中國古建木構特征
日期:2016/12/14 18:51:56   編輯:古建築保護
|
宋式殿堂地盤分槽圖──明伏梁架仰視圖 |
中國古代木構架房屋建築中負擔結構構件的制造和木構架的組合、安裝、豎立等工作的專業。由於古代建築是以木結構為骨干的,因此房屋的設計也歸屬大木作。
歷史淵源 由《考工記》所載“攻木之工七”,可知周代木工已分工很細,以後各代分工不同。宋代房屋的附屬物平暗、藻井、勾闌、博縫、垂魚等的制作,歸小木作,明清時則歸大木作。宋代大木作以外另有鋸作,明清也歸大木作。木構架房屋建築的設計、施工以大木作為主,則始終不變。
設計制度 中國古代建築在唐初就已經定型化、標准化,由此產生了與此相適應的設計和施工方法。宋《營造法式》中,已載有一套包括設計原則、標准規范並附有圖樣的材份制(即古代的模數制,見材份)。材份制一直沿用到元末。明初,大量營建都城宮室,已不再用材份制。清初頒布的清工部《工程做法》基本上使用了斗口制(見斗口),仍可看出材份制的痕跡,但在力學上已不如材份制嚴謹,各種構件的標准規范也無一致的准則。實質上是舊的設計制度已被廢棄,而新的設計制度還不完善。
|
宋式廳堂構架示意 |
結構形式 從遠古到漢代的木結構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龍城遺址、西周周原建築遺址、漢代禮制建築、石阙等,雖已有復原研究,但還都未能得出系統的結論,只能看出一些脈絡:1、殷商的墓室均用井干式結構,後代雖不普遍使用,但在木結構發展史中卻有重要作用。2、自商代至戰國宮殿遺址中已發掘的平面柱網布置,均縱向成行列而橫向常不成行列。據此可推斷屋架構造,系以縱架為主,直至漢代仍有應用,故縱架應是早期普遍使用的構造形式。後來,遼金時期偶然也有使用縱架承托橫架的構造,那是經過改進提高的縱架。3、自西周開始已用栌斗作為結合柱、梁的構件,以後逐步發展成栌斗上用拱、昂等組合成鋪作(見斗拱)的復雜構造形式。
現在知道最早的關於具體的結構形式的記錄,是宋代《營造法式》中的殿堂結構、廳堂結構、簇角梁結構三種。根據現存實例,可以推斷這三種結構至少在唐初即已普遍應用。它們的特點如下所述。
殿堂結構:全部結構按水平方向分為柱額、鋪作、屋頂三個整體構造層,自下至上逐層安裝,疊壘而成。如造樓房,只須增加柱額和鋪作層(平坐)即可。應用這種結構的房屋,平面均為長方形。有四種地盤分槽形式,即金箱斗底槽、雙槽、單槽和分心斗底槽。
廳堂結構:用橫向的垂直屋架。每個屋架由若干長短不等的柱梁組合而成,只在外檐柱上使用鋪作。每兩個屋架間用椽、襻間等連接成間。每座房屋的間數不受限制,屋架只要椽數、相應步架的椽平長相等,各屋架所用梁柱數量、組合方式可以不同,因此不必規定平面形式。廳堂結構施工較殿堂結構簡便,但不宜建造多層房屋。用廳堂結構建造小規模房屋,不用鋪作,稱為“柱梁作”,應用普遍。現存實例中,還有一種綜合殿堂和廳堂結構的形式,如奉國寺大殿,用縱、橫、豎三個方向的柱、梁、鋪作等構件,互相交錯,組成一個整體,施工繁難,遼金以後未見再用。
簇角梁結構:用於正圓或正多邊形平面的建築,每個柱頭上的角梁與中心的枨桿(雷公柱)相交,組成圓或方錐形屋頂。
|
宋式簇角梁構架示意 |
在明清官式建築中,殿堂結構僅存表面形式,實際均為廳堂結構,稱“大木大式”。普遍應用的“柱梁作”,稱為“大木小式”。而簇角梁,則稱為“攢尖”,多用於小型亭榭。
此外,在長江流域和東南、西南地區,習慣用穿斗式構架。它與廳堂結構同屬橫向垂直的屋架,但廳堂結構由逐層抬高而減短的梁承受檩和屋頂的重量,故稱抬梁式構架。穿斗架用柱直接承檩,不用梁,柱間穿枋僅是連系構件。
構件種類 大木作結構構件,按功能可分為12類。其中拱、昂、爵頭、斗4類屬鋪作構件。其余8類如下:
1、柱 直立承受上部重量的構件。按外形分為直柱、梭柱,截面多為圓形。按所在位置有不同名稱:在房屋最外圈的柱子為外檐柱,外檐柱以內的稱屋內柱(金柱),轉角處的稱角柱等。柱有側腳,即向中心傾斜;有生起,即自中間柱向角柱逐漸加高。
2、額枋 包括闌額(大額枋)、由額(小額枋或由額墊板)、普拍枋(平板枋)、屋內額、地伏、綽幕(後演化為雀替)等,是連接柱頭或柱腳的水平構件。
3、梁 是承受屋頂重量的主要水平構件;上一梁較下一梁短,層層相疊,構成屋架。最下一梁置於柱頭上或與鋪作組合。梁按長短命名:長一椽的(一步架)稱搭牽(單步梁),長兩椽的稱乳伏(雙步梁),長四椽的稱四椽伏(五架梁),乃至長八椽的稱八椽伏(九架梁)。最上一梁稱平梁(三架梁),梁上立蜀柱(脊瓜柱)承脊椽(脊桁)。顯露的或在平暗(天花)以下的梁,稱為明伏。明伏按外形分為直梁、月梁。直梁四面平直;月梁經過藝術加工,形彎如弓。隱蔽在平暗以上的梁,表面不必加工,稱為草伏。四阿(庑殿)屋頂和廈兩頭(歇山)屋頂兩側面所用垂直於主梁的梁稱丁伏(順梁或扒梁)。在最下一梁之下安於兩柱之間與梁平行的枋,稱順伏串(跨空隨梁枋)。明清時又有緊貼梁下的枋,稱隨梁枋。
4、蜀柱、駝峰托腳、叉手等 是各架梁之間的構件。早期建築,梁上安矮柱、駝峰或敦添,上安斗、襻間,承托上一梁首,又在梁首斜安托腳,斜托上架椽(檩)。平梁上安蜀柱、叉手。蜀柱頭也安斗,用襻間,承脊椽,柱腳用合沓(角背)。叉手原是立在平梁上,頂部相抵成人字形的一對斜撐,承托脊椽,通用於漢至唐。晚唐五代起改用蜀柱承椽,叉手成為托在兩側加強穩定的構件,作用近於托腳。明清官式建築梁上均用短柱,按所在位置稱上金瓜柱、下金瓜柱、脊瓜柱等。柱下各用角背,並不用托腳、叉手。當庑殿推山加長脊椽時,在椽頭下另加一道平梁,稱太平梁,梁上立一柱稱雷公柱。
5、替木 與椽、枋平行,用於兩構件對接的接口之下,以增加連接的強度,並產生縮短跨距的作用。替木在唐宋是必用的,明清官式建築已不用。
6、椽和襻間 椽是承載椽子並連接橫向梁架的縱向構件。截面圓形的稱椽(檩或桁),矩形的稱承椽枋。它的長度即是各間的間廣(另加出榫),如遇出際(山面挑出),另增挑出長度。至房角則於椽背上另加三角形生頭木,使屋面縱向微呈曲線,與柱子生起相對應。襻間用於椽下,是聯系各梁架的重要構件,以加強結構的整體性,有單材、兩材、實拍等組合形式。明清時期檩下只用墊板、枋,合稱一檩三件,廢除替木、襻間。又蜀柱柱頭或內柱柱身間,用枋與椽平行,稱順脊串。明清只用於金柱間,名為中檻。
7、陽馬(角梁) 用於四阿(庑殿)屋頂、廈兩頭(歇山)屋頂轉角45°線上,安在各架椽正側兩面交點上。最下用大角梁(老角梁)、子角梁承受翼角椽尾。子角梁上,逐架用隱角梁(由戗)接續。用於四阿(庑殿)的,至脊椽止;用於廈兩頭(歇山)的,至中平暗止。
8、椽,飛子(飛檐椽) 椽子截面圓形,首尾釘在上下兩椽上。每一條水平長度即椽的間距,稱為一椽或一架、一步架,如用飛檐,即在檐椽上釘截面矩形的飛子。
|
宋式大木構架榫卯圖 |
以上各類構件中,柱、椽、椽多為圓形截面,余為矩形截面。宋以後各代對構件截面,按結構形式(殿堂、廳堂、余屋,或大木大式、大木小式)都詳盡地規定出高、厚尺度。其高厚比早期多為3:2,間有2:1的,至明清則多為10:8。
屋頂形式 屋頂又稱屋蓋,是中國古代建築外形的最顯著的標志。各種各樣的屋頂名稱,往往也就是單體建築的名稱,如庑殿、卷棚等。屋頂有兩類:一類是平的或近乎平的,另一類則作成鋪瓦的斜面。前一類有兩種形式:築成稍有傾斜的平面,稱為平頂;築成中部略高的弧面,能向兩面排水,稱為囤頂。
後一類斜坡屋頂,其傾斜度一般為50~66%,坡面呈略向下彎的弧線,決定坡度及弧線的法則即是舉折或舉架。斜坡屋頂的結構形式,主要有:
1、一面坡屋頂:全屋面向一側傾斜排水。
2、兩面坡屋頂:用人字形的抬梁或穿斗架做屋頂構架,頂上壘屋脊,前後出檐排水。
硬山頂,左右兩端均封砌於山牆內的兩坡頂。
懸山頂,左右兩端延伸出山牆外成兩面坡。
卷棚頂,屋架四架梁上立兩個瓜柱,並列兩個脊檩,上加弧形羅鍋椽,兩坡相接處呈圓弧形;不用正脊,兩山可以做成硬山頂、懸山頂或歇山頂。
3、 四面坡屋頂:
庑殿頂,兩山用丁伏(順扒梁)做成斜坡屋頂,與前後屋面45°相交,上加角梁、隱角梁,直抵正脊,屋面四向排水。前後兩坡相接處,在脊椽上壘正脊,左右兩坡與前後兩坡相接處,在角梁上順斜坡壘垂脊。這種屋頂因共有五條脊,又稱為“五脊頂”。
歇山頂,在兩山用丁伏(順扒梁)承山面承椽枋(采步金),屋頂下部形成一至二椽深的四面斜坡屋頂。屋頂上半為前後兩坡,兩坡相接處壘正脊,兩坡左右各壘垂脊。下半四角壘脊(戗脊),以其有九條脊,又稱為九脊頂。
錄頂,屋架平梁以上不用蜀柱和脊椽,屋頂上部做成平頂,下部做成四面坡四向排水。平頂四周與其下坡頂相接處壘屋脊。
庑殿頂、歇山頂、錄頂四角均可做成翼角。
4、 攢尖頂:宋式用簇角梁,清式多用抹角梁,構成平面正圓或正多邊形的屋頂構架,屋頂呈圓錐、方錐或多角錐體,頂上安寶頂或寶珠,多用於亭榭。屋角也可做成翼角。
榫卯構造 大木構造以用榫卯結合為原則,只有屋面椽子、連檐、望板、角梁等使用鐵釘。榫卯結合方式有六種。
1、柱頭、柱腳出榫。下入礎卯,上入栌斗底卯。若叉柱造,柱腳開十字口。
2、橫向構件如額、伏、串之類,與豎向構件如柱之類結合,均在豎向構件上開卯口,橫向構件出榫,或更加箫眼穿串(即用木銷釘)。
3、構件對接,均一頭出榫,一頭開卯口。其榫卯有螳螂頭口(銀錠榫)、勾頭搭掌(巴掌榫)等。
4、縱、橫向構件直角平接。凡與房屋正面平行的構件上開口,與側面平行的構件下開口,十字咬合。轉角有45°構件三向平接時,與正面平行的構件上開口,與側面平行的構件上下均開口,斜向45°構件下開口,三件依次咬合。
5、兩構件上下疊合(如兩條足材枋,替木與□),上下兩構件於相對位置開箫眼,受暗箫。
6、鋪作上用斗。斗底、拱頭上開箫眼,受暗箫。斗上橫開口或十字開口,受拱昂。斗口內或更留隔口包耳。