中國古建築的斗拱結構是否符合力學原理？

05-30

如題

斗拱這個名詞相信很多人都耳熟能詳，也是中國古建築最具特色的設計之一。

但是，如果我問您斗拱的原理是什麼？為什麼非要把木頭做成這個樣子？您能解釋給我聽嗎？您能說出個所以然來嗎？

如果您解釋不出來，只是在百度百科上讀過幾行似是而非的文字，那又怎麼能評判它是不是符合力學原理呢？是不是老祖宗智慧的結晶呢？

設想我們用木料蓋房子，最簡單的，四根立柱，四根橫樑，比如下圖這樣：

這樣直接把橫樑放在柱子上頭的做法行不行呢？感覺不太牢靠，就像是隨便搭的積木，隨時都能散架。

因為沒有任何機制能阻止橫樑在水平方向的移動，所以一點風吹草動，一點點晃動，可能橫樑就自己滑下來了。

那怎麼辦呢？

最簡單的，用膠水把它們粘在一起就解決了。

這的確是個好方法，事實上現在的很多傢具就是這麼做的。

可惜，老祖宗那時候的材料科學不發達，沒有現在的膠水，做不到可靠的把木頭粘接起來。

另一個可能的方法，用釘子把它們釘在一起。

一方面，跟膠水一樣，老祖宗那時候的冶金不發達，金屬釘子的力學性能、抗腐蝕性能都不能令人滿意。

另一方面，木材是天然的各向異性材料。也就是說，一根木料其實是一捆木質纖維集合在一起組成的，就像是一捆塑料吸管綁在一起。類似這樣：

正因為如此，如果像下圖那樣，拿一根釘子，穿過橫樑的端頭，豎直著敲進柱子，把橫樑和柱子釘在一起，這時候這根釘子是平行於柱子的纖維方向的。也就是說，釘子其實是釘在了這些互相平行的纖維之間的縫隙里，並沒有特別可靠的連接。這樣的釘子發揮不了太大的作用，遠遠比不上垂直於這些纖維方向釘進去的釘子。

用膠水吧那時候沒有，用釘子吧效果又不好，那怎麼辦呢？

方法就是下圖這樣，在柱子上開槽，讓橫樑「坐進」這個槽里。

因為有了這個凹槽，現在直接跟柱子接觸的那兩根橫樑已經嵌進了這個槽里，至少不會往兩邊滑動了，但是這兩根梁還是有可能沿著自己的軸線方向滑動，也就是沿著這個槽的方向來回滑動。

另外那兩根梁還是像積木一樣直接摞上去的，同樣的方法，我們也可以在一個方向的橫樑上開槽，讓另一個方向的橫樑落到這些槽里。

現在上面的這兩根橫樑已經嵌進了底下的這兩根橫樑的槽里，底下的兩根橫樑已經嵌進了柱子上的槽里。

這四根橫樑都已經不能往兩邊滑動了，因為已經各自嵌進了對應的槽里，兩邊無處可去。

但是這四根橫樑依然可以沿著軸線方向滑動。比如說，我依然可以把一根橫樑給「抽」出來。事實上，所謂的孔明鎖或者叫魯班鎖就是這個原理，因為槽的存在，不能向兩邊移動，但是可以沿長邊的軸線方向移動。（孔明鎖或者魯班鎖，其他國家叫 Burr puzzle，最早是 1785 年德國玩具商生產的，最早出現在中文裡是 1889 年唐再豐編寫的《中外戲法圖說》）

為了阻止橫樑在軸線方向可能的滑動，我們再進一步，在柱子的另一個方向也開槽，做成一個「十字形」的槽，把兩個方向的橫樑都嵌進去。就像這樣：

現在再看一下，底下的這兩根橫樑已經抽不出來了，因為上面的橫樑已經嵌進了柱子里，徹底把底下的橫樑卡死在裡面了。

上面的橫樑還是可以被抽出來，這時候我們可以修改一下開槽的尺寸，做出一些榫頭來，把上面的這兩根橫樑也卡住。比如像下圖這樣，上面的那個橫樑開四個淺的凹槽，底下另一個方向的橫樑開兩個貫通的槽，這樣就可以互相咬合在一起，然後一起嵌進柱子上那個十字形的槽里。這樣就保證了所有的梁都不會滑動。現在這四根梁已經都咬合在一起，沒有一根能夠被直接「抽」出來了。

現在我們的結構已經是下圖這樣的了。用專業術語說的話，就是橫樑在水平方向上 X 和 Y 兩個方向的自由度都被固定了。

那這是不是最終的解決方案呢？

還不是。又來了一個新問題，因為柱子被開了個十字形的槽，損失了很多材料，方形的柱子中間少了個十字花，其實只剩下了四個角上那一點點材料，也就是那四個小棍在卡住橫樑。萬一這四個小棍不夠結實，一下子給斷了呢？

為了解決這個問題，我們可以局部的增加柱子端頭的截面積，把柱子的端頭做大做粗。像下圖這樣，這樣即使去掉了中間的那個十字花，剩下的四個角依然有足夠的材料，依然足夠結實。

這就是完成體的結構。

分解開來的話，是這樣的：

我給不同的組件塗了不同的顏色。最下面紅色的這個帶十字花的開槽的就是所謂的「斗」，中間橙色的這個橫樑就是所謂的「拱」，最上面綠色的另一個方向的橫樑就是所謂的「昂」。

對比下圖這個真實的「斗拱」，是不是原理是一樣的？

同樣的原理，依此類推，在拱和昂上面各自再放一個斗，上面再放各自的拱和昂，一層一層的疊上去，也就是我們常見的古建築上的斗拱了。

即使是今天，很多傢具依然用類似的原理。

比如這種茶几。

一個腿和兩個方向的橫樑，同樣是「斗」「拱」和「昂」。這樣的做法在今天的傢具里依然很常見。

這種做法做個傢具綽綽有餘，因為傢具的重量十分有限。

做個小房子也還是可以的，但是大尺寸的建築物就會吃力了。

因為大尺寸的建築物的自重比傢具大得多，所以需要的承載能力也要大得多，這也就是為什麼古建築的斗拱體形都非常之大。

反過來，斗拱大說明我建築物的面積大、體積大、重量大，說明我蓋得起這樣的建築物，所以斗拱的尺寸也變成了等級的象徵，甚至有了裝飾性質佔主要目的的斗拱。

對於現代木結構來說，因為我們今天的材料科學、冶金工藝早就突飛猛進了，所以斗拱這種做法沒有什麼實際意義了。

一根立柱和兩個方向的兩根橫樑連在一起，買一個金屬連接件，問題解決。

木材經過防腐蝕和防火處理，金屬材質也是耐候材質的，無需擔心年久失修。注意看現代木結構節點，螺栓也是以穿過木材為主，垂直於木材纖維的方向。

實現同樣的目的，過去需要費盡氣力做一層一層的斗拱，現在只需要一個金屬件。因為金屬單位體積的力學性能比木材強太多，所以節點的尺寸可以大大減小。

好了，留個課後題，斗拱結構到底是否符合力學原理呢？

課後興趣閱讀：如果您對木材或者木結構感興趣的話，還可以看我這個業餘木匠的這個回答哦：

如何成為一個業餘木匠，需要有哪些準備？?

www.zhihu.com

來看看這算『官方』的解析嗎？

（視頻源自網路，侵刪）

八級木匠可以評為啥職稱？

『海外版』

前排更新答案。

我發現知乎上有不少小夥伴似乎對古建築斗拱的發展史不是很了解，這有點出乎俺的意料。

這個在我看來幾乎已經是原問題的問題，居然在知乎，尤其是古建築話題下它還的確算作是一個問題。怪哉、怪哉。。。

小弟不才，經過一上午的潦草渲圖，結合平日積累。淺談下古建築斗拱演變歷程，不一定準確，路過的大佬莫怪，莫怪。

因為要現做圖，所以這個答案我會不定期更新。

首先是先秦漢代時期的斗拱

這個時候還沒有發展出成熟的梁架、柱網體系，柱子一般都是埋在地下，各自為戰，彼此之間沒有聯繫。

不多久之後人們發現，這樣的結構對梁架是一個考驗。柱子直接承托的梁架還好，其他部分的梁架完全是以一己之力承受整個屋頂重量，壓力大的不要不要的。於是匠人們意識到需要給梁架「減壓」。

於是斗拱的雛形出現了。

匠人們很聰明的意識到一個基本物理知識:受力面積越大壓強越小，因此用一根橫木，上面放上三個散斗就緩解了上部梁枋的壓力。

嘗到甜頭的匠人們決定將「減壓」運動進行到底，於是他們不再滿足於對中間柱子上部的改變，緊接著把最外側柱子上部也一同改造了。

在「減壓運動」擴大化的福利之下，梁枋表示自己已經徹底緩解了壓力。

建築的外形開始變得越來越豐富了，可選擇的建築類型就變得多了起來。好比說解決了溫飽，就該考慮臭美的問題了。

於是根據建築類型的不同又出現不同的結構體系。

開間增大。

四坡頂跟懸山頂的區別

懸山頂

四坡頂。

看到這裡大家一定堅定的認為以上做法僅限於斗拱發展初期。後世尤其是到了斗拱成熟時候的唐朝就不再有這樣雛形的斗拱結構了。

能思考到這個程度，那麼恭喜你！錯了。

實際上，這種不出跳斗拱的生命力頑強程度令人咋舌，不僅好好的從漢代活到了南北朝，還從南北朝活到了唐宋。

漢代

南北朝

隋代

唐代

唐代壁畫（畫面後面那座建築）

甚至，牆內開花牆外香。在宋以後這種建築形式在中華大地絕跡，然而他生命力頑強到居然跑到日本保存到了現在。厲害厲害

接著說。

匠人們在漫長的建築實踐中漸漸意識到一個非常重要的問題:長期以來「柱子」同學向來都是「各自為戰」，彼此誰也不主動聯繫誰。作為建造者的匠人認為十分不妥。覺得有必要讓他們之間產生某些關聯。

這個萌芽一旦誕生，柱子腿就徹底得救了，終於不用為了穩穩的幸福而長時間深深埋入地下了，地下又濕又潮。實在不是人，奧，不對，不是木頭呆的地方。君不見柱子腿經常腐爛嗎？

事實上，柱子之間不聯繫這事徹底結束也沒多長時間，至少在元代還有這樣「驚世駭俗」的做法。

石柱子，還好，還好，珠子腿不怕爛。

木柱子，額，這就有點任性了。

以上建築都是元代，這幾處建築都是舞台。可以判斷匠人為了擴大視覺空間取消了柱與柱之間的額枋。不過這樣的做法。。。你猜我想說啥?

接著正題說，漢代匠人意識到柱子需要聯繫後在柱子之間加上了枋，加強了聯繫。

從此媽媽再也不用擔心柱子的腿腿。

隨著建築形式的發展，匠人們發現有限的屋頂已經無法滿足自己日益膨脹的審美需求了，建造的主要矛盾轉化為挑出有限的屋檐已經無法滿足大自然日益增加的雨水需求了

在這種情況下，聰明的匠人再次對建築進行改造，他們決定把屋檐用某種辦法挑出去。

首先他們在木柱上鑿洞，用一塊三角板穿過柱體。

中間的木柱穿一塊木板。

兩側的柱子穿兩塊木板

於是，斗拱出跳啦。

插入柱子的木板上放置一個斗，鬥上再置橫木，橫木再置散斗。一個出跳的斗拱雛形誕生。

然後在柱子之間加上「牆壁」，牆壁上安裝窗戶。

根據建築體量的大小和建築等級制度，可以酌情增加斗拱層數。

事實上這樣雛形出跳的斗拱建築在後代也一直存在著的。

宋元之際的磚塔，可見到類似的斗拱結構。

暫時更新到這，以後會不定期更新。

繼續更新

想必很多小夥伴也發現了，漢代雛形的出跳斗拱跟上圖宋元時期斗拱儘管差不多，但是，外形還是有區別的，且看:

實際也不難理解，畢竟相差一千多年的歷史，這中間必然有所改變。

從上圖對比我們發現，漢代的斗拱只有一半，宋元斗拱更像是一以櫨斗為中心的天平秤

這說明此時的工匠們已經意識到可以通過槓桿原理對屋頂壓力進行平衡。

懸挑的斗拱就相當於力臂，平衡著以斗拱中縫為中軸線的內外屋頂的壓力

而且工匠們聰明的通過調整中軸線內部的力臂，使原本的等力力槓桿（天平）變成一個省力槓桿。歐耶！從此終於穩穩的幸福，有木有

根據延長力臂落腳的不同又分為殿堂和廳堂。

一般來說落在內測金柱（內測第二排的柱子）上的被稱為「廳堂」；

落在金柱上端斗拱上的被稱為「殿堂」。

不是所有房子都叫「殿堂級」。

當然，這是後話啦，我這題外話扯得有點多了。還記得咱們之前的話題嗎?漢代斗拱還得繼續發展啊。。。

前面我講到漢代斗拱演變出了懸挑功能，可是跟他的直系後代上圖宋元斗拱一對比發現，好傢夥！無論是結構的優越性還是穩定度，還是受力合理性上，差別還是蠻大的。

真是人比人得死，貨比貨得扔！沒有對比就沒有傷害啊！

可是也沒辦法，命苦不能怪父母，點兒背不能怨社會，日子再苦也得繼續過啊。

想要生活有奔頭，那就要有方向、有目標。我們不妨拿一個唐代斗拱看看漢代斗拱跟他差距究竟有多大。

芮城縣廣仁王廟，國內三大唐代建築之一。

廣仁王廟斗拱

通過對比我們發現補間鋪作還像那麼回事兒，唯獨這轉角鋪做差別有些大。

唐代斗拱的轉角鋪做多了一根45°方向斜出的拱，漢代斗拱沒有。

這就是差距啊！咋辦呢?

漢代的工匠不可能像我們這樣把不同時期的斗拱拿來對比，找找差距。你又不可能穿越過去告訴他做一根斜出的拱，穿越是不可能穿越的，這輩子都不可能。

所以，只有等。

忽然有一天，也不知哪位工匠腦海靈光一閃，一拍大腿，提出一個新方案:

我幹嘛不把轉角上的兩塊挑出的木頭變成一塊斜出的呢？這樣既能省下一塊木板，而且柱子也不需要為了鑿容納兩塊木頭的洞而強度減弱了，畢竟鑿一個洞總比鑿兩個洞來的要好嘛。

如此一來，終於有了斜出拱了。

斜出拱的漢代模型。

兩種斗拱對比一下。

暫時更新到這，漢代斗拱基本講完了，接下來就要進入魏晉時期了。

繼續更新。

講魏晉之前我們先了解一個概念，否則接下來的話題沒辦法展開。

啥概念呢？那就是一個叫做井乾式的東東。

日本正倉院井乾式結構（校倉造）

說起井乾式的歷史那可是有年頭了，至少漢代之前井乾式就已經問世了。這種結構的房子不僅中國古代有，世界各地都存在。井乾式不僅歲數大，生命力又極其頑強。一直「活」到現在，而且越活越滋潤，北美、俄羅斯等很多現代木結構住宅都有用到井乾式。

井乾式的現代結構住宅。

在中國井乾式被稱為古代三大建築形式之一。

不過井乾式始終比較低調，不咋常露面。不過見他也不難，一般的大型古建築殿內抬頭往上瞅都能看到他的存在。

漢代井乾式已經發展很成熟了，只不過它一直跟斗拱處於兩個平行的軌道上，彼此誰也不認識。

隨著時間的推移，人們發現井乾式不僅費材，而且費材。雖說堅固耐用，但這樣幹下去可不行，得想個辦法解決這個問題。

柱網系統的不斷完善，使匠人們產生一個大膽的想法，可不可以把井乾式的一部分抬到柱子上，這樣既直接還省料，說不定還能有啥意外收穫，說干就干。於是，井乾式就被抬到了柱子上。

抬上去之後，省下大量的料。不過隨即匠人們發現一個小問題:

枋木交叉處不對位！

這個問題的解決方案其實也很簡單，在缺的地方另補一塊木頭不就解決了嘛，多簡單，多自然。日本正倉院就是這樣解決的。。。

而且在講究實用主義、個性的現代人看來這簡直太帥了，很有設計感嘛，但是，在對整齊、對稱的視覺感受有著強烈追求的古人來說這簡直不能忍。必須改，

到底咋改呢?很簡單。

古人把屬於同一層級的枋木用榫卯整合為一層，然後一層抬一層的鋪上去。鋪做層的概念漸漸明晰了。

漢闕

發展到這一步之後，匠人們覺得是不是可以對其做一些改變，比如把原來的整體上抬改為邊抬邊挑。這樣鋪做層就具備了挑出的功能鍵

然後在上方加上斗拱，斗拱上方承托屋檐

井乾式跟斗拱結合之後，中國古建築的斗拱發展就進入了成熟的前期。而後，這種一層鋪一層的做法漸漸地成了官方認可的寵兒，而早期的插拱式斗拱慢慢地成為民間「穿斗式」的常客，一直到今天還在繼續使用。

插個題外話:

權威的古建築圈流行一種關於斗拱「柔性隔震說」的說法。其觀點認為斗拱之所以一層鋪一層，主要原因是為了「柔性連接」。這種所謂的「柔性連接」能夠在地震來臨的時候把地震波隔絕掉，保護上部屋宇不被震毀。

這個說法流傳甚廣，還在學校讀書那會兒我就已經聽說過了，當時深信不疑，感嘆於古人智慧的精微。但隨著自己不斷積累，包括查資料，我發現這種說法值得商榷。

這種說法怎麼來的呢?其實是現代人在認識到橡膠鉛芯阻尼器的隔震原理後附會的。

學建築的小夥伴對這種設備應該不陌生，他就是高層建築為了隔震需要，安裝於建築基礎下的一種裝置。其主要作用是隔絕地震橫波對建築物的傷害。

由於其「層積」的構造跟斗拱一層層的構造在理念上很像，因此，很多人由此附會說古人之所以這樣做斗拱完全是出於隔震的考慮。

這種說法對不對呢？

首先說這種說法過於想當然了。

人類認識到「隔震」是近代的事情。而斗拱自從漢代出現一層鋪一層的斗拱之後差不多兩千年歷史。古人怎麼可能知道兩千年後的理念並用他指導實踐?

當人類認識到隔震後並不是一開始就發明出了橡膠阻尼器。最開始人們用的是鋼珠，在一個球形凹槽內滑動隔震，後來經過人們不斷的努力、失敗、嘗試之後才找到了新材料新方法。

可以說材料學的發展在社會進步中是一個關鍵性因素。沒有新材料的發明怎麼可能有新技術的革新，新產品的出現?

而斗拱這兩千年來始終並沒有任何新材料、新技術的引入，一代代工匠也並沒有有意識的把斗拱往「柔」里做，相反，合格的斗拱不希望自身柔，而是剛。

我這說法並非信口開河，我有很多證據證明；

加工合格的斗拱除了榫口嚴絲合縫外，在斗拱組合好後為了防止鬆動還要釘入很多木栓

這些木栓是貫穿整個斗拱的，由於工匠不希望被人看見木栓，所以木栓往往都做的很隱蔽:

這些木栓就相當於現代的螺栓（古人是沒有現代的鐵螺栓，要是有啊早就用了），其主要作用就是限制斗拱各部件的位移，加強斗拱的整體剛性。

對古建築不夠了解的人不會意識到斗拱中還有木栓的存在，所以想當然的認為斗拱各構件是可以隨意活動的。因此附會推測出斗拱「柔性隔震論」也就不奇怪了。

隨著後期梁架技術的成熟和髹漆技術的進步。斗拱最初的輔助梁架、撩檐防雨的功用已經失去了意義漸漸的衰微，斗拱也越做越小，越做越密。成了純粹的裝飾物，柔性更是無從談起了。

有小夥伴根據網上盛傳著的一個故宮亭子抗震測試視頻說:古建築工匠很早就意識到柱子腿絕對不能固定。直接放在地上可以把地震波大部分隔絕掉。

這個說法對也不對，對是因為確實有古建築直接把柱子放在柱礎上，不去固定它，但是這種情況也不盡然。

從上面的柱礎石可以看出古人對於柱子腿是否插入礎石的態度是不明確的。也可以說古人並未意識到隔震，而且大部分有洞的柱礎石往往都是那些雕刻很精細的，而精細雕刻的建築往往又是重要建築。這說明古人對於那些重要的建築傾向於鑿洞並把柱腿削一個榫頭插入洞口。

總而言之，現代的隔震理論只是近代才意識到的一個抗震理論。古人的智慧有很多值得我們後人驕傲的地方，何必要把現代才發展的理論技術強加給古人呢？實在沒必要。

暫停更新

原回答:

非工科生，我也強行回答下這個問題。

斗拱在我看來是古人在無法解決側推力情況下的一種無奈之舉。

這個答案略微反動啊，但是，這的確是事實。

作為現代人的我們常常會疑惑於一個現象:古人為啥要這樣蓋房子?既費材還不咋抗震。翻閱古代某地縣誌或是一些小說筆記，裡面偶爾會記載關於地震的情況，說某地地震過後，房屋傾圮無餘。。。

遠的不說，就說2008年汶川地震之後相關部門對損毀房屋作調查統計，結果發現損毀最嚴重的房屋就是傳統的純木質房屋。事實情況似乎跟我們印象中「房倒屋不塌」的木建築抗震性能不符啊。

事實上中國古人蓋房子的這幾千年里，始終無法解決一個在現在看來不是啥問題的問題，那就是側推力。

而聰明地中國古人又很早就意識到一個道理:解決問題不一定非得死腦筋一味的去硬碰硬，也可以繞過這個問題，不與其直接發生正面衝突，事緩則圓嘛。

於是古人通過疊壘架木的方法完美迴避了側推力。

而這個方法一旦使用就是數千年，一直到清代末期都沒有主動改變（放棄）。

所謂「疊壘架木」是相當於搭積木，有秩序的一層層垂直搭建。雖說繞過了側推力，但是卻帶來一個意想不到的壞處:

太費材啦！

以至於早在秦代的時候就已經出現了「蜀山兀阿房出」這樣建材資源緊張的尷尬。

清代甚至還出現震驚全國的因為名貴硬木資源緊張而拆毀前明皇陵建築的醜聞事件。

當然由於硬木資源越來越少，促使著古代建築師們的技術革新。早在宋代就已經出現了拼接木技術，《營造法式》記載了這種技術。例如寧波保國寺大殿的瓜稜柱就是拼的。到了清代出現了更為先進的「箍木」技術，只是因為表面施油彩看不到。感興趣可以看看日本東大寺金堂的柱子，那也是箍的。

可惜的是古人沒有意識到將「箍木技術」擴大化的可能性，以此改變榫卯技術「唯我獨尊」的局面。當然，此乃後話，此處暫且不表。

有人可能會問，疊壘架木是垂直方向上的一種類似搭積木的做法，那木與木之間依靠什麼鏈接呢？古人又沒有現代的螺栓、釘子，如何保證在地震來時對抗地震縱波衝擊，以及高層木建築如何對抗風荷載呢？

其實答案眾所周知:靠木材榫卯咬合的摩擦力唄。

這種方法對木材自身材料硬度的要求極高（這也是為啥古代皇家建築一定要用硬木的直接原因）。一旦材料自身失去強度，加上年深日久木材自然的腐化，強度衰減，其抗震可靠性將會大打折扣。

所以古代木質建築要具備自我保護功能。

為了防止日晒雨淋，木材需要髹漆隔絕水汽；

柱子要落在石墩（柱礎）之上，那些講究一點的建築還要在柱腳跟石墩之間墊一塊木板（櫍），進一步隔絕水汽；

為了更進一步跟雨水保持距離，要把屋檐盡量挑出，於是斗拱產生了。

在建築髹漆技術還沒有成熟的時候，木建築的防雨重任一直是斗拱承擔著的。所以早期的斗拱往往尺度碩大、雄壯。

隨著後期漆藝和梁架技術的成熟，斗拱的作用也只剩下裝飾性了。

實際上根據一樓小夥伴發的照片中其中一張各朝代斗拱剖面演變圖可知（大佬梁思成的手繪稿），斗拱類似於一個以櫨斗中縫為支點的省力或等力槓桿（通常柱頭鋪作是省力槓桿，補間鋪作是等力或者省力槓桿）。注意觀察，一般往往第二層斗拱（華拱）後尾會跟著一個又長又粗的梁（草栿或乳栿），這就相當於省力槓桿的力臂，懸挑著柱頭枋外側的絕大部分構件和瓦的重力。這個梁的後尾又根據殿堂或者廳堂的不同分別落在殿內第二根柱子（金柱）的斗拱上或落在金柱上。

每個斗拱也都是一個個單獨的疊壘組合，同樣迴避了側推力。依靠著斗拱與斗拱之間的各種橫木（羅漢枋、撩檐枋等）相連接，加強水平方向的向穩定性。

當然，客觀的說，斗拱雖然精巧，但是相關機構實驗（上學時看過一本實驗古建築抗震性能的書，書名已經忘卻了，裡面有詳細的實驗數據）以及歷次地震的統計，發現斗拱往往是損毀較為嚴重的部分。

古代工匠為了追求視覺上的整齊度，往往斗拱交錯於一處，使得單個拱的材損過大。受力很不合理。

例如古建築最末端柱頭上的斗拱（轉角鋪作）往往最漂亮，造型最美觀，承受屋宇重力最大。但是此處斗拱的材損率往往也最嚴重。

例如第一層拱（華拱），是三個方向上的拱交織於一處，這就意味著三根拱在相交處的平均材損率為2／3。這是一個相當相當令人痛心的事實，這也是傳統榫卯為了追求視覺美觀的一個「零和博弈」的無奈之舉。

實際上依據如今的做法，拱與拱之間相互錯開，搭接處開淺卯，避免不必要的材損，並且用螺栓固定，方法簡單有效。具體案例可以參考隈研吾的檮原木橋博物館。

更為直接的辦法就是利用三角斜撐，做成桁架結構，直接跟側推力對抗。這種方式最省材，然而這種做法直接、省材的同時它也失去了中國古建築的特色。

貼一張拱枋錯開的古建築設計，隋代風格的小亭。

（附隋風小亭設計說明:

筱頑咚：隋風小亭設計那些事兒?

zhuanlan.zhihu.com

）

以上基本就是我個人對斗拱的受力的認識，希望一個文科生的思考對題主有用。

以下這些話寫於答完一周之後。

看到評論，我怎麼有種忽然間回到貼吧那些中醫到底有沒有用的討論中去的錯覺?難道是我的打開方式出了差錯?確定這是知乎?

思來想去我覺得可能是我說了些在他們聽來略有刺耳的實話而已。其實我覺得自己說的已經很客觀、溫和了。因為我是看了很多數據，至少是最靠譜的實驗數據，看到他們的結論我才這樣說的。

為了避免不必要的誤會我決定在此統一回復下且以後不再回復任何人。

1、有人說你先看看故宮古建築抗震實驗視頻再來回答。言外之意，你了解的太少了，沒看過這個視頻沒資格回答！

首先說，一個網上、微博到處都在傳的視頻，就不要以此來質疑別人沒有看過了。同時用看視頻的方式來學古建築抗震知識，我還不至於那麼缺乏靠譜的文字資料。

其次，這個事不止一個人提起，我本來的意思是迴避解釋，因為實在不值得去多說什麼。但是此刻的我略微有些氣，我也就顧不得這些人的面子了。

那個視頻是國外人到故宮拍的視頻，原視頻在此:

【Ch4】紫禁城揭秘【雙語特效字幕】【紀錄片之家科技控】_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ乾杯~-bilibili?

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測試部分大概在第31分鐘以後，我簡要談談自己的感受。

視頻中的實驗團隊用等比例縮小的模型做地震實驗，這個在很多現代古建築抗震測試中都是這樣做的。由於咱也沒去過現場，所以對於視頻中地震烈度沒辦法質疑，我只說說視頻給我的主觀感受吧。

我的感覺只有四個字「岌岌可危」！

柱子額枋完全沒有結構強度，嚴重搖晃。我不清楚這是複製團隊的問題還是古建築的強度歷來如此（我傾向於複製團隊的問題，真正古建築的強度應該要比視頻略好一些）。這樣強度的建築如何能夠抵禦強震呢？

再者斗拱完全沒有體現出所謂的「層積阻尼裝置」的隔震效果啊，屋頂該咋動還是咋動。可見那些所謂的「斗拱隔震論」只存在於理論中。實際上也的確如此，古代工匠不傻，他們知道合格的斗拱是不允許動的。而現代一幫沒有任何實踐的偽專家們妙筆生花的理論里既要傳統斗拱有活動性（隔震需要），又要保證傳統斗拱有一定結構強度（為了結構穩固，榫卯要具備強大的摩擦力），你實在太為難古人了！

貼一個真正意義上隔震建築的視頻，看看日本微縮房屋的隔震實驗烈度有多大，假如故宮那個地震實驗強度真的是10級的話，這個烈度至少30級！(^_^)（這裡的30級只是我開玩笑的說法，沒看我已經做了個笑臉嗎？?用來玩笑那個地震測試團隊測試的不嚴謹。沒想到說評論里居然有人拿一句玩笑話當真，暈死！生活中你是一個該有多無趣的人啊?！看得出你很較真，估計苦於肚裡墨水太少不知該說啥好，只好氣急敗壞的較真於一句玩笑話了。哎，難為你了，大兄弟，）。

日本房子為什麼抗震能力好？秘密就在這3厘米中！_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ乾杯~-bilibili?

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從這個視頻可以看出凡是對建築抗震有絕對自信的團隊是不惜實驗次數的，人家會反覆的動，反覆的去驗證。反觀故宮所謂十級地震烈度實驗，設備動一下就不再繼續動試問這算合格的實驗嗎?實驗團隊在擔心什麼呢？

還有，這個視頻真正詮釋出了什麼才是隔震。再看看故宮那個實驗，斗拱並未體現出隔震，地震波的衝擊完全到達了屋頂，屋頂也隨著柱體搖擺。請問，斗拱號稱的隔震效果哪去了？那些所謂的古建築專家口中的「斗拱隔震論」為啥沒有在實驗中體現出來??可見事實勝於雄辯！

事實上，在日本這種地震實驗一直在做，每當出現一個新戶型都要用最基本的7級地震對其進行抗震實驗（現代建築規定的抗震下限為7級才算合格）。而且是等比例大小的建築，不是微縮版:

古法建築好！11區榫卯木作房屋與磚混、框架房屋抗震對比實驗_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ乾杯~-bilibili?

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需要說明的是，視頻中實驗的木結構建築都是現代建築，這裡面有失敗的建築，也有非常成功的建築。最成功的是視頻最後實驗的「井乾式」小木屋（典型的美國現代木屋，井乾式房子古今中外、世界各地都有使用）。從這個視頻可以看出，抗震性能最優的現代木質建築基本上是那種結構強度最好的建築。

關於所謂「故宮建築能抵禦十級地震實驗」的視頻，我就說這些。原本是要說說其他事情的，誰知僅這一條就寫了超出我預期的一堆話，實際上原本想更深入的去談的。比如，不依靠其他材料輔助的「斗拱隔震論」其實根本不靠譜，無異於痴人說夢等等，時間有限我就不深入談了。

如果對這部分知識感興趣大家可以搜搜關於天安門為啥重建的整個過程及原因（現存天安門是一個現代重建建築，1969年建成至今，由於影響太大所以幾乎很少有人知道這件事，在這我就不多說了）。

2、說一些心裡話吧。作為我本人來說我衷心希望那個已經斷代了的木質建築傳統能重新回到我們身邊，能夠讓普通大眾從心底認可傳統居住方式進而自下而上影響決策層。因為我始終覺得目前這種所謂城鎮化道路似乎可以有更優方案（本人是一個重度傳統建築患者，只不過我從不願意掩飾傳統建築的不足之處而已）。

作為現代人，我覺得我們不應該固步自封，盲目的認為我們先人在有限條件下創造的東西完美至極，無可反駁。事實上放眼世界，作為曾經歷史上木建築使用大國之一的我們已經落後太多太多了。事實上即便是在古代，我們的木質技術也並非唯一。世界各地的人民都在用木頭蓋房子，人家的技術也不比中國古代差，建築體量也不必中國古代小。中國木質建築技術僅僅是古代世界木質建築技術中很小的一份子而已。

筱頑咚：世界各地古代木構建築?

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然而，在木材加工技術越來越發達，新材料新技術的研究應用也越來越深入的當下。我們這邊還在堅持這古代技術無可挑剔的論調，似乎誰也沒資格對古代匠人在沒有現代力學基礎上提出的建築技術提出絲毫質疑。過分相信所謂的經驗之談而不願相信不抗震的客觀事實。實際上，古代不存在抗震經驗，地震又不會天天發生，哪有那麼多機會讓你不斷糾錯?一個地區的地震周期或許是此地數代工匠的壽命總和，經歷過一次地震的工匠等不到下次地震的到來，他的想法沒辦法得到實際驗證。當時也沒有現代設備可以讓他去實驗，何談經驗積累?無非是倒了再重建唄。如果古代真有抗震經驗積累的著作，我想恐怕早就作為世界建築史上抗震最早著作被大肆宣傳了，事實上並沒有這樣的書籍存在，我們只能從現存建築實例的做法中去附會古建築的抗震性。

多的話我真的不想提了，對於不願睜眼的人多說也是無益，附一張加拿大列治文冬奧速滑館木結構梁架一張。看看現代層積膠合木技術的發展已經到了何種地步:

飛翔的翅膀：列治文奧林匹克橢圓速滑館?

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