重较重的石板构成的屋顶悬挂于整个结构上,像头罩压在墙上形成一个稳定的压力。在地震中作为结构负载的一部分,绕着结构主轴扭转,而不会塌陷到房屋内部。
喜马偕尔邦的乡土建筑在材料的使用和施工技术的集成上是人类抗震史上一个杰出的例子,内部相互连接的墙壁、地板和屋顶构建出一个独立的抗震单元。我们所能看到的一些古老的民居大多有两百多年的历史,它们抵挡住了多次地震,包括1905年的喜马偕尔邦大地震。这些乡土建筑在地震中受到的损害很小,它们由富有经验的当地居民建造,是当地材料的产物,不同于混凝土房屋在地震活动有时会发生整体倾覆或崩溃,乡土建筑能够承受相当大的地震释放的能量。因此古往今来,石木混合的墙体构造技术都被运用到当地建造的抗震设计中。
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