初探应县木塔屹立千年的力学机理

摘要

木塔平面呈八角形,高66．67m,台基高3．76m,项部塔刹高9．91m,塔身高53m,设有5个明层,4个暗层．由底到顶各个明层的建筑面积(不计外出的平台时)为440m2～320m2,这些层只是由32根直径500多毫米的柱竖立承载,别无任何其它的抗侧力结构件设置,同时这些柱又是顶底端与上下梁平搭浮置。本文通过大胆设想小心求证认定古代匠师是他们能日常“干甚悟甚”,从正常生活劳作中悟出了深细的力感性感认知、吸取古谚语“坚如盘石”的启示,通过琢磨摆弄、比对小试,最终成功地完成了无钉无箍木结构高层建筑的“压结高盘暗摆柱体系”设计。文章通过用当今力学理论,核算了塔体抗风能力及承受竖向静载能力,数据表明：塔结构总体原设计安全可靠。文章认为早在千年前就建成该木结构的高层建筑实属是一项伟大的科学成就贡献。