对局居住类建筑来说,最重要的功能是保证居住人的安全。在地震高发地区,抗震性便是民居建筑的最重要功能。对于四合院建筑来说,抗震性非常强,基本上很难出现建筑彻底垮塌的现象。那么,古代四合院设计如何确保建筑的抗震性能呢?
关于抗震有两种做法,一是“以刚克刚”,二是“以柔克刚”。西方采用了第一种方式,而东方则采用了第二种方式。西方人以刚性的砖石结构抵抗自然灾害,东方是以柔性的土木结构防御了地震的破坏,东方略胜一筹。
作为建筑材料,木材与泥土具有富于韧性、加工灵活、组合方便的优点。在防震方面,主要依靠木结构学者程建军认为,木材是一种质轻、力学性能好的建筑材料,它具有一定的柔性,在外力的作用下比较容易变形,但在一定程度内又有恢复变形的能力。
木构架中的所有节点又普遍使用榫卯结合,也具有一定的变形能力,再加上传统木构架都是采用均衡对称的柱网平面和梁架布置,使其形成一个具有一定柔性的整体框架结构体系,当地震袭来时,建筑便通过自身的变形消化地震力对结构的破坏能量,从而在一定限度内保障了建筑的安全性。
老北京四合院有句话是“墙倒屋不塌”,充分说明了木结构的优越性。四合院房屋木结构的柔性的连接,使得它具有相当的弹性和一定程度的自我恢复能力。在大地震中,许多文物建筑的墙体均不同程度地受损,但主体结构仍未倒塌,就是这种柔性框架结构抗震能力的表现。