我国古代建筑的结构严谨而精巧,基本上就是木构架结构体系。这种结构经过千百年的不断完善,已形成一整套完整的系统。与西方古典建筑的石砌结构体系相比较,自有其独特的构造原理与外观造型。
(一)基本结构
中国古代木构架共有三种不同形式,即抬梁式、穿斗式和井干式,其中,抬梁式使用范围较广,在三者中居于首位。
1、抬梁式
抬梁式也成“叠梁式”。这种木构架大体说来是先在地面上筑一个土台,台上安装石础,立木柱,再在柱上架梁。梁与梁之间用横向的“枋”连接,这样由两组木构架形成的空间称为“间”,在梁上再架檩,檩上架椽,这样层层叠置,最后用椽来承托屋顶,“骨架”就这样形成了。有了柱子承重,墙就可以灵活分割,不再承受重量,所以古代有“墙倒屋不塌”的说法。这种抬梁式一般多用于宫殿、庙宇、府邸、住宅等建筑,也是木构架中使用广泛的一种。抬梁式木构架在春秋时期已初步完备。 (图)
2、穿斗式
穿斗式与抬梁式不同的是,穿斗式没有梁,它把柱子布置的比较密,柱直接承受檩的重量,不用架空的抬梁,柱间直接用数屋枋或“穿”联系,但因为柱距太密,内部房间不太好用。其优点是节约材料。在实际工程中,抬梁式和穿斗式往往是混用的。比如在房屋两端的山面用穿斗式,而中央诸间用抬梁式的混合结构法。这种木构架在汉朝就已经相当成熟,流传到现在。这种结构法在我国南方使用比较普遍。(图)
3、井干式
井干式木构架是用天然圆木或方形、矩形、六角形断面的木料,层层累叠,构成房屋的壁体。商朝后期陵墓内已使用井干式。它的应用范围不广,消耗木材较大,主要用在盛产林木的林区。
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谈到我国木构架建筑的基本特点,必须要涉及的就是“斗栱”。所谓斗拱是在方形坐斗上用若干方形小斗与若干弓形的栱层叠装配而成。斗栱最初用以承托梁头、枋头,还用于外檐支承出檐的重量,后来才用于构架的节点上,而出檐的深度越广,斗栱的层数也越多。中国古代的匠师早就发现斗栱具有结构和装饰的双重作用。统治阶级也以斗栱层数的多少来表示建筑物的重要性,作为制定建筑等级的标准之一。前面讲过到汉朝,成组斗栱已大量用于重要建筑中,斗与栱的形式也不止一种,经过两晋、南北朝到唐朝,斗栱式样逐渐趋于统一,并用栱的高度作为梁枋比例的基本尺度。后来匠师们将这种基本尺度逐步发展为周密的模数制,就是宋《营造法式》所称的“材”。唐宋时的斗拱比较肥大,明、清时斗拱较唐宋时小,而排列较唐宋密置,几乎丧失原来的结构机能成为装饰化构件了。
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(二)基本外形
一般说来,我国这种木构架建筑的体形基本分为三大部分:即屋顶、屋身(柱墙)、台基。所以看一般宫殿的外观,通常是在巍峨的屋顶上,红色的墙面承座在层叠高大的台基上。
从屋顶的形式看,虽然都是坡顶,但变化十分丰富。古时候,排雨水和屋内采光使屋檐产生了矛盾,为了遮雨,屋檐就得大些,但是檐口一压低就会阻碍屋内采光,并且雨水顺檐落下会发生溅水。为了解决这一矛盾,汉代的能工巧匠发明了“飞檐”,也就是檐口向上稍翘,这样即满足了实际需要,又产生了轻盈飞跃的艺术效果。
我国古代建筑屋檐的转角处(翼角),不是一条水平的直线,而是四角微微翘起,叫做“起翘”,屋顶的平面也不是直线的长方形,而是四角向外延伸出的曲线形,叫做“出翘”。“起翘”和“出翘”都是因处理角梁和椽子的关系而形成的。
古建筑屋顶的曲线不只在翼角和飞檐部分,其实在整个屋面上都呈曲线状,这种曲线的形成也就是前面所提到的“举架”在起作用。举架使得屋顶斜度越往上越峻峭,越往下越缓和。
历代举架的高度都有所不同,在宋代、辽代以前建筑屋面的坡度一般都比后代低缓,自金以后逐渐加陡,到明清尤甚。屋顶坡度的陡缓变化时我国历代建筑演变的一大特征。
现将中国古代建筑的几种基本构造形式介绍如下:
1、庑殿
庑殿建筑是中国古建筑中的最高形制。在等级森严的封建社会,这种形式常用于宫殿、坛庙一类的皇家建筑,并且有“单檐”和“重檐”之分。重檐用于更隆重的建筑物之中,如故宫午门、太和殿、乾清宫等等。庑殿建筑的这种特殊地位决定了它用材硕大,体量雄伟,装饰华贵富丽,具有较高的文物价值和艺术价值。
庑殿建筑屋面有四大坡,前后坡屋面相交形成一条正脊,两山屋面与前后屋面相交形成四条垂脊,故庑殿又称“四阿殿”、“五脊殿”。
2、歇山
在形式多样的古建筑中,歇山建筑是其中最基本、最常见的建筑形式。歇山建筑屋面峻拔陡峭,四角轻盈翘起,玲珑精巧,它既有庑殿建筑雄浑的气势,又有攒尖建筑俏丽的风格。无论是皇家宫殿、王宫府邸、城垣鹊楼、寺庙园林及商埠店铺等各类建筑,很多都采用歇山这种建筑形式。足见歇山建筑在中国古建筑中的重要地位。
从外部形式看,歇山建筑是庑殿建筑与悬山建筑的有机结合,仿佛是一座悬山屋顶歇栖在庑殿建筑上。另外,园林建筑中又在歇山的基础上,发展出一种无正脊的卷棚歇山顶。
3、悬山
悬山建筑的屋面仅有前后两坡,而且两山屋面悬于山墙或山面屋架之外,也称挑山式建筑。一般多用于民居,有正脊和垂脊,两面坡。它的特点就是屋檐一直延伸到山墙以外,用来保护山墙。山墙的山尖部分,有时随着各层的排山梁柱而砌成阶梯形,也称“五花山墙”。
4、硬山
硬山建筑的屋面也是前后两坡,左右两侧山墙与屋面相交,并且檩木梁架全部封砌在山墙内,也多用于民居,在我国各地尤其是北方地区应用广泛。它的形式与悬山差不多,只是屋檐不悬出山墙罢了。
5、攒尖
攒尖建筑的屋面在顶部交汇为一点,形成尖顶,他的形式很丰富,既有单檐、重檐之分,还有圆形、方形、三角、五角、六角、八角等形式。古典园林中各种不同形式的亭子,多属于攒尖建筑。在宫殿、寺庙中,也有大量攒尖建筑。如北京故宫的中和殿、北海小西天的观音殿,都是攒尖宫殿式建筑。
此外,还有长平顶及单坡顶,是最简单的屋顶形式。一般出现在我国西北干旱少雨地区的民居中。实际上,民居中很多屋顶都是以上几种形式的组合。
(三)古代构架结构在当时社会条件下有如下一些优点
第一,承重与围护结构分工明确
中国的抬梁式木构架结构如同现代的框架结构一样,在平面上可以形成方形或长方形柱网。柱网的外围,可在柱与柱之间,按需要砌石墙壁,装门窗。由于墙壁不负担屋顶和楼面的荷重,这就赋予建筑物以极大的灵活性,既可以做成各种门窗大小不同的房屋,也可做成四面通风,有顶无墙的凉亭,还可做成仓库。在房屋内部各柱之间,则用格扇、板墙等做成的轻便隔断物,可随需要装设或拆改。中国历史上有预先制作结构运至现场安装的记载,也有若干拆运成批宫殿异地重建的记录。
第二,便于适应不同的气候条件,无论抬梁式或穿斗式木构架的房屋,只要在房屋高度、墙壁与屋面的材料和薄厚,窗的位置和大小等方面加以变化,便能广泛地适应各地区寒暖不同的气候。
第三,有减少地震危害的可能性,木构架结构由于木材具有的特性,而构架的节点所用斗栱和榫卯又都有若干伸缩余地,因而在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害
第四,材料供应经济方便。中国的木构架建筑在防火、防腐方面虽然有着严重的缺点,可是在古代中国大部分地区内,木料比砖、石更容易就地取材,可迅速而经济地解决材料供应问题,因此,木结构仍然广泛地用于一般建筑。