山西古建筑(应县木塔)
应县木塔之结构定性分析
应县木塔之结构定性分析结22班江中华 2002010385一、 背景知识山西应县木塔建于公元 1056 年、现高为 65.86 米、塔底直径以木柱外接圆计算为33.15 米，平面呈八角形，有明层五层及明层间设平座层(暗层)四层，实际上是九层高耸木结构建筑。
塔身全部用木材建造，各层均设内外两槽。
在各层内外槽均有 8 个弦面，以柱、柱间叠枋和斗拱形成弦向平面构架，在角柱处交汇。
在内外槽的径向，以内柱、外柱和梁栿及斗拱组成空间构架，内槽内供奉佛像，外檐柱内为游人空间。
它是我国保存完好的年代最早的木塔，也是世界上现存的唯一木结构楼阁式宝塔。
1961 年国务院将其公布为全国重点文物保护单位。
右图就是应县木塔的实体照片，可以看出有以下建筑特点：二层以上各层均以斗拱挑出平座并设置栏杆供人登临凭栏远眺，塔身逐层向内递收，上部高达十余米的相轮铁刹耸立，造型优美，轮廓线变化富于韵律感，塔身雄壮巍峨，挺拔向上，稳如泰山，正如古人赋诗赞曰：远观擎天柱，近似百尺莲。
二、塔的结构定性分析中国的塔不在少数，但是能够流传上千年而依旧巍然挺立的并不多，而像应县木塔这样有特色的更是寥寥无几，真可谓前无古人后无来者了。
要想知道为什么唯独此塔能够经历住千百年的风雨侵蚀、地震、雷电、兵事而不倒，这里面的确有不少偶然的因素在里面，但更多的是反映了事物必然性的原理，因此不可不从其内部结构去进行探究。
塔属于高耸建筑物，对于高耸建筑物常常需要以下问题得到解决方能流芳百世：z沉降；z结构抗震；z抗水平荷载的能力。
下面分别对塔的这些问题一一进行探究。
1．沉降对于高耸建筑物，沉降是个比较敏感的话题，因为它上部荷载大，截面小，对地基的承载力要求就高，为了防止出现沉降差，对地基土的均匀性要求也高。
著名的比萨斜塔之所以会在尚未建完时就明显的有大倾斜，就是地基土承载力不够，最关键的是承载力不均匀。
现代也有不少大型或高层建筑发生整体变形或大规模损坏，大多由于地基选择、处理不当或基础达不到设计施工需求,导致地基或基础失效,从而发生不均匀沉陷、变形而造成，应该让我们引以为戒。
山西有名的古建筑
山西有名的古建筑
山西是中国一个拥有丰富历史文化的省份，拥有许多著名的古建筑，其中一些代表性的有：
1.悬空寺：位于山西省大同市，是一座建在悬崖上的古老寺庙，以其独特的建筑风格和危险的悬崖位置而著称。
2.平遥古城：被联合国教科文组织列为世界文化遗产的平遥古城是中国保存最为完整的古代县城之一，拥有众多古建筑、古街巷和古城墙。
3.乔家大院：位于山西省晋中市，是中国传统民居建筑的代表之一，是清代商业巨贾乔致庸的家族宅院，规模宏大，建筑风格独特。
4.应县木塔：也称为应县寺塔，位于应县城内，是中国现存最古老的木质结构塔之一，有着悠久的历史。
5.云冈石窟：位于大同市郊区，是中国著名的石窟艺术之一，以其规模宏大、雕刻精湛而闻名于世。
6.壶口瀑布寺：位于壶口瀑布景区，是一座建在悬崖上的古寺庙，背靠大自然的绝壁，景色壮丽。
7.王家大院：位于山西省襄汾县，是一座具有明清建筑风格的大型古民居，是山西省典型的土财主大院之一。
8.灵岩寺：位于临汾市翼城县，是一座有着千年历史的古刹，保存有大量的文物和佛教艺术品。
应县木塔简介
应县木塔简介 门票： 欣欣价-应县木塔成人门票：48元起（省2元）；特惠政策:A.免票政策：儿童身高1.2米（不含）以下免费（仅免参不雅票），70周岁（含周岁）以上的白叟持有效证件免票。B.优惠政策：身高1.2米（含）—1.5米（不含）之间的儿童购景区优惠票；60周岁（含）--70周岁（不含）的白叟持有效证件购买优惠票；学生持学生证购景区优惠票（上述优惠政策，需到景区自行购买，以景区当天披露为准）。 开放时间： 08:00—19:00（中午12:00—14:30之间景区不售票；请您安排好取票时间） 交通概况： 自驾： ①太原：二广高速公路--G208--洗朔线--新建西街--迎宾北路--西街--终点 ②大同：G208--大石线--西街--终点 ③朔州：朔神路--S206--洗朔线--新建西街--迎宾北路--西街--终点 应县木塔简介： 应县木塔全名为佛宫寺释迦塔，位于山西省朔州市应县县城内西北角的佛宫寺院内，是佛宫寺的主体建筑。建于辽清宁二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完毕。它是我国现存最古老最高大的纯木结构楼阁式建筑，是我国古建筑中的瑰宝，世界木结构建筑的典范。 木塔位于寺南北中轴线上的山门与大殿之间，属于“前塔后殿”的布局。塔建造在四米高的台基上，塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形。第一层立面重檐，以上各层均为单檐，共五层六檐，各层间夹设暗层，实为九层。因底层为重檐并有回廊，故塔的外不雅为六层屋檐。 该塔身底层南北各开一门，二层以上周设平座栏杆，每层装有木质楼梯，游人逐级攀登，可达顶端。二至五层每层有四门，均设木隔扇，光线充足，出门凭栏远眺，恒岳如屏，桑干似带，尽收眼底，心旷神怡。塔内各层均塑佛像。一层为释迦牟尼，高11米，面目端庄，神态怡然，顶部有精美华丽的藻井，内槽墙壁上画有六幅如来佛像，门洞两侧壁上也绘有金刚、天王、弟子等，壁画色泽鲜艳，人物维妙维肖。二层坛座方形，上塑一佛二菩萨和二胁侍。三层坛座八角形，上塑四方佛。四层塑佛和阿傩、迦叶、文殊、普贤像。五层塑毗卢舍那如来佛和人大菩萨。各佛像雕塑精细，各具情态，有较高的艺术价值。
应县木塔
1.2大家好，我是环艺一班的韩斌，今天介绍的是与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称"世界三大奇塔"的释迦塔，释迦塔位于山西朔州应县城西北佛宫寺内，想必大家都知道了，这就是人们俗称的应县木塔。
3.下面我将这几个方面讲起,先讲他的由来。
4.释迦塔于辽清宁二年(1056年)建成，由辽兴宗的萧皇后倡建，田和尚奉敕募建，至金明昌四年，增修益完。
以作家庙，彰显家威，并有礼佛观光和登高料敌之用。
永乐二十一年，明成祖率军出师宣化，给予南侵的鞑靼、瓦剌部以有力回击。
回京途中，驻跸应州。
挥笔书写了"峻极神工"四字。
明正德十二年，鞑靼再次来犯，两军在应州血战六天，鞑靼败退，次年七月，为庆祝应州之捷，明武宗二次来应州，登塔宴赏功臣，书写了"天下奇观"四字赞美木塔。
到了1948年解放应县时，守城的国民党军队以木塔为制高点设立了机枪阵地，木塔被12发炮弹击中，应县木塔建成至今，已有近950年的岁月，由于长期受地震、风雨、战火等因素的影响，出现了严重的倾斜扭曲、压缩变形、部分构件糟朽劈裂等病变。
1961年释迦塔成为首批全国重点文物保护单位。
2012年11月，释迦塔被列入世界文化遗产预备名录。
5.木塔布局属于前塔后殿的布局，塔建造在四米高的台基上，塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形。
塔看似有五层但实际为九层，每两层间都设有一个装饰感很强的斗拱平座结构的暗层，全塔耗材红松木料3000立方米，2600多吨，纯木结构、无钉无铆mao。
释迦塔设计有近六十种形态各异、功能有别的斗拱，是中国古建筑中使用斗拱种类最多，造型设计最精妙的建筑，堪称一座斗拱博物馆。
塔结构设计非常科学合理，这种耗能减震的设计甚至超过现代建筑设计的科技水平。
塔顶作八角攒尖式，上立铁刹。
塔每层檐下装有风铃。
6.这是木塔的结构示意图，稀有的辽代古建筑，是我国现存最高最古老的木塔，建筑中没有用一根铁钉。
天下奇观应县木塔
天下奇观应县木塔作者：方草来源：《百姓生活》2019年第05期山西朔州市应县木塔，又称应县释迦塔，位于应县县城西北角的佛宫寺院内。
它建于辽代清宁二年（1056年），塔高67.31米，总重量约7400吨，是我国现存最早的木结构楼阁式高层建筑，也是当今世上独一无二的木结构千年木塔。
明朝时，有两位皇帝分别为应县木塔题了“峻极神工”“天下奇观”两个匾额。
1961年，应县木塔被国务院公布为全国重点文物保护单位。
改革开放以来，每年前来参观应县木塔的中外游客络绎不绝。
人们在为木塔的独特魅力所倾倒的同时，也感到好奇：相当于现代楼房20层高的木塔，没用一个铁钉子，是怎样建造的？这么壮观华美的木塔，为何会建在一个小县城？古人建塔时，上万立方米的木材从何而来？木塔为何能千年不毁？其实，游人们感到神奇的这些问题，也正是应县木塔的魅力所在。
应县木塔是怎样一座塔坐落在应县县城西北角的佛宫寺院，中轴线上依次为山门、木塔、大雄宝殿。
寺院前部建有钟鼓二楼，后有大雄宝殿、观音殿、地藏殿。
整个寺院除了木塔是辽代建筑，其它都是明清以后所建。
高67.31米的应县木塔，底层直径30.27米，整个建筑由塔基、塔身、塔刹三部分组成。
塔基分作上下两层，下层为方形，上层为八角形，塔平面也是八角形，高9层，5个明层，4个暗层，外观为5层6檐。
塔刹由基座、仰莲、相轮、圆光、仰月、宝盖、宝珠组成，制作精巧，与塔身十分协调。
应县木塔在设计和施工上匠心独具，整体构架全部用木材建造，在结构上采用双层环形、空间框架。
上层柱脚插在下层柱头的枋上，并向内递收，形成一层比一层小的优美轮廓。
60多米高的木塔，相当于现代楼房20层高，全部靠木构件互相卯榫咬合，没用一个铁钉子。
塔的暗层，内外槽柱之间梁栿联系，斜撑连接，成八角筒式双层框架，加强了构件的整体性。
全塔共使用54种不同形制的斗拱，种类之多，国内罕见。
塔的底层南北开门，四周设有回廓。
塔内各层装有木制楼梯，二层以上都设有平座栏杆，形成回廓。
应县木塔结构浅析
应县木塔结构浅析作者：张林琳乔璐来源：《商品与质量·学术观察》2014年第03期应县佛宫寺释迦塔位于山西省朔州市应县城内西北佛宫寺内，俗称应县木塔。
建于辽清宁二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完毕。
它是我国保存完好的年代最早的木塔，也是世界上现存的唯一木结构楼阁式宝塔。
1961年国务院将其公布为全国重点文物保护单位。
山西朔州应县木塔（全景）。
木塔位于寺南北中轴线上的山门与大殿之间，属于“前塔后殿”的布局。
塔建造在四米高的台基上，现高为65.86米，塔底直径以木柱外接圆计算为33.15米，呈平面八角形，塔身全部用木材建造，各层均设内外两槽。
有明层五层及明层间设平座层（暗层）四层，实际上是九层高耸木结构建筑。
因底层为重檐并有回廊，故塔的外观为六层屋檐。
各层均用内、外两圈木柱支撑，内外槽均有8个弦面，每层外有24根柱子，内有八根，以柱、柱间叠枋和斗拱形成弦向平面构架，在角柱处交汇，木柱之间使用了许多斜撑、梁、枋和短柱，组成不同方向的复梁式木架。
在内外槽的径向，以内柱、外柱和梁栿及斗拱组成空间构架，内槽内供奉佛像，外檐柱内为游人空间。
有人计算，整个木塔共用红松木料3000立方，约2600多吨重，整体比例适当，建筑宏伟，艺术精巧，外形稳重庄严。
右图就是应县木塔的实体照片，可以看出有以下建筑特点：二层以上各层均以斗拱挑出平座并设置栏杆供人登临凭栏远眺，塔身逐层向内递收，上部高达十余米的相轮铁刹耸立，造型优美，轮廓线变化富于韵律感，塔身雄壮巍峨，挺拔向上，稳如泰山，正如古人赋诗赞曰：远观擎天柱，近似百尺莲。
该塔身底层南北各开一门，二层以上周设平座栏杆，每层装有木质楼梯，游人逐级攀登，可达顶端。
二至五层每层有四门，均设木隔扇，光线充足，出门凭栏远眺，恒岳如屏，桑干似带，尽收眼底，心旷神怡。
塔内各层均塑佛像。
一层为释迦牟尼，高11米，面目端庄，神态怡然，顶部有精美华丽的藻井，内槽墙壁上画有六幅如来佛像，门洞两侧壁上也绘有金刚、天王、弟子等，壁画色泽鲜艳，人物栩栩如生。
应县木塔的稳定性评估
应县木塔的稳定性评估特1 ,于林波2陈 (1. 西安建筑科技大学 土木工程学院 , 陕西 西安710055 ; 2. 中国建筑西北设计研究院 , 陕西 西安 710018) 摘 要 : 以应县木塔为例 ,在现场调查研究的基础上 ,就二层明层整体建立有限元模型 ,细化柱脚构造 , 模拟分析在不同柱顶位移下的二层整体变形情况以及柱脚 、梁枋内力 ,探讨木塔结构可能的破坏模式 , 对木塔稳定性作出评估 。
研究结果表明 ,木塔二层明层的破坏始于西南面外檐中柱的局部失稳 。
该柱 因柱脚榫局部最大拉应力过大而发生损伤 ,在柱顶偏离柱脚接近 685 mm 时将完全破坏 。
该柱柱脚榫局 部应力目前已处于破坏区间 ,若木塔受到剧烈扰动 ,发生失稳的概率增大 。
关键词 : 木结构古建筑 ;应县木塔 ;稳定性 ;止偏加固 文章编号 : 1672 —1144 (2013) 05 —0102 —05中图分类号 : TU311. 2文献标识码 : AAppra i sal on Sta b ility of Yingxian Wooden T o w erCHE N T e 1 , Y U Lin 2bo 2(1. Xi ’an University o f Architecture and Technology , Xi ’an , S h aanxi 710055 , C hina ;2. C hina C onstruction N orthwest Design and Resear ch Institute , Xi ’an , S h aanxi 710018 , C hina )Abstract : T aking Y ingxian Wooden T ower for ex am ple and based on the investigati on and research in site , a finite ele 2 m ent m odel is established for the whole second visible fl oor of the tower in order to refine the structure of the colum n foot , sim ulate and analyz e the overall deform ati on of the second visible fl oor and the internal force of the colum n foot and beam s in the different displacem ent of colum ns , then discuss the possible failure m ode of the tower , and make the assessm ent for the stability of the tower . The results show that the dam age on the second visible fl oor of the tower starts with the instabil 2 ity of the southwest colum n. The colum n foot will get hurt when the m aximum tensile stress of the colum n foot ex ceeds its limit , and the column foot will be com pletely destroyed if the departure distance between the top and foot of the colum n reaches 685 mm. The stress of the colum n foot has been in dam age interval . The probability of instability will increase if the tower suffers from disturbance seri ously.K ey w or d s : ancient timb er buil ding ; Yingxian Wood en To w er ; sta bility ; strenthening f or p rev enting d e p arture平面上刚度分布不均 ,层间刚度比变化较大 ,薄弱层为二层明层 。
高层古建筑木结构_应县木塔现状结构评价
按法式原状: 平坐层柱头和上层柱脚的位置是一 致的。从表 3 看出西面两柱上下中心夹角扩大 1 24 ; 东边的上下中心夹角扩大 0 81 , 知西面和东面边长 有较大的扩大。按法式尺寸 , 平坐层铺作上、下边长 应该相等, 且各面边长也应相等。从表 4 中看出 , 在 四个正面 上, 二层柱脚 边长扩大, 其 中以西面为最 大 , 扩大达 318mm, 东面次之达 96mm 。在四个斜面 上 , 二 层 柱 脚 边 长 缩 小, 以 西 北 面 为 最 大, 达 120mm 。东北面次之 , 达 108mm 。 从以上二层平坐柱外闪及铺作层的变化看出二层 平坐的整体变化严重, 原来所起的约束木塔变形的功 能及受到强外力作用时对力传递和分配的调节功能均 大为削弱。如遇突发性的强外力作用时, 可能成为薄 弱环节 , 导致发生事故。对应这种情况, 原位修缮或 采取外加辅助系统 , 实难满足要求。故这一部位是木 塔修缮加固工程的重点和难点。 1 3 应县木塔整体变形状况评价 1 3 1 木塔整体水平偏移与竖向变位 木塔各层中心水平偏移及水平变位方向均不一致 ( 表 5) , 二层明层柱头相对于二层明层柱底的偏移量 为最大 ( 126 79mm) , 整体处于扭曲状态。 木塔竖向的变形主要有地基的不均匀沉降、各层 柱子本身歪斜造成的变形的竖向分量和各层梁、 、 枋构件横纹受压变形的积累组成。其中以横纹受压变 形 积累 所占比例较大 , 而 且对结构体系 残损影响 较
表 1 二层平坐内槽柱倾斜状态 Table 1 Tilted states of the inner ring columns in the second pingzuo floor
内槽 面位 南面 东面 北面 西面 柱位 西角柱 东角柱 南角柱 北角柱 东角柱 西角柱 北角柱 南角柱 20 20 100 20 48 80 0 实测柱头方位变化 ( mm) 东 南 西 0 15 60 0 北 30 10 62 0 60 倾斜 ( mm) 30 00 18 03 86 28 0 63 25 44 72 136 01 20
应县木塔的经济学秘密
应县木塔的经济学秘密作者：岑嵘来源：《润·文摘》2017年第06期1933年，梁思成首次赴山西大同调查古建筑。
当他亲眼目睹到应县木塔时，“老半天喘不出一口气来”，脑子里涌现出来的是“完美的”“好到令人叫绝”这样的字眼。
他给先行回到北京的林徽因的信中写道：“这塔真是独一无二的偉大作品。
不见此塔，不知木构的可能性到了什么程度。
我佩服极了，佩服建筑这塔的时代和那时代里不知名的大建筑师、不知名的匠人。
”应县木塔也称佛宫寺释迦塔，它位于山西省朔州市应县城西北佛宫寺内，建于辽清宁二年（宋至和三年公元1056年），是中国现存最高最古的一座木构塔式建筑。
木塔高67米，底层直径30米，呈平面八角形。
全塔纯木结构，无钉无铆，塔内还藏有众多珍贵的文物和珍宝。
在科技不发达的古代，这上万立方木材的砍伐和运输、数万部件的加工制作、60多米高的高空操作……巨大的工程量难以想象。
那么应县木塔为何要不惜财力建造得如此雄伟，这可是个经济学问题。
公元1004年秋（宋真宗景德元年），辽萧太后与辽圣宗亲率大军南下侵宋，在宰相寇准的力劝下，宋真宗至澶州督战。
宋军坚守要塞，并射杀了辽将萧挞凛，辽提出议和。
公元1005年宋辽订立和约，宋每年送给辽岁币银10万两、绢20万匹，史称“澶渊之盟”。
此后宋辽两国百余年间不再有大规模的战事。
我们来看看应县木塔的地理位置：应县古称应州，它始建于五代后唐，是雁门关外的一处重要都会。
后晋天福年间，应州割给辽国。
应县地处宋辽边境的最前沿，所以应县木塔有料敌的功能。
有趣的是，在澶渊之盟以后，各种超大规模的建筑纷纷出现在两国的边境线周围，除了应县木塔，还有山西大同华严寺、定州开元寺塔、涿州双塔、燕京大昊天寺等，这可不是巧合。
在两国边境建造如应县木塔这样超大建筑，其作用就是“孔雀开屏效应”，即通过雄伟的建筑来向竞争者（敌对者）炫耀实力，以起到震慑对手的作用。
当1005年军事上的竞争结束以后，宋辽两国便转入了文化和经济实力上的竞争。
应县木塔及其斗拱
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右图为宋式斗拱基本构造图。在该构 造图中，为反应真实的受力情况，更 接近真实的构造情况，拱的各部分直 接简化为同尺寸梁单元，实际构造中 纵横向拱之间采用槽口卡实的搭接方 式，受力时基本无相对滑动，故该部 位简化模型中做固接处理;斗与拱销 钉连接部位也采用固接处理。防止直 角引起应力集中，将拱转角部分做倒 角处理。最后，在为梁单元分配单元 属性的过程中，对部分截面进行了轴 偏心处理，以使建成的梁单元模型最 大程度地与实体模型相似。
惟第一层塔身之外，还另加一 周副阶(亦即塔之外廊)
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第一层平面处理：
1.这一层的两重厚墙占去很大面积， 外槽成了一条窄狹的走道。所以将 副阶南面一間，用磚墙隔断划人塔 身之内 ， 在外观立面上显著地突出 了正面入口的地位，又使塔内多出 一間“門厅”。扩大了内部空間， 改变了内部窄狹 局 促的环境，是极 为巧妙、成功的处理手法。 2.第一层内槽安置了一个高莉11米 的龐大塑像，占滿了内槽整个空間， 用夸张方法，取得更加高大的效果。
2
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避雷科学： 应县处于雷雨地带，尤其夏季， 多雷雨，多雷电，木结构建筑 的最大威胁就是火，而雷火是 其中主要威胁。释迦塔站立了 一千年，为什么不遭雷击？第 一，塔身全木质，高度干燥， 高度绝缘，第二，木塔基础坚 硬并且干燥，数米厚的打夯灰 土层几千年过去了，依旧干燥， 地下水不能入侵，绝缘性良好。 第三，高耸入云的塔刹，以及 塔刹引出的八条铁链，形成典 型的“法拉第笼”式避雷针系 统，典型的现代一贯用的避雷 针系统。所以，上世纪80年代 成立的“应县木塔避雷机制研 究”课题组得出结论，木塔目 前不用再额外安装避雷针。 倾斜要素： 民国大修，当地百姓误认为墙 体对于木塔的载荷负担过大， 所以统统拆掉，换上门窗，变 成了现在的样子，门窗对柱子 的稳定性不再有帮扶作用，明 层的钢性大大被削弱，连为一 体的柱网变得无依无靠，为以 后明层倾斜的隐患埋下了伏笔， 也是当今木塔倾斜的根源所在。