文峰塔建筑艺术及结构受力分析
1 文峰塔简介 毕业论文网 许昌文峰塔又称文明寺塔,意欲振兴许昌文风。
文峰塔位于许昌市文化博物馆内,东经113°49′52.4″,北纬34°01′076″。
”文峰耸秀”为许昌十景之一。
1963年文峰塔被公布为省级文物保护单位,1991年8月,国家投资25万元由河南省古代建筑保护研究所对该塔进行测绘、维修。
2006年05月25日被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单。
首层开有门洞,门上横额,上书“文笔耸秀”。
门前立两块石碑,?P?镣愿海?砖墙瓦顶围护,记录历代重修宝塔之事。
每层塔角皆悬风铃,清脆悦耳。
每层腰檐皆砖砌斗?恚?菱角牙。
砖砌台基上是石制须弥座,中间束腰。
从大门进入文峰塔,有踏步可攀登。
踏步位于双层夹心墙之间,坚实牢固。
许昌文峰塔平面呈八角形,为十三层楼阁式砖塔,通高51.3米,由基台、基座、塔身、塔刹等部分组成。
基台为八角形,用条砖平卧顺砌而成。
基座为石质八角形束腰须弥座,表面浮雕出连续性的仰覆瓣莲和卷草花纹,玲珑秀丽。
基座之南砌筑有半圆形如意踏跺。
除第一层外,其他各层之面阔自下而上逐层稍有收敛,诸层高度均匀递减。
塔身由外壁、回廊、塔心柱或塔心室等部分组成,内外壁皆用青灰条砖垒砌而成。
塔檐用仿木结构砖质斗拱挑出,斗拱为七踩出三翘,巧妙地分配相领各攒斗拱所施之正心瓜拱、厢拱及外拽瓜拱,形成规整有序的的布局。
角科自坐斗斜出七踩三翘斗拱一缝。
各翼角伸出石雕龙头角梁,并用条砖砌出生头木,使翼角翘起,各角悬挂风铎。
塔身四面均辟有半圆拱券门窗,塔身第一层南面辟半圆拱券门,门上嵌一长方形石塔铭,正中阴刻"文笔耸秀"四字,左上方竖刻有阴文"万历四十二年"字样,第一层塔心室的藻井采用叠涩砖层,菱角牙子砖和砖制小拱头相间砌筑。
3 结构及受力分析 许昌文峰塔共十三层,由四部分组成:地宫、塔基、塔身、塔刹。
塔身采用了由下而上逐层递减的收分技术,呈自然缓和的锥形体,不仅从建筑艺术上感到秀丽舒畅,更从结构上增强了稳定性。
砌体结构抗剪强度低,抗震性能较差。
且随着高度增加,所受压应力减小,其抗剪强度亦随之减小。
许昌文峰塔每层设有门窗孔洞,由于门窗孔洞削弱了塔身的截面积,故这些地方构成了强度的薄弱环节。
文峰塔塔身截面尺寸由下而上逐层递减,塔身呈自然缓和的锥形体,增强了结构稳定性。
在地震时,可以减少扭转效应。
而且层间抗力与地震力相协调,避免了中下部形成薄弱层的不利情况。
许昌文峰塔采用壁内折上式结构的方法,在塔的外部之内设塔梯,按塔的平面形状折上,楼层用砖层,砌塔外壁的同时砌楼层。
因此,楼层、外壁、塔梯这些部分构造结合在一起,层层如此,这样就使塔的内部增加了整体性,上下左右联接在一起,具有较好的刚度。
4 地基加固的研究 许昌文峰塔自建成以来已经300多年,于清康熙、嘉庆,同治年间多次维修。
而据许昌勘察设计院观测,1990年到2004年短短14年,塔顶相对塔基轴线,向东北方向偏斜了近14厘米,塔身倾斜1.18度,超过了过去300多年的倾斜度。
而比萨斜塔,每年的倾斜度只有1毫米,文峰塔年倾斜度是它的10倍,堪称“超级比萨斜塔”。
目前,纠偏纠斜的第一步工作已经启动。
由于年代久远和防护措施滞后,文峰塔塔基和三通文峰碑风蚀损毁严重,碑文斑驳无法辨认,塔基砖石也已酥散开裂。
但是对雄立了300多年的文峰塔来说,这些都称不上“大碍”,最致命的是,它正整体向东北方向倾斜,而且最近10年的倾斜度,超过了过去300多年的倾斜度。
自古有“十塔九斜”之说。
因为南阳北阴,随着时间的推移,塔南塔西,由于朝阳,地基里的水分较少,相对干旱,而塔北面向为阴,近400年的雨雪侵蚀,使北面地基里的水分较多,潮湿。
因此,在1万多吨的自重压力下,塔向东北方向倾斜,这是自然因素。
二是人为因素,也是最主要的因素。
文峰塔保护区原有一个地下防空洞,2000年前后,防空洞在改建现在的文峰图书音像城(总面积约4000平方米)时,大量抽排地下水,造成文峰塔地下及其周边区域形成地下漏斗,导致沉降现象出现。
再一个,文峰塔东侧70米处,有条货运窄轨铁路,列车通过时对地质造成巨大震动,也对文峰塔构成严重威胁。
对此,专家拟订了两套纠斜方案。
一是在文峰塔的南、北两侧地基分别钻孔,注入钢筋水泥,人为压下南侧地基和夯实北侧地基;二是在塔的周围地基中打入一定厚度的混凝土,起到牢固地基的作用,避免塔基因再次下沉而产生倾斜。
如果能够成功正身,文峰塔就会像比萨斜塔一样,在不遇到强震的情况下,再耸立千年没问题。
比萨斜塔就是采取纠偏措施后,倾斜幅度明显下降,其所实施的纠偏原理与上述第一套方案相同。
5 结束语 古塔因此优美的建筑造型,以及合理的结构形式,已经逐渐成为新的建筑类型。
今天,祖国神州大地上保存着形形色色的古塔建筑,它们历经时代沧桑,饱受风雨袭击及各种损害依然高耸峻秀,神秘瑰丽,点缀着祖国的大好河山,是我国传统建筑文化的重要组成部分。
随着我国经济的不断发展及对文化保护的不断重视,必须加强和完善对古塔建筑保护的理论研究。
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