文档介绍：Zhongguo gudai mujiegou
中国古代木结构
Chinese ancient timber structure
   木结构是中国古代建筑的主要结构类型和重要特征。自上古时期出现了“巢”与“穴”两种原始的居住形式时开始,即产生了木结构的原始雏型。文献中关于上古时期“构木为巢”的记述,无疑是对木结构萌芽状态的描述。就穴居来说,袋状竖穴的穴口,也必然要采用树木的枝干和草木支条编扎而成的支撑结构和覆盖结构。从而发展演变成建造在地面上的各类建筑,并形成了独特的中国木结构体系。
经考古发掘证实,早在新石器时期的母系氏族社会中,黄河流域、长江流域的广大地区已发现有相当规模的氏族聚落的建筑群,从陕西省西安市半坡村遗址和近年发掘出的浙江省余姚县河姆渡遗址中,可以看出,当时木结构建筑已具有相当的规模和水平。河姆渡遗址发现的建筑木构件,证实中国的祖先很早就已掌握了完善的榫卯连接技术,也说明木结构在此之前已经历了很长的使用和发展过程。
中国古代木结构大体上可分为抬梁式、穿斗式、井干式三种类型。其中抬梁式结构应用较广,穿斗式次之,井干式结构多应用于产木材地区。
抬梁式木结构主要是沿建筑进深方向前后立柱,柱端架梁;梁上立瓜柱(即短柱,因有做成瓜形的,所以称瓜柱),瓜柱上再架梁;再立瓜柱、架梁……;层层叠垛而成。梁的长度,自下而上,逐层缩短。在最上一梁的中部,立脊瓜柱。两梁间高度按照一定规律,自上而下逐层递减(即宋朝的举折)或自下而上递增(即清朝的举架),从而形成了古建筑屋面具有的优美柔和的曲线(图1 [抬梁式木结构]
)。用这种方法组成的房架,每组称为一缝,在平行排列的两缝房架间每层梁的端头及脊瓜柱顶上架设檩木,联成为一个整体,再于檩与檩之间铺钉椽条望板,以承托瓦面。两缝房架即四柱之间所组成的空间,就是古建筑的基本单元──间。由平行排列的三缝房架,组成两间;四缝组成三间……。一座古建筑一般由3、5、7、9等单数开间组成。一缝房架叠梁层数,则取决于建筑的规模和进深的大小。
抬梁式房架因受木材长度、采运条件及受力性能的限制,进深不可能做得太大。为了满足更大空间的使用要求,在上述基本房架的基础上,用插金梁或勾连搭加大建筑物的进深。插金梁是在基本房架的前后柱以外,另立较短的柱子,上置插金梁,梁头放在外排柱头上,梁尾插入基本房架的柱身。插金梁也可层层叠起,以加大进深。勾连搭是把二组、三组以至更多组房架沿进深方向连接成为一缝房架,连接处两组房架共用一根立柱,因而称勾连搭。
抬梁式木结构中的梁承受由上层传递的集中荷载而形成受弯构件,荷载自脊部向下逐层递增,梁的截面也随荷载的增加而逐层加大。在早期实物中,梁截面常采用2:1~3:2的高宽比。唐朝建中三年(782年)建造的南禅寺,在上下梁端间加置斜撑杆,称托脚。它将上层梁端传来的部分垂直力化为水平分力,使下层梁产生一定的拉应力,减少了下层梁的弯曲应力,是一种比较科学、合理的结构;但这种结构到明、清时已很少使用。柱是承受垂直荷载的受压杆件;在早期实物中,多将一座建筑四周柱子的柱头略向中心倾斜,称侧脚;并沿外墙自中心向四角将柱子加高,称为升起。这两种措施使建筑结构重心向内微倾,使各个榫卯节点更加紧密牢固,从而提高了结构的整体稳定性。明朝以后侧脚渐渐减少,升起也很少见到。
抬梁式木结构的建筑平面除布置