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地动之危
地震是由构成地球壳体的板块移动引起的自然灾害。在中国古代地震又称“地动”,这两个名称在史书中都出现过。中国有世界上最早有关地震的记录。史书《竹书纪年》记载:“帝发七年陟,泰山震。”说的就是先秦时期发生的一次地震。由于对这一自然现象还不能加以科学的认识,古代统治者曾错误地把地震当作是上天对人间政事的一种警示,这显然带有迷信色彩。
候风地动仪
然而勤劳智慧的中国古代科学家曾认真探讨过地震的起因,并积极寻找预报地震的方法。公元132年,东汉的张衡发明了世界上第一台预测地震的仪器——候风地动仪。地动仪“以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起,形似酒尊”。外面设置八条龙,对着八个方位,每条龙嘴里都含有一个小铜球。仪器周围对准龙嘴蹲着八只铜蛤蟆,昂首张口。一旦地动,中心的木柱便倾倒触动邻近方位的龙嘴张开,铜球自动落入蛤蟆嘴里,观测人员就知道哪个方向发生了地震。这台地动仪安置在当时的京城洛阳,曾测出千里之外的陇西发生了一次地震。
减少地震危害的方法
强烈的地震对建筑破坏严重,往往使得房倒屋塌,人畜被压死压伤。而要减少地震危害就要加强房屋的抗震性能,具体方法有:
【1】使用耐震的建材;
【2】加强建筑物地基;
【3】注重房屋建筑的整体性等。
中国古代的木结构建筑在抗震方面具有世界领先水平。天津蓟县独乐寺的观音阁先后经历了近30次地震都安然无事,原因在于它的梁柱间用斜撑、短柱,增加了框架的整体性和稳定性。
1976年,河北唐山遭遇了一次强烈地震,死亡人数达24万,建筑物破坏严重。独乐寺观音阁离唐山不远,附近建筑大多被震坏,而高达20多米的观音阁却不受影响。

另外山西应县的木塔和河北的赵州桥也都是几经地震考验而安然无恙。应县木塔主要依靠塔上的斗拱来减震,斗拱加大构件的承托面,使构件荷重分布均匀。赵州桥的拱券结构向两侧产生水平推力,加强了桥体的整体性。
最奇的是西安小雁塔,1487年地震,塔被从上到下震裂,裂口有一尺多宽,而在1521年的一次地震中,这个裂口又被震合了。
1996年,联合国教科文组织专家去中国云南丽江考察当地申报的“世界文化遗产”,巧的是就在这时丽江发生了大地震。等专家们来到丽江,他们惊奇地发现,当地不少新建的楼房倒塌,而老城区却破坏不严重,有些老房子墙被震倒,但构架依然挺立,出现了“墙倒屋不塌”的现象。结果丽江当之无愧地被列入了“世界文化遗产”。
地震造成的灾难
地震除对建筑造成直接破坏外,还会引发海啸,引起火灾。有时火灾造成的损失比地震本身还要严重,因为城里的消防设施往往已被震坏而无法使用。20世纪前期有两次大地震(旧金山地震和东京地震)的情况就是这样。
旧金山大地震
1906年4月18日清晨天还未亮,美国西海岸的旧金山发生了地震。只见地面如波浪般起伏不定,高楼大厦东摇西晃。由于地壳断层恰巧穿过城市中心地带,许多房屋顷刻被毁。旧金山城市建筑以木结构为主,地震使得烟囱倒塌,火炉倾翻,引起城里多处起火。蔓延的大火引爆了一个大油库,全城顿时陷入浓烟烈火之中。市政当局出动消防队救火,但因供水系统被震坏,消防车接不上水源,只得听任大火燃烧了三天三夜。这次大地震使旧金山2万多栋房屋被毁,6万多人死亡。
东京大地震
十多年后,日本首都东京遭到了更严重的一次地震破坏。1923年9月l日正午时分,位于东京以南的海底地壳突然断裂,引发了一场大地震。东京市民住的多是木屋,地震时正值居民在做午饭,大地震动,炉灶一个个被掀翻,转眼间大火燃起。由地震波扰动的气流又生成大风,风助火势,整个城市被烈火浓烟笼罩。自来水管断裂破坏了供水系统,消防队员眼看大火肆虐却无计可施。东京市民争先恐后地逃出家门,逃向公园、广场这些可以藏身的地方。在海湾有几千人跳入大海逃生,但附近有一座油库爆炸,溢出的石油流入海中,把逃命的人全部烧死。

这次地震还引发了海啸,卷走了港口8000多艘船。在东京大地震中,共死了近15万人,给日本经济造成严重破坏。
在这场大地震中,只有几栋楼房幸存,其中一栋就是美国著名建筑师赖特设计的帝国饭店。赖特了解到日本是个多地震国家,因而设计建筑首先要考虑到防震。他经过一番研究后认为,要想经得住震荡,必须使地基和上面的建筑具有弹性。而帝国饭店的地基上面是一层干土,下面是厚厚的湿泥。赖特就采用所谓“浮式基础”,将混凝土桩穿过干土层打进湿泥中,让这座饭店浮在湿泥上,如同船浮在海上。地震发生时建筑会震荡摇摆,但不会倒塌。另外赖特将饭店墙壁设计成双层,外墙用砖石叠砌,以榫卯结构支撑,内层用带凹槽的空心砖砌,并用钢筋水泥填实。目的也是一样,在地震来临时,这种墙会跟着摇晃,但不容易倒。赖特对他设计建筑的抗震性能很有信心。在东京大地震爆发时,有人误传帝国饭店倒了,他却乐观地告诉对方:“假如东京地面上还有一栋建筑立着,它就是帝国饭店。”

神户大地震
1995年,日本再次遭到地震破坏,这次受害的城市是神户。日本人对这次地震的危害感到吃惊,因为神户在第二次世界大战的大轰炸中被毁,是战后重建的城市。在重建时所有建筑都考虑到了抗震的要求,据说经得住强震。但事实并非如此,在强烈地震摇撼城市时,大多数建筑严重受损,城中高速公路的高架桥被折断扭曲。看来要想造出经得起地震折腾的建筑还真不容易。



