中國古建筑梁架結構之抬梁式構架
中國古建大都是以木結構為主要結構形式,梁架結構的構架形式最常見的是抬梁式、穿斗式、抬梁穿斗結合式。除此之外,還有兩種木構架形式,即干欄式和井干式。建筑的規(guī)模大小、平面組合、外觀形式很大程度上受到其結構類型與材料特性的制約。
一、抬梁式構架的含義
抬梁式架構在春秋時期就已出現,唐代時發(fā)展成熟,出現了殿堂型和廳堂型兩種基本類型。廳堂式架構的主要特點是室內的柱子與外墻的柱子不等高,柱子與房屋上部結構間不通過鋪作層(斗拱)銜接。唐宋時,廳堂式架構多用于低等級、小體量的建筑。殿堂式架構的主要特點是室內所有柱子均等高,柱子和上部屋架間通過鋪作層(斗拱)銜接。唐宋時,殿堂式架構多用于體量較大的高等級建筑。宋代以后,隨著斗拱在建筑結構中的作用日益減弱,殿堂式架構亦逐漸被廳堂式架構取代。明清時期(1368—1911),內外柱不同高的廳堂式架構成為主要的建筑結構形式。
抬梁式構架,又稱“疊梁式構架”,是中國古代建筑中最普遍的木構架形式,以垂直木柱為房屋的基本支撐,木柱頂端沿著房屋進深方向架起數層疊架的木梁。在柱子上放梁、梁上放短柱、短柱上放短梁,層層疊落直至屋脊,各個梁頭上再架檁條以承托屋椽,木梁由下至上,逐層縮短,層間墊短柱或木塊,最上層梁中間立小柱或三角撐,形成三角形梁架。梁架中的短柱或木塊又稱為蜀柱。
在梁架中各層梁兩端和最上層蜀柱上架檁(lǐn),檁間架椽(chuán),構成雙坡頂房屋的空間骨架。 坡頂的重量依次通過椽、檁、梁、柱,最后傳到地表支撐面。即用前后檐柱承托四椽栿、栿上再立二童柱承托平梁的做法。抬梁式架構其架構復雜,要求加工細致,但結實牢固,經久耐用,且內部使用空間大,能產生宏偉的氣勢又能做出美觀的造型。
四椽栿,栿(fú)就是梁,建筑的縱向主要承重構件,栿上面橫向的構件是槫(tuán),現在稱為檁條,槫上面縱向搭的小木棍是椽(chuán),兩條槫之間的椽子稱為一架椽,照片中這條栿托了四架椽子,稱為四椽栿。同理托六架椽子的就是六椽栿。
山西芮城廣仁王廟正殿
山西芮城廣仁王廟正殿
山西澤州西四義普覺寺
古建筑的梁架結構有多種組合,這也是一座六椽檐栿通搭的建筑,結構與上圖有很大不同,六椽栿上用四椽栿,四椽栿上用平梁(兩椽),逐層遞減,形成中國式房屋的山尖。
二、構件
1. 梁
梁承托著建筑物上部構架中的構件及屋面的全部重量。梁的下面,主要支撐物就是柱子。大型建筑中,梁放在斗拱上面,斗拱下方才是柱子。大多數梁的方向,都與建筑物的橫斷面一致,置于前后金柱之間或金柱與檐柱之間。宋稱栿。有些地方稱為柁。
步架,清式古建筑木構架中,相鄰兩檁中-中的水平距離稱為步架。步架依位置不同可分為廊步(或檐步)、金步、脊步等。如果是雙脊檁卷棚建筑,最上面居中一步則稱為“頂步”。在同一幢建筑中,除廊步(或檐步)和頂步在尺度上有所變化外,其余各步架尺寸基本是相同的。小式廊步架一般為4D-5D,金脊各步一般為4D,頂步架尺寸一般都小于金步架尺寸,以四檁卷棚為例,確定頂步架尺寸的方法一般是:將四架梁兩端檁中尺寸均分五等份,頂步架占一份,檐步架各占二份,頂步架尺寸最小不應小于2D,最大不應大于3D,在這個范圍內可以調整。
舉架,指木構架相鄰兩檁中-中的垂直距離(舉高)除以對應步架長度所得的系數。清代建筑常用舉架有五舉、六五舉、七五舉、九舉等等。
表示舉高與步架之比為0.5,0.65,0.75,0.9等等。清式做法的檐步(或廊步),一般定為五舉,稱為“五舉拿頭”。小式房屋或園林亭榭,檐步也有采用四五舉或五五舉的,要視具體情況靈活處理。小式房脊步一般不超過八五舉。大式建筑脊步一般不超過十舉,古建筑屋面舉架的變化決定著屋面曲線的優(yōu)劣,所以在運用舉架時應十分講究,要注意屋面曲線的效果,使其自然和緩。千百年來,古建筑匠師們在舉架運用上已積累了一套成功經驗,形成了較為固定的程式。如小式五檁房,一般為檐步五舉、脊步七舉。七檁房,各步分別為五舉、六五舉、八五舉等等。大式建筑各步可依次為五舉、六五舉、七五舉、九舉等。
單步梁,是架在雙步梁上的短梁,并且放置在雙步梁的瓜柱上的短梁,因為長度只有一步架,所以稱為“單步梁”。雙步梁,在建筑物的構架中,連接金柱和檐柱的挑尖梁,一般是不起承重作用的。但是,當檐柱和金柱之間的距離過大時,在挑尖梁的正中還可以加立一根瓜柱,上架一條梁和一根桁,此時挑尖梁具有了承重作用,同時梁的名稱也改為“雙步梁”,宋代稱“乳栿”。三架梁,清式建筑物中,上面承托三條桁(檁)的梁,叫“三架梁”,宋代稱“平梁”。以此類推,上面承托五條桁的梁就叫“五架梁”,相當于宋代的“四椽栿”。而上面承托七條桁的梁,就叫“七架梁”,相當于宋代的“六椽栿”。
抱頭梁,在小式大木作建筑構架中,處在檐柱和金柱間的短梁叫做“抱頭梁”,它一頭在檐柱之上,一頭插入金柱之中。
挑尖梁,在大式帶檐廊的建筑物中,主要的梁多由前后金柱承托,除此之外,還有一些次要的梁,其中,連接金柱和檐柱的梁,它的形體較短小,但梁頭通常都做成較為復雜的形式,這種短梁叫做“挑尖梁”,它并不起承重作用,主要起連接作用,相當于小式大木作中的“抱頭梁”。形體短小,梁頭形式復雜,稱為挑尖梁。不起承重作用而起連接作用,相當于小式大木作中的抱頭梁。
太平梁,一般用于推山做法的廡殿式建筑中。當廡殿頂建筑采用推山做法時,由于兩山推出,脊檁隨之加長,其兩端便懸空于梁架之外,但這段懸空的脊檁上面有正吻、瓦等構件。為安全與牢固,就在脊檁下增加一柱一梁以承重,此柱稱為雷公柱,梁稱為太平梁。除廡殿推山建筑外,某些大的攢尖頂建筑中,其雷公柱下也要增設一根短梁做承重件,這根短梁也叫“太平梁”。
元寶梁,是徽州地區(qū)古民居中的特有裝飾,主要應用在當地民居天井后側的堂屋中,在堂屋的中央開間多設有太師壁作為前后隔斷,在太師壁左右有一道窄窄的空間可以通行,通道的上方,就裝飾有元寶梁。形狀略似元寶,因此得名,主要起裝飾美化作用,中心是圖案最為集中之處,大多以一個元寶為構圖重點,或者類似小孩所帶的鎖片形,或者是如意形。
月梁,“月梁”這一名稱指兩個概念,一是清式卷棚頂建筑梁架的最上一層梁,也叫頂梁;二是指做成“新月”形式的梁,梁的兩端(肩)呈弧形、梁的中段微微上供,整體形象彎曲得近似新月,所以稱月梁。漢代稱這種月梁為“虹梁”。月梁側面常施以紋樣精美的雕刻。宋代以前大型建筑中露明的梁多采用“月梁”做法,到了明清時期,官式建筑已不再使用,但江南民居建筑中仍較為常見。
角梁,在建筑屋頂上的垂脊處,即屋頂的正面和側面相接處,最下面一架斜置并伸出柱子之外的梁,叫“角梁”。一般有上下兩層,其中下層梁在宋式建筑中稱“大角梁”,在清式建筑中稱“老角梁”,老角梁上面,即角梁的上層梁為“仔角梁”,也稱“子角梁”。
扒梁是一種兩端扣在椽上或一般梁上的一種梁,又稱趴梁。扒梁也稱'趴梁'。扒梁和順梁的方向一致,但是扒梁的兩端不是直接架在下面的柱頭上,而是扣在椽上或是一般的梁的上面。扒梁既是梁,同時也起著枋的作用,或者說它同時也是一根枋。
順梁,與一般的梁安放方向垂直,與建筑面寬平行。
2. 枋
枋與梁高度相當,方向垂直,與建筑物的正立面方向一致。
額枋,檐柱與檐柱之間。也叫檐枋,宋以前稱為闌額。大型建筑有上下兩層額枋,上方較大的稱為大額枋,下方較小的稱為小額枋。
金枋,金柱與金柱之間。
脊枋,脊柱與脊柱之間,無脊柱建筑中位于脊瓜柱與脊瓜柱之間。枋中位置最高,與脊檁構成屋脊骨架。
平板枋,清名,宋稱普拍枋。置于闌額與柱頭之上,用于承托斗拱。
3. 桁
桁héng,也稱“檁”,是清代的叫法,宋代稱槫。位于梁頭與梁頭之間,或柱頭科與柱頭科之間,上邊架椽子。檐桁即最外邊的桁,也叫檐檁,相當于宋代的檐槫。小式大木建筑中統稱為檁,架于梁頭與梁頭之間,或斗拱與斗拱之間的橫木,置于枋上方,斷面多為圓形。
正心桁,位于正心枋上方的桁。正心就是左右斗拱中線的位置。
金桁,正心桁與脊桁之間的都稱為金桁。
脊桁,脊瓜柱上的桁。
4. 椽
椽,密集排列于桁上,并與桁正交的木條。按建筑屋頂的坡面鋪設,不與地面平行。一般比枋、桁要細得多。
花架椽,又叫平椽,是處于各個金桁上的椽。
腦椽,脊桁到上金桁之間的椽,上端插入扶脊木中,下端釘在金桁上或是搭在金桁上的椽椀上。
扶脊木,脊桁上有一條長度相仿的橫木,緊貼在其上方,斷面一般為六角形,在其前后朝下的斜面上,各打一排小洞,以承托腦椽的上方。
椽椀,與桁平行,長度與桁相仿,置于桁上承托椽,同扶脊木其上也打一排小洞。不是所有建筑都使用椽椀,有的用釘子固定。
檐椽,由下金桁到正心桁之間的椽。
飛椽,大式建筑中,為了增加屋檐挑出的深度,在原有圓形斷面的檐椽外,加釘一層方形斷面的椽。
5. 其它
叉手,宋式建筑中,最上一層短梁與脊檁之間斜置的木件。
托腳,宋式大木建筑中,置于除最上一層短梁外的梁,與其上的檁之間的木件。
由戧,廡殿頂正面與側面相交處的骨干構架。
推山,廡殿頂建筑中,將兩山屋面向外推出,使正脊加長,兩山屋面變陡。
徹上明造,室內頂部不用天花板與藻井,讓屋頂梁架全部暴露。也稱徹上露明造。
最詳細的唐宋、明清斗拱結構詳細圖示
唐宋:斗拱巨碩,與柱高比可達到1:2,加上直昂的作用,常使出檐達三四米,鋪間一般1、2朵。
〖華栱〗:在斗栱上向內、外挑出的栱,稱“華栱”。
〖計心造與偷心造〗:在斗栱(華栱、昂)的跳頭上有與之垂直的橫栱和枋為“計心造”,沒有的是“偷心造”。
〖令栱〗:與華栱垂直的栱稱橫栱,最外一挑華栱(或昂)頭上的橫栱稱“令栱”。
〖抄〗:華栱出挑稱“抄”;有“單抄”、“雙抄”的說法。
〖昂〗:斗栱中斜向設置(與屋面平行)的桿件為“昂”,是杠桿作用的斜挑梁。
分類:
依其具體位置分別稱作:柱頭鋪作(位于平柱的柱頭上)、轉角鋪作(位于轉角柱頭上)、補間鋪作(位于両柱間的枋上)。
各部名稱:
斗拱名稱:
“X抄X下昂”是度量鋪作單位之一
在宋《營造法式》的“總鋪作次序”條中規(guī)定:“出一跳為之四鋪作,出兩跳為之五鋪作,出三跳為之六鋪作,出四跳為之七鋪作,出五跳為之八鋪作”;一朵最小的斗栱應挑出四層、一跳的四層是固定的層,即櫨斗、栱、耍頭、襯方頭。
斗拱的計數單位是“鋪作”,如一朵單抄(或單昂)斗栱有:一的櫨斗,一個華拱(或昂),一個耍頭,一個襯方頭,計四鋪作。每增加一個構件,即加一鋪作,以此類推。雙抄雙下昂為七鋪作,雙抄三下昂為八鋪作,等等。
單杪四鋪作(一:櫨斗、二:栱、三:耍頭、四:襯方頭):
單杪單昂五鋪作:
單抄雙下昂六鋪作里轉五鋪作
雙抄雙下昂七鋪作里轉六鋪作
獨樂寺上層柱頭(雙抄雙下昂七鋪作)、補間
佛光寺轉角鋪作(雙抄三下昂八鋪作):
明清:昂變?yōu)檠b飾作用的假昂,斗拱變小,與柱高比1:8(?)以上,出檐變短,大約一米,斗拱變密,平身科多達4--8朵,明次稍間不同。
〖翹〗(宋稱“華栱”):略似弓形,與建筑物立面垂直;
〖昂〗:翹之向外端加長,并下斜。
〖耍頭〗:昂之上,切與昂平行大小相近的直木;(或挑尖梁頭)
分類:
因其所在建筑物部位的不同:〖柱頭科〗在柱頂上;〖平身科〗在柱間額枋上;〖轉角科〗在屋角柱頭上。
依據形式的不同可分為:一斗二升對麻葉和一斗三升等簡單的,翹昂式的,品字的(每昂),還有一種溜金斗拱,是清皇宮,祭壇等重要地方才可用。
各部名稱:
斗拱名稱: 一般稱“X翹X昂X踩”。翹相當于宋式的杪(華拱出跳數),昂同,踩基本是出跳數乘二加一(里外同時出跳)。
踩,翹、昂每支出一層,在里面和外面各加一排栱,叫【一踩】。
單翹單昂五踩:注意其中的假昂
五踩重翹品字斗拱:
其余幾種手頭沒有圖片。溜金斗拱我在先農壇仔細看過,外側與翹昂的一樣,內層如同一個很長的昂尾,頂在金檁下面,其實整個昂是一個折形木,不像唐宋那種直昂承力起杠桿作用,難怪學者說其結構不合理。
明清斗拱實物,北京基本滿街都是。
東南大學建筑系制作的模型
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