[农林牧渔]木架结构.doc
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1、木结构是中国古代建筑的主要结构类型和重要特征。自上古时期出现了“巢”与“穴”两种原始的居住形式时开始,即产生了木结构的原始雏型。文献中关于上古时期“构木为巢”的记述,无疑是对木结构萌芽状态的描述。就穴居来说,袋状竖穴的穴口,也必然要采用树木的枝干和草木支条编扎而成的支撑结构和覆盖结构。从而发展演变成建造在地面上的各类建筑,并形成了独特的中国木结构体系。经考古发掘证实,早在新石器时期的母系氏族社会中,黄河流域、长江流域的广大地区已发现有相当规模的氏族聚落的建筑群,从陕西省西安市半坡村遗址和近年发掘出的浙江省余姚县河姆渡遗址中,可以看出,当时木结构建筑已具有相当的规模和水平。河姆渡遗址发现的建筑木
2、构件,证实中国的祖先很早就已掌握了完善的榫卯连接技术,也说明木结构在此之前已经历了很长的使用和发展过程。中国古代木结构大体上可分为抬梁式、穿斗式、井干式三种类型。其中抬梁式结构应用较广,穿斗式次之,井干式结构多应用于产木材地区。抬梁式木结构主要是沿建筑进深方向前后立柱,柱端架梁;梁上立瓜柱(即短柱,因有做成瓜形的,所以称瓜柱),瓜柱上再架梁;再立瓜柱、架梁;层层叠垛而成。梁的长度,自下而上,逐层缩短。在最上一梁的中部,立脊瓜柱。两梁间高度按照一定规律,自上而下逐层递减(即宋朝的举折)或自下而上递增(即清朝的举架),从而形成了古建筑屋面具有的优美柔和的曲线。(图1 抬梁式木结构)用这种方法组成的
3、房架,每组称为一缝,在平行排列的两缝房架间每层梁的端头及脊瓜柱顶上架设檩木,联成为一个整体,再于檩与檩之间铺钉椽条望板,以承托瓦面。两缝房架即四柱之间所组成的空间,就是古建筑的基本单元间。由平行排列的三缝房架,组成两间;四缝组成三间。一座古建筑一般由3、5、7、9等单数开间组成。一缝房架叠梁层数,则取决于建筑的规模和进深的大小。 抬梁式房架因受木材长度、采运条件及受力性能的限制,进深不可能做得太大。为了满足更大空间的使用要求,在上述基本房架的基础上,用插金梁或勾连搭加大建筑物的进深。插金梁是在基本房架的前后柱以外,另立较短的柱子,上置插金梁,梁头放在外排柱头上,梁尾插入基本房架的柱身。插金梁也
4、可层层叠起,以加大进深。勾连搭是把二组、三组以至更多组房架沿进深方向连接成为一缝房架,连接处两组房架共用一根立柱,因而称勾连搭。 抬梁式木结构中的梁承受由上层传递的集中荷载而形成受弯构件,荷载自脊部向下逐层递增,梁的截面也随荷载的增加而逐层加大。在早期实物中,梁截面常采用2:13:2的高宽比。唐朝建中三年 (782年)建造的南禅寺,在上下梁端间加置斜撑杆,称托脚。它将上层梁端传来的部分垂直力化为水平分力,使下层梁产生一定的拉应力,减少了下层梁的弯曲应力,是一种比较科学、合理的结构;但这种结构到明、清时已很少使用。柱是承受垂直荷载的受压杆件;在早期实物中,多将一座建筑四周柱子的柱头略向中心倾斜,
5、称侧脚;并沿外墙自中心向四角将柱子加高,称为升起。这两种措施使建筑结构重心向内微倾,使各个榫卯节点更加紧密牢固,从而提高了结构的整体稳定性。明朝以后侧脚渐渐减少,升起也很少见到。抬梁式木结构的建筑平面除布置成长方形外,还可根据用途和建筑艺术要求布置成正方、六角、八角、圆形、十字形等多种平面形式。抬梁式建筑的屋顶重量是由檩传递给梁,由梁传递于立柱,通过立柱传递于基础。建筑物的墙体,仅起间隔或围护的作用,而不是承重结构,即所谓墙倒屋不塌。但墙体对于建筑物的整体刚度还是起着一定的作用。穿斗式木结构在中国南方各地的建筑中用得较多。它的基本组成构件是柱与穿枋(也称穿)。穿斗式木结构是沿建筑进深方向立柱,
6、柱头直接承檩(图2穿斗式木结构)。它与抬梁式木结构的主要区别在于:柱头直接承檩,无须通过梁传递荷载,故比抬梁式承载力高;落地柱较多,柱距较密;一缝房架中柱与柱之间由贯穿柱身的穿枋联成一个整体。穿斗式木结构的立柱,沿进深方向自前后向中心(脊部)逐渐增高,以构成与抬梁式木结构相似的曲线形屋面。在穿斗式木结构中,由于立柱所承受的荷载远比抬梁式结构的立柱小,因而柱径也相应缩小,这就发挥了小直径木料的作用,不仅用料经济而且体态也比较轻盈。但柱径的缩小加大了柱的长细比,所以沿柱身要设置层层穿枋,并借助平行于檩下的牵子和上面铺装的阁板,保证柱的轴向稳定。因穿枋主要是起联系的作用,所以本身尺寸都不大。穿斗式结
7、构也是在两缝房架之间,安设檩条组成间。它的不足之处是用料纤细,难于承受厚重屋面的荷载,因而在中国北方很少使用。更因落地柱较多,难于构成较大的完整空间。为此,在中国南方可以看到另一种做法,即在同一座建筑中,中间用抬梁式结构,两端用穿斗式结构,以满足较大室内空间的要求。井干式木结构用原木(或方木)叠垛而成的结构,大多将原木经简单加工,纵横叠垛,形成一个矩形空间。这种结构形式不仅在中国有,在森林资源丰富的国家也可见到。中国早在距今三千多年的商朝墓葬中就发现有井干式木椁(即套棺)的使用,云南一带发现的汉代器物纹饰中,也可见到这种结构形式。据记载,汉武帝时在宫苑中曾建有高大的井干楼:“襻井干而未半,目旋
8、转而意迷”的描述,说明井干式结构在中国有不少于三千年的使用历史,直到今天,在产木地区仍有使用。中国古代木结构除广泛用在宫殿、庙宇、民居等各种低层建筑外,还用来建造多层或高层的崇楼巨阁。早在春秋时已有重屋的建造,在出土文物中战国时期的铜器上可以看到不少雕刻有二层、三层的建筑图案。秦、汉朝以来多层楼阁有所增加,北朝时期楼阁式木塔的建造,盛极一时,其中最著名的是北魏熙平年间建造的洛阳永宁寺塔。据洛阳伽蓝记载:“寺中有九层浮图一所,架木为之,举高九十丈,有刹,复高十丈,合去地一千尺,去京师百里已遥见之。”而在水经注及魏书中,对这座塔的高度都记为四十余丈,实际当时的四十丈即已超过100米,足以证明6世纪
9、初,中国在高层木结构方面所取得的卓越成就。可惜此塔建成不久,即焚于火。现存高层木结构实物,当以山西省应县佛宫寺释迦塔(见彩图佛宫寺释迦塔(应县木塔),是中国古代木结构,位于山西应县,建于1056年及图3释迦塔结构)(习称应县木塔)为代表,塔身外观五层,内有四个暗层,共为九层,高67米余,平面呈八角形,建于辽朝清宁二年(1056年),结构采用内外两圈木柱网,每层用梁、坊、斗组成平面网架,层层重叠而成,坚固异常,自建成至今,已有900余年,并经历多次地震的考验,仍巍然屹立。在中国古代木结构中,斗的使用和构件间连接的榫卯构造是十分独特精巧的。斗是“斗”与“”的统称,多用于梁、柱、檩等构件汇集处,以及
10、檩枋之间,是中国古代建筑特有的木构件(图4斗 1额枋 2平板枋 3坐斗45桁 1额枋 2平板枋 3坐斗45桁 class=image6盖斗板),其功能主要为:通过斗扩大节点处构件的接触面,改善节点受力情况,缩短所承托构件的净跨。通过斗的层层出挑,以支承建筑物的深远出檐。斗创始的确切年代虽不可考,但在距今3000多年前的西周时期铸造的“令”上已有斗的形象,东汉至三国时期斗已发展得相当成熟,被广泛使用,并成为古代建筑向“模数制”、“标准化”发展的雏型。唐宋以来斗已成为建筑物的基本度量单位。斗在初期主要是为了满足功能的需要,如天津市蓟县独乐寺观音阁(见彩图独乐寺观音阁,是中国古代木结构,位于天津市蓟
11、县,建于984年)等建筑。后来又把功能与艺术巧妙地融为一体,成为中国古代木结构的特点之一。明朝以后斗逐渐向纤巧发展,因而在功能上有一定的减弱,而突出了装饰方面的效果。榫卯中国木结构的杆件,主要依靠榫卯连接(图5榫卯),诸如整榫、半榫、单榫、双榫、搭角榫、管脚榫、银锭榫等,不仅妥善地解决了各种杆件的连接,保证结构节点的牢固,并使这种连接具有一定的弹性,对消能起到良好的作用。因此,古代木结构的宫殿、庙宇因榫卯连接完善、结构布局合理,对地震、大风等自然灾害具有较好的抵抗力。参考书目刘敦桢主编:中国古代建筑史,中国建筑工业出版社,北京,1980。古代建筑的构件中国网 时间: 2008-03-24发表评
12、论 大木作构成了古代建筑的主体,一切的木工都是围绕着这个主体来进行的。木工常常都分大师傅和小工,对应于大木作则有大的结构及其小的构件之别,这些小的构件按功能可分为12类。其中拱、昂、爵头、斗4类属铺作构件,其余8类如下:一、柱。柱指的是直立承受上部重量的构件。一般分为直柱、棱柱,截面多为圆形。它们是一间房屋中最坚实的几个成员,在房屋最外圈的柱子为外檐柱,外檐柱以内的通称为屋内柱,转角处则称角柱等。柱并不是完全直立,一般是向中心稍微倾斜,所以叫侧脚。二、额枋。额枋包括阑额(大额枋)、由额(小额枋或由额垫板)、平板枋、屋内额、地伏、绰幕(后演化为雀替)等,是连接柱头或柱脚的水平构件,在有些民间称呼
13、中又叫作挑。三、梁。一屋之中,必有承受屋顶重量的水平构件,此即梁的功能,梁一般分作几道,上一梁较下一梁短,层层相叠,构成屋架。最下一梁置于柱头上或与铺作组合。梁按长短命名:长一椽的(一步架)称搭牵(单步梁),长两椽的称乳伏(双步梁),长四椽的称四椽伏(五架梁),乃至长八椽的称八椽伏(九架梁)。最上一梁称平梁(三架梁),梁上立蜀柱(脊瓜柱)承脊椽(脊桁)。显露的或在平暗(天花)以下的梁,称为明伏。明伏按外形分为直梁、月梁。直梁四面平直;月梁经过艺术加工,形弯如弓。在最下一梁之下安于两柱之间与梁平行的枋,称顺伏串。明清时又有紧贴梁下的枋,称随梁枋。四、蜀柱、驼峰托脚、叉手等。这都是些用在各架梁之间
14、的构件。早期建筑中,梁上安矮柱、驼峰或敦添,上安斗、襻间,承托上一梁首,又在梁首斜安托脚,斜托上架椽(檩)。蜀柱、叉手安于平梁之上。明清官式建筑梁上均用短柱,按所在位置称上金瓜柱、下金瓜柱、脊瓜柱等。柱下各用角背,当庑殿推山加长脊椽时,在椽头下另加一道平梁,称太平梁,梁上所立的柱子称为雷公柱。五、替木。主要用于唐代,后逐渐废弃,指的是与椽、枋平行,用于两构件对接的接口之下的一种部件,其作用是增加连接的强度,并使跨距缩短。六、椽和襻间。椽是承载椽子并连接横向梁架的纵向构件。截面圆形的称椽(檩或桁),矩形的称承椽枋。它的长度计算方法是:各间的间广(另加出榫),加上山面挑出的长度。如在房角处,则于椽
15、背上另加三角形木,使屋面纵向微呈曲线。襻间用于椽下,是联系各梁架的构件,以加强结构的整体性。七、阳马,或称角梁。一般用于庑殿屋顶、歇山屋顶转角45线上,安在各架椽正侧两面交点上。最下用大角梁(老角梁)、子角梁承受翼角椽尾。八、椽。又叫飞子。椽子截面圆形,首尾钉在上下两椽上。每一条水平长度即椽的间距,称为一椽或一架、一步架,如用飞檐,即在檐椽上钉截面矩形的飞子。吻兽吻兽 中国古代建筑屋脊上的兽形装饰。在正脊两端的称为正吻,根据其形象的不同又可称为鸱尾、鸱吻或吻兽;在垂脊和戗脊端部的称为垂兽和戗兽;在转角部岔脊上的众多小兽称为仙人走兽;仔角梁头上有1枚套兽;重檐屋顶的下檐正脊在转角有合角吻兽。 鸱
16、尾之名据汉代文献,传说南海有鱼虬,尾似鸱,可以激浪降雨,于是便在屋脊的两端作上翘鸱尾形,以魇火取吉。南北朝以来的陵墓、石窟中所见鸱尾,尾身竖立,尾尖内弯,外侧施鳍纹。据记载大约在晚唐以后,鸱尾下部塑成含脊的兽头,即改称为鸱吻。有的尾尖分成鱼尾形的两叉,如山西大同下华严寺辽代薄伽教藏殿的壁藏和天津蓟县辽代独乐寺山门的鸱尾都是这样。宋以后鸱吻的形象可见于敦煌壁画和卷轴画如瑞鹤图、滕王阁图、黄鹤楼图等,吻部都绘作兽头形。瑞鹤图中的兽头形似龙头,上翘的身体雕有鳞片,尾部为毛束。明清官式建筑中将吻都作成龙头形,上部内弯后又向外卷曲,身上塑龙鳞,身内塑龙爪,并塑有1条小龙,吻背上插着剑把,吻侧突出1个小兽
17、头,这样的正脊被称做吻兽。垂兽、戗兽和岔脊上的嫔伽、蹲兽都出现于宋代。清代蹲兽称为走兽,数量有所增加;嫔伽称为仙人。在最高等级的建筑中,仙人走兽的排列次序是:最前为仙人,然后是龙、凤、狮子、麒麟、天马、海马、鱼、獬、猴。等级较低时,走兽的数目也相应减少。明清民间建筑中的吻兽形象也很繁多。 吻兽的起源并非单纯为了装饰。正脊两端是木构架的关键部位,为了使榫卯结合的木构件接合紧密,需要在这里施加较大重量,以后就演化为正吻。为了防止各斜脊瓦件的下滑,使用了钉子把它们钉到大木结构上,又为避免钉孔漏雨,便加盖钉帽,古代匠师巧妙地把钉帽加以美化,就形成了各斜向屋脊的吻兽。吻兽类的装饰大大丰富了中国古代建筑的
18、屋顶轮廓。 历代屋脊吻兽线描图走投无路与脊兽故事中国古建筑的檐角屋脊上常常排列着一些数目不等的小动物作为装饰,这些美丽的装饰品是中国建筑装饰的一大特点。这些小动物一般叫做屋脊走兽、檐角走兽、仙人走兽、垂脊吻等,也称为小跑或“走投无路”。它们已经“走”到了檐角的最前端,再向前一步就会掉下去,真的是走投无路的。中国古建筑大多为土木结构,屋脊是由木材上覆盖瓦片构成的。檐角最前端的瓦片因处于最前沿的位置,要承受上端整条垂脊的瓦片向下的一个“推力”;同时,如毫无保护措施也易被大风吹落。因此,人们用瓦钉来固定住檐角最前端的瓦片,在对钉帽的美化过程中逐渐形成了各种动物形象,在实用功能之外进一步被赋予了装饰和
19、标示等级的作用。唐宋时,还只有一枚兽头,以后逐渐增加了数目不等的蹲兽,到了清代形成了今天常见的“仙人骑凤”领头的小动物队列形态。“骑凤仙人”,民间也叫做“仙人骑鸡”。这个“仙人”究竟是谁?为什么在檐角的最前端?为什么骑着凤凰?民间对此有着各种各样的传说。一种传说他是姜子牙的小舅子,想利用姜子牙的关系往上爬。姜子牙看出小舅子的居心,但深知他才能有限,因此对他说:“你的官已升到顶了,如果再往上爬就会摔下来。”古代的建筑师们根据这个传说,把他放在了檐角的最前端,如果再往上爬一步就会掉下去摔得粉身碎骨。另一种传说他是齐湣王,在位期间不务正业,昏庸无道,所以遭到群众的憎恨,珍禽异兽穷追猛打,把他追到走投
20、无路的地步,再往前迈一步,就会掉下来摔得粉身碎骨。至于为什么用仙人骑着凤凰,传说齐国的国君在一次作战中失败,被敌人追到一条大河边,眼看就要走投无路了。突然,一只大鸟飞到眼前,国君急忙骑上大鸟,化险为夷。因此人们把他放在建筑脊端,寓意着逢凶化吉。在小仙人之后,坐姿排列着一队小动物,根据建筑规模和等级不同而数目有所不同,多为一、三、五、七、九等单数。北京故宫的太和殿用到了十个,除了象征着皇权的至高无上外,大概也意味着只有皇帝才配享受到“十全十美”的待遇。在不同的建筑物上小动物的数目不等,用九个来举例,它们依次是:鸱吻(龙的九子之一)、凤、狮子、天马、海马、狻猊、狎鱼、獬豸、斗牛。北京故宫太和殿在最
21、后增加了一个行什。数目越多,表示级别越高。拿故宫来说,太和殿用了十个,天下无二;皇帝居住和处理日常政务的乾清宫,地位仅次于太和殿,用九个;坤宁宫原是皇后的寝宫,用七个;妃嫔居住的东西六宫,用五个;某些配殿,用三个甚至一个。这些小兽代表的意义分别为:1.鸱吻,喜欢四处眺望,因此在檐角的前面。2.凤,象征尊贵、有圣德之人。据史记日者列传:“凤凰不与燕雀为群。”凤是吉瑞的象征,亦是皇后的代称。3.狮子,代表勇猛、威严。传灯录记载:“狮子吼云:天上天下,唯我独尊。狮子作吼,群兽慑伏。”4.天马、海马,象征着威德通天入海,畅达四方。5.狻猊,古书记载是与狮子同类的猛兽,也有说为龙的九子之一。传说能食虎豹
22、,有率从百兽之意。6.狎鱼,是海中异兽,传说和狻猊都是兴云作雨、灭火防灾的神。7.獬豸,古代传说中的猛兽,与狮子类同。异物志中说“东北荒中有兽,名獬豸”。传说能辨别是非曲直,独角,又有神羊之称,是勇猛、公正的象征。8.斗牛,传说中是一种虬龙,据宸垣识略载:“西内海子中有斗牛遇阴雨作云雾,常蜿蜒道路旁及金鳌玉栋坊之上。”传说是一种兴云作雨、镇火防灾的吉祥物。9.行什,一种带翅膀猴面孔的人像。古代的宫殿多为木质结构,易燃,因此檐角上使用了传说能避火的小动物。这些美观实用的小兽端坐檐角,为古建筑增添了美感,使古建筑更加雄伟壮观,富丽堂皇,充满艺术魅力。梁思成评价道:“使本来极无趣笨拙的实际部分,成为
23、整个建筑物美丽的冠冕”。斗拱(2006-06-20 20:05:58)大雄殿还有一个见证就是斗拱的使用,它粗大的斗拱验证了宋代以前的中国斗拱样式。大雄殿建于著名的宋代建筑学专著营造法式之前,而辽建立于唐末,边疆地区的发展稍微后于中原,故辽兴建大雄殿仍沿用唐代风格。解释一下斗拱,斗拱是中国古代建筑独特的构件。方形木块叫斗,弓形短木叫拱,斜置长木叫昂,总称斗拱。斗拱的种类非常多,形制复杂。斗拱在中国古建筑中起着十分重要的作用,主要有三个方面:一、它位于柱与梁之间,由屋顶和上层构架传下来的荷载,要通过斗拱传给柱子,再由柱传到基础,因此,它起着承上启下,传递荷载的作用。德国曾经做过试验,中国斗拱的有效
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