中国木结构古建筑的部分构件

来源:古建网 发布时间:2014-10-09 围观:4063次

中国古代木构架房屋建筑中负担结构构件的制造和木构架的组合、安装、竖立等工作的专业。由于古代建筑是以木结构为骨干的,因此房屋的设计也归属大木作。

    历史渊源  由《考工记》所载"攻木之工七",可知周代木工已分工很细,以后各代分工不同。宋代房屋的附属物平暗、藻井、勾阑、博缝、垂鱼等的制作,归小木作,明清时则归大木作。宋代大木作以外另有锯作,明清也归大木作。木构架房屋建筑的设计、施工以大木作为主,则始终不变。

    设计制度  中国古代建筑在唐初就已经定型化、标准化,由此产生了与此相适应的设计和施工方法。宋《营造法式》中,已载有一套包括设计原则、标准规范并附有图样的材份制(即古代的模数制,见材份)。材份制一直沿用到元末。明初,大量营建都城宫室,已不再用材份制。清初颁布的清工部《工程做法》基本上使用了斗口制(见斗口),仍可看出材份制的痕迹,但在力学上已不如材份制严谨,各种构件的标准规范也无一致的准则。实质上是旧的设计制度已被废弃,而新的设计制度还不完善。

    大木作结构构件,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类为:柱,额枋,梁,蜀柱、驼峰托脚、叉手等,替木,椽和襻间,阳马(角梁),椽,飞子(飞檐椽)。以上各类构件中,柱、椽、椽多为圆形截面,余为矩形截面。宋以后各代对构件截面,按结构形式(殿堂、厅堂、余屋,或大木大式、大木小式)都详尽地规定出高、厚尺度。其高厚比早期多为3:2,间有2:1的,至明清则多为10:8。

    柱,又称柱子,古代文献中又称为"楹"。为建筑中主要承受轴向压力的纵长形构件。一般竖立,用以支承梁、枋、屋架。常用木材、石材、砖等制成。

    按外形分为直柱、梭柱,截面多为圆形。处于不同的位置,有不同的名称,如在房屋最外圈的柱子为外檐柱,外檐柱以内的称屋内柱(或金柱),转角处的称角柱,以及墙柱、中柱、山柱、瓜柱、童柱等。有些柱不承受轴向压力,主要起构造作用,如望柱、垂莲柱、雷公柱。根据样式不同,以有圆柱、八角柱、方柱、瓜楞柱、蟠龙柱等多种。按构造又有单柱、拼合柱之别。

    古建筑柱子一般均有收分,即柱径上小下大呈直线轮廓收分。北齐、五代、宋、明建筑中又有一种柱子上下两端或仅上端收杀成梭形的,称为梭柱。清代多用直柱、仅于柱端稍作卷杀。柱有侧脚,即向中心倾斜;有生起,即自中间柱向角柱逐渐加高。

    额枋(宋称阑额),包括阑额(大额枋)、由额(小额枋或由额垫板)、普拍枋(平板枋)、屋内额、地栿、绰幕(后演化为雀替)等,是柱上用于连接柱头或柱脚、承重的水平构件。南北朝及之前多置于柱顶,隋唐后才移到柱间。西方古典建筑中,类似的部件称为architrave。

    额中国古代木构架房屋中用在柱列上的联系构件,承托斗栱和横向的梁架,用以增强柱网的稳定。

    额在汉至唐时期称楣。隋以前的楣多压在柱顶上,承托斗栱和梁。隋唐时,楣开始用在柱头之间,插入柱身,并分上下2层,称为重楣。宋《营造法式》称上层楣为阑额,下层楣为由额,阑额以上又平放一厚木板,称普拍枋;而称隋以前压在柱头上的旧做法为檐额。阑额、檐额用于内柱上的称屋内额。清式称阑额、由额、普拍枋为大额枋、小额枋和平板枋,有时在大额枋或小额枋下加垫托的雀替,以加强柱和枋之间的联系(见大木作)。 

    《营造法式》规定檐额两端要伸出柱头外,下面用形如长栱的绰幕枋承托。这种做法在相传为五代时卫贤绘的《闸口盘车图》中可以见到。实物有河南济源济渎庙龙亭和陕西韩城的一些元代建筑。

    屋内额用在内柱柱列间,当宋式厅堂型建筑各间梁架用柱数不同时,为求内额连成一列,无柱处内额架在梁架的驼峰或蜀柱之间。厅堂型建筑屋内额往往与柱头枋、襻间和檩用斗栱连成一体,起增强构架纵向稳定的作用。这种做法可以从宋初建的福州华林寺大殿和宁波保国寺大殿中看到,是古代用纵架的残痕。明清时襻间改称枋,并在它与檩间空隙处加竖板,称垫板。檩、垫板、枋联用是明清官式建筑通常做法。

    《营造法式》和清工部《工程做法》所载的额的主要功能是保持构架稳定,但从现存大量宋至清代的实物看,其作用远不止此。

    现存用檐额的建筑,檐额除长1间者外,还有长到2、3间的,多用整圆木制成,压在柱顶上,断面远大于《营造法式》的规定。它的梁架、斗栱先压在檐额上,再传至檐柱。一般檐柱即在梁下,但也有梁架位置不动而把明间2柱向左右移远,以加大明间宽度的,这时檐额承梁处下面无柱,成为纵向的梁,斗栱排列与柱位也往往不相应。北京故宫养心殿就是用檐额的建筑,明间柱外移的实例则有天水市明代所建玉泉观前殿。

    屋内额除一般做联系构件外,也有用长2间或3间的圆木的。它架在内柱上,下面省去一至两根内柱,由它来承托被省去的柱上的梁架。1137年所建山西五台县佛光寺文殊殿面阔7间,殿内用6道厅堂型“八架椽屋前后乳栿用四柱”的梁架,原应有12根内柱,但在殿内用了3根长3间的内额和两根长两间的内额(见图),省去8根内柱。1309年所建山西洪洞广胜寺下寺大殿内用了4根长3间的内额,省去6根内柱。这种做法,减少了内柱数量,加大内柱柱距,可以满足室内布置上的特殊要求。

    有些长2、3间的内额,往往在其下再加一道额,类似阑额之下的由额。在内额、由额之间,用蜀柱和斜撑联系,形成近似平行弦桁架的组合内额,承担横向梁架。这种组合内额,在近年研究著作中,有时称为“纵架”。实物可在佛光寺文殊殿、崇福寺弥陀殿中看到。


    枋,两柱之间起联系作用的横木,断面一般为矩形。

 

    梁,是承受屋顶重量的主要水平构件;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)称劄牵(单步梁),长两椽的称乳栿(双步梁),长四椽的称四椽栿(五架梁),乃至长八椽的称八椽栿(九架梁)。最上一梁称平梁(三架梁),梁上立蜀柱(脊瓜柱)承脊(脊桁)。显露的或在平棊(天花)以下的梁,称为明栿。明栿按外形分为直梁、月梁。直梁四面平直;月梁经过艺术加工,形弯如弓。隐蔽在平棊以上的梁,表面不必加工,称为草栿。四阿(庑殿)屋顶和厦两头(歇山)屋顶两侧面所用垂直于主梁的梁称丁栿(顺梁或扒梁)。在最下一梁之下安于两柱之间与梁平行的枋,称顺栿串(跨空随梁枋)。明清时又有紧贴梁下的枋,称随梁枋。

    蜀柱、驼峰托脚、叉手等,是各架梁之间的构件。早期建筑,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)。平梁上安蜀柱、叉手。蜀柱头也安斗,用襻间,承脊椽,柱脚用合沓(角背)。叉手原是立在平梁上,顶部相抵成人字形的一对斜撑,承托脊椽,通用于汉至唐。晚唐五代起改用蜀柱承椽,叉手成为托在两侧加强稳定的构件,作用近于托脚。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,并不用托脚、叉手。当庑殿推山加长脊椽时,在椽头下另加一道平梁,称太平梁,梁上立一柱称雷公柱。

    替木,起拉接作用的辅肋构件,常用于对接的檩子、枋子之下,与檩、枋平行,用于两构件对接的接口之下,以增加连接的强度,有防止檩、枋拔榫的作用,并产生缩短跨距的作用。替木在唐宋是必用的,明清官式建筑已不用。

    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。它的长度即是各间的间广(另加出榫),如遇出际(山面挑出),另增挑出长度。至房角则于椽背上另加三角形生头木,使屋面纵向微呈曲线,与柱子生起相对应。襻间用于椽下,是联系各梁架的重要构件,以加强结构的整体性,有单材、两材、实拍等组合形式。明清时期檩下只用垫板、枋,合称一檩三件,废除替木、襻间。又蜀柱柱头或内柱柱身间,用枋与椽平行,称顺脊串。明清只用于金柱间,名为中槛。

    阳马(角梁),用于四阿(庑殿)屋顶、厦两头(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。子角梁上,逐架用隐角梁(由戗)接续。用于四阿(庑殿)的,至脊椽止;用于厦两头(歇山)的,至中平暗止。

    飞子(飞檐椽),本义:承屋瓦的圆木椽子。屋顶斜木中的一种,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。古代的椽子是以木刨成圆柱形装配于檐底。使单调平淡的檐底增加立体和华实的视觉感。  


    屋顶形式  屋顶又称屋盖,是中国古代建筑外形的最显著的标志。各种各样的屋顶名称,往往也就是单体建筑的名称,如庑殿、卷棚等。屋顶有两类:一类是平的或近乎平的,另一类则作成铺瓦的斜面。前一类有两种形式:筑成稍有倾斜的平面,称为平顶;筑成中部略高的弧面,能向两面排水,称为囤顶。

    后一类斜坡屋顶,其倾斜度一般为50~66%,坡面呈略向下弯的弧线,决定坡度及弧线的法则即是举折或举架。斜坡屋顶的结构形式,主要有:

    ①一面坡屋顶:全屋面向一侧倾斜排水。

    ②两面坡屋顶:用人字形的抬梁或穿斗架做屋顶构架,顶上垒屋脊,前后出檐排水。

    硬山顶,左右两端均封砌于山墙内的两坡顶。

    悬山顶,左右两端延伸出山墙外成两面坡。

    卷棚顶,屋架四架梁上立两个瓜柱,并列两个脊檩,上加弧形罗锅椽,两坡相接处呈圆弧形;不用正脊,两山可以做成硬山顶、悬山顶或歇山顶。

    ③四面坡屋顶:

    庑殿顶,两山用丁伏(顺扒梁)做成斜坡屋顶,与前后屋面45°相交,上加角梁、隐角梁,直抵正脊,屋面四向排水。前后两坡相接处,在脊椽上垒正脊,左右两坡与前后两坡相接处,在角梁上顺斜坡垒垂脊。这种屋顶因共有五条脊,又称为“五脊顶”。

    歇山顶,在两山用丁伏(顺扒梁)承山面承椽枋(采步金),屋顶下部形成一至二椽深的四面斜坡屋顶。屋顶上半为前后两坡,两坡相接处垒正脊,两坡左右各垒垂脊。下半四角垒脊(戗脊),以其有九条脊,又称为九脊顶。

    录顶,屋架平梁以上不用蜀柱和脊椽,屋顶上部做成平顶,下部做成四面坡四向排水。平顶四周与其下坡顶相接处垒屋脊。庑殿顶、歇山顶、录顶四角均可做成翼角。

 

    ④攒尖顶:宋式用簇角梁,清式多用抹角梁,构成平面正圆或正多边形的屋顶构架,屋顶呈圆锥、方锥或多角锥体,顶上安宝顶或宝珠,多用于亭榭。屋角也可做成翼角。

    榫卯构造  大木构造以用榫卯结合为原则,只有屋面椽子、连檐、望板、角梁等使用铁钉。榫卯结合方式有六种。

    ①柱头、柱脚出榫。下入础卯,上入栌斗底卯。若叉柱造,柱脚开十字口。

    ②横向构件如额、伏、串之类,与竖向构件如柱之类结合,均在竖向构件上开卯口,横向构件出榫,或更加箫眼穿串(即用木销钉)。

    ③构件对接,均一头出榫,一头开卯口。其榫卯有螳螂头口(银锭榫)、勾头搭掌(巴掌榫)等。

    ④纵、横向构件直角平接。凡与房屋正面平行的构件上开口,与侧面平行的构件下开口,十字咬合。转角有45°构件三向平接时,与正面平行的构件上开口,与侧面平行的构件上下均开口,斜向45°构件下开口,三件依次咬合。

    ⑤两构件上下叠合(如两条足材枋,替木与□),上下两构件于相对位置开箫眼,受暗箫。

    ⑥铺作上用斗。斗底、拱头上开箫眼,受暗箫。斗上横开口或十字开口,受拱昂。斗口内或更留隔口包耳。

    施工程序  大木施工自唐宋至明清大体相同,约可分为五个程序:

    ①画杖杆。自间广、椽长、柱高,以至每一构件的长短、高厚、榫卯位置、大小,均逐一按设计用足尺画在方木杆上,同时还应画出与本构件相结合的其他构件的中线。杖杆实际上是为本工程特制的各种专用尺。每个工匠在分配到具体工作时,就给他杖杆,以便开始造作。画杖杆的工匠,是全工程的主持者,他熟知全部设计及其细节,由唐至宋都称为“都料匠”。

    ②造作构件。工匠据杖杆造作构件及其上的榫卯。凡圆形截面的构件与矩形截面构件相结合的榫卯(如柱与额),均应随时为每个榫卯制出抽版或样版,某些一定的形象,如驼峰、蝉肚绰幕(雀替),则可预先制作样版,使形象一致。

    抽版是出榫实样尺寸。此类榫卯,一般是在圆构件上先开好卯口,然后将此卯口的具体尺寸及其与圆柱的位置关系等,移画到抽版上,即以此制作出榫规范,务使榫卯结合严密。因此,每有一个卯口即须制作一块抽版。榫卯做完,试装无误后,在构件上标明它所在位置的编号。构件制成后,必须经过仔细核对,并将所有中线重新清晰地画在构件上。

    ③展拽(试安装)。一般在铺作构件全部制成后,在地面上试作一次总体安装。

    ④卓立、安勘(安装)。大木安装须先搭架,并准备吊装设施,再将柱子按位竖立,叫做“卓立”。然后再起吊额伏等大构件,随即依次安装。各项构件制成后已经过核对、榫卯试装、铺作试装,每一构件均已标明位置编号,与有关构件的关系均已画有明确的中线。因此总安装要点仅在于保证各项垂直线和水平线的准确性。

    ⑤钉椽、结裹。依次钉铺椽子、板栈(望板),是大木作最后一道工序。

    用工用料  自宋迄清,大木作造作各种构件用工都规定有详细的定额。用工总数,在宋代以造作工为基数,分别按下述规定计算:补间铺作(包括安勘、绞割、展拽)按造作工加40%,转角铺作四、五铺加80%,六铺以上加倍。柱、梁等(包括安勘、绞割、卓立、搭架)按造作工加60%。钉椽结裹用小工数,按造作工数。清代规定总工数按造作工加10%,又按总工数加小工20%。

    自宋迄清,大木作用料均以松木为主。宋代木料共有六种规格。圆料两种:“朴柱”长30尺,径3.5~2.5尺;“松柱”长28~23尺,径2~1.5尺。方料四种:“大料模方”长80~60尺,广3.5~2.5尺,厚2.5~2尺;“广厚方”长60~50尺,广3~2尺,厚2~1.8尺;“长方”长40~30尺,广2~1.5尺,厚1.5~1.2尺;“松方”长28~23尺,广2~1.4尺,厚1.2~0.9尺。又将各种较小原木,加工解割成长25~12尺,广1.3~0.5尺,厚0.9~0.4尺等八种规格的方料,以备选用。所以宋代在大木作之外另有锯作。    清代木料缺乏,方木只有一种,称“墩木”,长1丈左右,高厚1尺左右。使用时须计算其价格,如价格超过用圆料解割,仍须用圆料解割。因此大木用料几乎按构件尺寸,折算成一定直径的圆料,据以发料,在造作时随时锯解,故清代锯作包括在大木作之内。

    宋代锯作实际是规定用料原则,主要是:“务在就材充用,勿令将可以充长大用者,截割成细小名件”;“斜尖名件,应颠倒交斜解割”,“两就长用”;锯下的余料应尽量利用,或锯成板料。锯作用工,以面积计每一工:周、檀、枥木50尺(平方尺),榆、槐木55尺,白松木70尺,苒柏木75尺,馀、黄松、水松、黄心木80尺,杉桐木100尺。如料长2丈以上,用工加10%。

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