古代建筑的結(jié)構(gòu)形式
從遠(yuǎn)古到漢代的木結(jié)構(gòu)的形式迄今未能完全了解，仍在探索中。從半坡遺址到商代盤(pán)龍城遺址、西周周原建筑遺址、漢代禮制建筑、石闕等，雖已有復(fù)原研究，但還都未能得出系統(tǒng)的結(jié)論，只能看出一些脈絡(luò)：①殷商的墓室均用井干式結(jié)構(gòu)，后代雖不普遍使用，但在木結(jié)構(gòu)發(fā)展史中卻有重要作用。②自商代至戰(zhàn)國(guó)宮殿遺址中已發(fā)掘的平面柱網(wǎng)布置，均縱向成行列而橫向常不成行列。據(jù)此可推斷屋架構(gòu)造，系以縱架為主，直至漢代仍有應(yīng)用，故縱架應(yīng)是早期普遍使用的構(gòu)造形式。后來(lái)，遼金時(shí)期偶然也有使用縱架承托橫架的構(gòu)造，那是經(jīng)過(guò)改進(jìn)提高的縱架。③自西周開(kāi)始已用櫨斗作為結(jié)合柱、梁的構(gòu)件，以后逐步發(fā)展成櫨斗上用拱、昂等組合成鋪?zhàn)鳎ㄒ?jiàn)斗拱）的復(fù)雜構(gòu)造形式。
現(xiàn)在知道最早的關(guān)于具體的結(jié)構(gòu)形式的記錄，是宋代《營(yíng)造法式》中的殿堂結(jié)構(gòu)、廳堂結(jié)構(gòu)、簇角梁結(jié)構(gòu)三種。根據(jù)現(xiàn)存實(shí)例，可以推斷這三種結(jié)構(gòu)至少在唐初即已普遍應(yīng)用。它們的特點(diǎn)如下所述。
殿堂結(jié)構(gòu)：全部結(jié)構(gòu)按水平方向分為柱額、鋪?zhàn)?、屋頂三個(gè)整體構(gòu)造層,自下至上逐層安裝,疊壘而成。如造樓房，只須增加柱額和鋪?zhàn)鲗樱ㄆ阶┘纯?。?yīng)用這種結(jié)構(gòu)的房屋，平面均為長(zhǎng)方形。有四種地盤(pán)分槽形式，即金箱斗底槽、雙槽、單槽和分心斗底槽。
廳堂結(jié)構(gòu)：用橫向的垂直屋架。每個(gè)屋架由若干長(zhǎng)短不等的柱梁組合而成，只在外檐柱上使用鋪?zhàn)?。每?jī)蓚€(gè)屋架間用椽、襻間等連接成間。每座房屋的間數(shù)不受限制，屋架只要椽數(shù)、相應(yīng)步架的椽平長(zhǎng)相等，各屋架所用梁柱數(shù)量、組合方式可以不同，因此不必規(guī)定平面形式。廳堂結(jié)構(gòu)施工較殿堂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，但不宜建造多層房屋。用廳堂結(jié)構(gòu)建造小規(guī)模房屋，不用鋪?zhàn)?，稱為"柱梁作"，應(yīng)用普遍。現(xiàn)存實(shí)例中，還有一種綜合殿堂和廳堂結(jié)構(gòu)的形式，如奉國(guó)寺大殿，用縱、橫、豎三個(gè)方向的柱、梁、鋪?zhàn)鞯葮?gòu)件，互相交錯(cuò)，組成一個(gè)整體，施工繁難，遼金以后未見(jiàn)再用。
簇角梁結(jié)構(gòu)：用于正圓或正多邊形平面的建筑，每個(gè)柱頭上的角梁與中心的棖桿（雷公柱）相交，組成圓或方錐形屋頂。
宋式簇角梁構(gòu)架示意
在明清官式建筑中,殿堂結(jié)構(gòu)僅存表面形式,實(shí)際均為廳堂結(jié)構(gòu)，稱"大木大式"。普遍應(yīng)用的"柱梁作"，稱為"大木小式"。而簇角梁，則稱為"攢尖"，多用于小型亭榭。
此外，在長(zhǎng)江流域和東南、西南地區(qū)，習(xí)慣用穿斗式構(gòu)架。它與廳堂結(jié)構(gòu)同屬橫向垂直的屋架，但廳堂結(jié)構(gòu)由逐層抬高而減短的梁承受檁和屋頂?shù)闹亓?，故稱抬梁式構(gòu)架。穿斗架用柱直接承檁，不用梁，柱間穿枋僅是連系構(gòu)件。
構(gòu)件種類(lèi) 大木作結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按功能可分為12類(lèi)。其中拱、昂、爵頭、斗4類(lèi)屬鋪?zhàn)鳂?gòu)件。
宋代抬梁式構(gòu)架
根據(jù)《營(yíng)造法式》作如下介紹：
①形制。殿堂型構(gòu)架內(nèi)、外柱同高，柱頭以上為一水平鋪?zhàn)鲗?，再上即為貫通整個(gè)房屋進(jìn)深方向，隨屋面坡度疊架的梁。廳堂型構(gòu)架內(nèi)柱升高，沒(méi)有貫穿整幢房屋進(jìn)深方向的大梁，在柱間使用較短的梁疊架起來(lái)。
②柱。大多加工成梭形，外檐四周的柱子帶有生起和側(cè)腳。
③梁。露明的梁稱為明伏，被天花遮住的梁稱為草伏，明伏有的加工成月梁形式。按每根梁長(zhǎng)度和位置的不同稱謂,如檐伏、乳伏、平梁、搭牽等。梁的長(zhǎng)度以椽架來(lái)衡量，一椽架即指一條架在兩伏之上的椽子的水平長(zhǎng)度，一般梁的長(zhǎng)度為幾個(gè)椽架的長(zhǎng)度即稱幾椽檐伏，但兩椽架長(zhǎng)的梁在構(gòu)架最上一層的稱為平梁，在內(nèi)外柱之間的稱為乳伏,處于乳伏之上一椽架長(zhǎng)的梁稱為搭牽。
④鋪?zhàn)鳌?/span>在梁柱交點(diǎn)的斗拱形成鋪?zhàn)鲗樱饶芗訌?qiáng)構(gòu)架的整體性，又能巧妙地吸收、傳遞來(lái)自不同方向的荷載，是抬梁式構(gòu)架中起結(jié)構(gòu)作用的重要部分。
清代抬梁式構(gòu)架
根據(jù)清工部《工程做法》作如下介紹：
清七檁硬山大木小式構(gòu)架
①形制。清官式建筑構(gòu)架有大式、小式之分。大式建筑等級(jí)較高，多用斗拱。有的檐柱、內(nèi)柱同高，上加主要起裝飾作用的斗拱層，上承梁架，近似宋式殿堂構(gòu)架,多數(shù)則近似宋式廳堂構(gòu)架。大式也有不用斗拱的,用材較為粗壯。小式建筑規(guī)模小，不用斗拱，用料也較節(jié)省。但無(wú)論大式或小式建筑均無(wú)明伏、草伏的區(qū)別。
②柱。抬梁式構(gòu)架中的柱子按位置定名。位于前、后檐最外一列柱子稱為檐柱，位于山墻正中的柱子稱為山柱，在建筑的縱中線上的內(nèi)柱稱為中柱，除中柱以外的內(nèi)柱，均稱金柱。從故宮現(xiàn)存建筑看，明代建筑柱子尚保留了側(cè)腳、生起的作法，清代則很不明顯。
③梁。每榀梁架中主要的梁，按本身所承托的檁數(shù)定稱謂,例如上承九檁者稱為九架梁,依次有八架梁、七架梁，直至三架梁。梁的長(zhǎng)度以步架(即檁間水平距離)來(lái)計(jì)，九架梁者長(zhǎng)八步架，七架梁者長(zhǎng)六步架，六架梁者長(zhǎng)五步架等。此外，還有幾種次要的短梁，如檐柱與金柱間的梁，長(zhǎng)僅一步架，在大式建筑中稱桃尖梁，在小式建筑中稱抱頭梁。如果廊寬兩步架，桃尖梁加長(zhǎng)一倍，稱雙步梁；這時(shí)往往上面還有一道一步架長(zhǎng)的短梁，稱單步梁。各種類(lèi)型的梁，截面高寬比，多近于6:5,或5:4，截面近于方形。
④斗拱。元代以后,梁、柱節(jié)點(diǎn)上的斗拱逐漸變小，與唐宋建筑中的斗拱相比，結(jié)構(gòu)作用減弱，裝飾性加強(qiáng)。到清代斗拱幾乎蛻化為裝飾性構(gòu)件。
⑤其他。梁架中的叉手、托腳被取消，縱向的聯(lián)系構(gòu)件減少，襻間、串等被統(tǒng)一成檁、墊、枋三位一體的標(biāo)準(zhǔn)作法，稱"一檁三件"。
抬梁式構(gòu)架所形成的結(jié)構(gòu)體系，對(duì)中國(guó)古代木構(gòu)建筑的發(fā)展起著決定性的作用，也為現(xiàn)代建筑的發(fā)展提供了可資借鑒的材料
穿斗式構(gòu)架
中國(guó)古代建筑木構(gòu)架的一種形式，這種構(gòu)架以柱直接承檁，沒(méi)有梁，原作穿兜架，后簡(jiǎn)化為"穿逗架"和"穿斗架"。
穿斗式構(gòu)架示意圖
穿斗式構(gòu)架的特點(diǎn)是沿房屋的進(jìn)深方向按檁數(shù)立一排柱，每柱上架一檁，檁上布椽，屋面荷載直接由檁傳至柱，不用梁。每排柱子靠穿透柱身的穿枋橫向貫穿起來(lái)，成一榀構(gòu)架。每?jī)砷瘶?gòu)架之間使用斗枋和纖子連接起來(lái)，形成一間房間的空間構(gòu)架。斗枋用在檐柱柱頭之間，形如抬梁構(gòu)架中的闌額；纖子用在內(nèi)柱之間。斗枋、纖子往往兼作房屋閣樓的龍骨。
每檁下有一柱落地，是它的初步形式。根據(jù)房屋的大小，可使用"三檁三柱一穿"、"五檁五柱二穿"、"十一檁十一柱五穿"等不同構(gòu)架。隨柱子增多，穿的層數(shù)也增多。此法發(fā)展到較成熟階段后，鑒于柱子過(guò)密影響房屋使用，有時(shí)將穿斗架由原來(lái)的每根柱落地改為每隔一根落地,將不落地的柱子騎在穿枋上,而這些承柱穿枋的層數(shù)也相應(yīng)增加。穿枋穿出檐柱后變成挑枋，承托挑檐。這時(shí)的穿枋也部分地兼有挑梁的作用。穿斗式構(gòu)架房屋的屋頂,一般是平坡,不作反凹曲面。有時(shí)以墊瓦或加大瓦的疊壓長(zhǎng)度使接近屋脊的部位微微拱起，取得近似反凹屋面的效果。
穿斗式構(gòu)架以柱承檁的作法，可能和早期的縱架有一定淵源關(guān)系，已有悠久的歷史。在漢代畫(huà)像石中就可以看到漢代穿斗式構(gòu)架房屋的形象。穿斗式構(gòu)架用料較少，建造時(shí)先在地面上拼裝成整榀屋架，然后豎立起來(lái)，具有省工、省料，便于施工和比較經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，密列的立柱也便于安裝壁板和筑夾泥墻。因此，在中國(guó)長(zhǎng)江中下游各省，保留了大量明清時(shí)代采用穿斗式構(gòu)架的民居。這些地區(qū)有的需要較大空間的建筑，采取將穿斗式構(gòu)架與抬梁式構(gòu)架相結(jié)合的辦法：在山墻部分使用穿斗式構(gòu)架，當(dāng)中的幾間用抬梁式構(gòu)架，彼此配合，相得益彰。
穿斗式構(gòu)架是一種輕型構(gòu)架，柱徑一般為20～30厘米;穿枋斷面不過(guò)6×12至10×20平方厘米；檁距一般在100厘米以內(nèi)；椽的用料也較細(xì)。椽上直接鋪瓦,不加望板、望磚。屋頂重量較輕，有優(yōu)良的防震性能。
井干式結(jié)構(gòu)
云南南華井干式結(jié)構(gòu)民居
一種不用立柱和大梁的房屋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)以圓木或矩形、六角形木料平行向上層層疊置，在轉(zhuǎn)角處木料端部交叉咬合，形成房屋四壁，形如古代井上的木圍欄，再在左右兩側(cè)壁上立矮柱承脊檁構(gòu)成房屋。
中國(guó)商代墓槨中已應(yīng)用井干式結(jié)構(gòu)，漢墓仍有應(yīng)用。目前所見(jiàn)最早的井干式房屋的形象和文獻(xiàn)都屬漢代。在云南晉寧石寨山出土的銅器中就有雙坡頂?shù)木墒椒课??！痘茨献印分杏?/span>"延樓棧道，雞棲井干"的記載。
井干式結(jié)構(gòu)需用大量木材，在絕對(duì)尺度和開(kāi)設(shè)門(mén)窗上都受很大限制，因此通用程度不如抬梁式構(gòu)架和穿斗式構(gòu)架。中國(guó)目前只在東北林區(qū)、西南山區(qū)尚有個(gè)別使用這種結(jié)構(gòu)建造的房屋。云南南華井干式結(jié)構(gòu)民居是井干式結(jié)構(gòu)房屋的實(shí)例。它有平房和二層樓，平面都是長(zhǎng)方形，面闊兩間，上覆懸山屋頂。屋頂做法是左右側(cè)壁頂部正中立短柱承脊檁，椽子搭在脊檁和前后檐墻頂?shù)木赡旧?，房屋進(jìn)深只有二椽。
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