古建木结构第一节

第一节木构架的基本类型一、硬山式建筑木构架硬山式建筑是指双坡屋顶的两端山墙与屋面封闭相交，将木构架全部封砌在山墙以内的一种建筑。它的特点是山墙面没有伸出的屋檐，山尖显露突出。硬山式建筑根据屋檩的多少，常分别五~九檩等几种构造，但园林建筑多在七檩以下，其中五檩建筑最简单，七檩建筑最为豪华，其骨架剖面图如图1-1所示。图1-1常见硬山构架简图(a)五檩无廊硬山；(b)檩前(或后)廊硬山；(c)七檩前后廊硬山；(d)九檩前后廊硬山现以七檩建筑为例，说明其构架组成的各部分名称。房屋的木构架由柱、梁、檩、构架连接件和屋面基层等五部分组成，这五部分的构件各有不同的名称，如图1-2所示。图1-2硬山建筑木构图(a)硬山建筑木构架装配图；(b)七檩构架剖面图；(c)七檩硬山的排山梁架1、柱子构件柱子是直立支承受力构件，在硬山式建筑中，依其位置和功用不同分为：檐柱、金柱、瓜柱及山柱等。(1)檐柱：即房屋前后檐最外排的柱子，前面的叫前檐柱、后面的叫后檐柱。(2)金柱：即房屋前后檐内排的柱子，宋称“内柱”，清叫“金柱”。(3)瓜柱：它是指立于下面大梁上用来支承上面梁架的短柱，有的称为“童柱”。在屋脊部位支承脊檩的叫“脊瓜柱或脊童柱”，其他部位叫“瓜柱或金童柱”。但脊瓜柱因其独立较高，其上没有梁架连接，直接支承脊檩，这样其稳定性就差，因此常在柱脚处，辅以稳定的木块称为“角背”。而其他瓜柱因梁架的垂直距离不同而有高低，但当瓜柱高度小于本身横向尺寸的，通常将这种矮瓜柱称为“托墩”，《营造法式》称为“侏儒柱”。(4)山柱：它是整个房屋构架最尽端，紧贴山墙一排梁中立于山尖位置的柱子，它是硬山建筑中承接脊檩末端的主要支承构件，由地面直通脊檩是上述柱中最长的柱子，如图1-2(c)所示。2、横梁构件梁是组成屋架的横向承托构件，在硬山式建筑中有架梁、抱头梁、随梁和穿插枋等。(1)架梁：它是横架于前后金柱之间承托瓜柱和檩木的构件，宋称“缘袱”，清叫“架梁”。它由所支承在它上面的檩木根数而命名，在屋架最上面的一根横梁，共支承有三根檩木，叫“三架梁”再往下一根横梁，在它以上有五根檩木，叫五架梁，如此类推，如图1-2(b)所示。但宋代对屋架最上面的一根梁，不是用来直接支承金檩，而主要是用来承托脊柱(有叫蜀柱)脊檩，故一般将它特称为“平梁”。再紧往下的一根梁，按去掉脊檩之外的檩数进行命名，如五架梁去掉脊檩后只有四根檩，则称为“四缘袱”，七架梁称为“六缘袱”等。(2)随梁：随梁其实不是梁，它并不承接上面的荷重，它只是将前后金柱连接起来，形成一个稳定排架的横向连接构件。但在山墙部位的排架中，不设随梁，而是将三架梁、五架梁等，由中柱一分为二，将三架梁、五架梁等分割成两根单梁它们直接与中柱进行连接，形成“排山梁架”。这些被分割的梁架，都按步架数进行命名，如三架梁被分割后，成为两根只有一个步架的单梁，称其为“单步梁”；在《营造法原》中称为“单步川”，在《营造法式》中有称为“割牵”。五架梁被分割成两根具有两个步架的单梁，称此两根单梁为“双步梁”，《营造法原》称为“双步川”，《营造法式》称为“乳袱”。如图1.2中的排山梁架所示。(3)抱头梁：它是横架于檐柱和金柱之间，承接檐檩的构件，凼征梁头上部剔凿有檩桅槽口，形似将檩抱住而取名为“抱头梁”，宋称这种抱头为“乳袱”。(4)穿插枋：它与随梁一样，是将檐柱和金柱连接成整体的横向连接构件。在《营造法原》中称为“川夹底”，《营造法式》不设此构件，由乳袱代替。3、檩木檩木有称“檩子”、“檩条”、“桁条”等，它是承托屋面荷重并将其均匀传递给梁柱的构件，它从一端山墙横贯到另一端山墙。在《营造法式》中称为“樽”。檩木在檐口部位的称为“檐檩”，在脊顶部位的称为“脊檩”，宋称“脊樽”；其他部位都称为“金檩”，宋称“平樽”。4、构架连接件房屋构架在进深方向由梁柱等组成若干个排架，而在面阔方向则由檩木、枋子、垫板等将各排架谇接起来成为整体。(1)枋子：起连接作用的矩形断面木材，它同檩木一样，分别称为“檐枋”、“脊枋”和“金枋”。在《营造法原》中都称为“连机”。他们与檩木配套成对，檩木是设在架梁之上，枋子是设在架梁之下。而在《营造法式》中对排架柱的连接，是用称为“由额”的枋子，将各排架之间的柱子连接起来。(2)垫板：因为檩木和枋子分别安装在梁的上下，檩枋之间就形成了一个空隙，这个空隙就由垫板来填补，以形成一个整观效果。一般将檩、垫、枋三件叠在一起的做法称作为“檩三件”做法。5、屋面基层屋面基层是承接屋面瓦作的木基础层，它由椽子、望板、飞椽、连檐、瓦口等构件所组成。(1)椽子：它是屋面基层的最底层构件，垂直安放在檩木之上。在小式建筑中多为方形断面,在大式建筑和园林建筑中，常用圆形断面。由于屋面每步架的举度不同，从脊檩到檐檩需分成几段安装，在脊步架的椽子称为“脑椽”，在檐步架的椽子称为“檐椽”，在脊步和檐步之间的椽子都称为“花架椽”。(2)望板：钉铺在椽子上面的木板层，作为屋面泥灰背、苫背的挡搁板。(3)飞椽：它是安装在檐口部位望板之上的椽子，与檐椽相对布置，较檐椽挑出更远。它是作为抬高檐口，减缓屋坡陡势的构件。(4)连檐：它是固定檐椽头和飞椽头的连接横木。连接檐椽的称为“小连檐”，一般为扁方形断面。连接飞椽的称为“大连檐”，多为直三角形断面。参看图1.69(a)所示。(5)瓦口：安装在大连檐之上，用来承托檐口瓦件的构件。它根据所采用的板瓦或筒瓦不同而做成不同的弧形面。二、悬山式建筑木构架悬山式建筑是在硬山式建筑的基础上，加以适当改进而成。改进的部位主要有以下三个：(1)两端山墙的山尖部位，不是与屋面封闭相交，而是屋盖悬挑出山墙以外，即为“悬山”式。(2)屋顶的屋脊部位，除两坡正交(即为尖角)成屋脊形式外，还有卷棚(即圆弧顶)过陇脊形式。(3)屋檩数除硬山建筑的五~七檩外，还可做成四檩、六檩的卷棚形式，并且一般不做成带廊形式。其常用剖面形式的构架图如图1-3所示。图1-3悬山常见构架简图1、悬山柱子构件因为悬山式建筑一般不做成带廊形式，故构架中只有檐柱和中柱。中柱是将山柱移动一下位置而成。其他与硬山建筑所述相同。2、悬山横梁构件由于没有了金柱，所以也就没有了抱头梁和穿插枋。但当采用卷棚式屋顶时，应取消三架梁和脊瓜柱，改用月梁直接承托两根脊檩，如图1-3中卷棚形式所示。其他与硬山建筑所述相同。3、悬山檩木悬山式建筑的所有檩木，都是从山尖墙向外悬挑出去一个距离，悬挑距离的大小，宋代没有严格规定，一般约为五六椽至七八椽。清《工程做法则例》规定可采用下述两种方法稳定：(1)由山柱中心向外挑出四椽四当，如图1-4所示。(2)由山柱中心向外挑出的距离等于上檐出。另外，在悬挑檩木的下面应设置安放“燕尾枋”，此燕尾枋实则是室内檩下垫板的延续。燕尾枋下面是枋子的箍头。在檩木的端头加钉博风板，这是悬山建筑的主要特点，如图1-4所示。图1-4悬山建筑木构架4、构架连接件和屋面基层这两部分的构件与硬山式建筑完全相同。三、庑殿式建筑木构架庑殿建筑是一个具有四面坡、五条脊的屋面，故又称“四阿殿”、“五脊殿”，它在中国古建筑中是享有封建等级社会型制最高的建筑。根据屋檐的层数分有单檐和重檐两大形式。它的木构架主要由两大部分组成，即：正身部分、山面及其转角部分。单檐庑殿正身部分构架与硬山建筑正身相同，重檐庑殿正身部分只需加高金柱，并在重檐檐步架勿端施立童柱和横向承椽枋、围脊枋和围脊板等连接件，其他同单檐一样。庑殿山面及其转角部分是庑殿建筑的主要特色，现以单檐无廊庑殿为例，将这部分的组成构件分述如下，见图1-5所示。图1-5庑殿木构架1、山面柱子构件单檐无廊庑殿山面部分的柱子，一般有正身檐柱、角檐柱、交金瓜和雷公柱等。(1)正身檐柱：山面正身檐柱的横轴线，应与庑殿正身金柱在同一轴线上，山面正身檐柱的纵轴线，要与角檐柱位置相对应。正身檐柱顶端支承着山面部分的顺梁(当采用顺梁法时)，或山面部分的檐檩(当采用趴梁法时)。(2)角檐柱：它是纵横檐柱在转角处相交的柱子，是支承搭交檩(即在转角处相交的檐檩)和角梁的主要受力构件。(3)交金瓜柱：它是指在交角部位各搭交檩下面的瓜柱，依所需高低不同分别采用交金瓜柱或交金托墩。用它来支承其上的搭交檐檩、搭交下金檩和搭交上金檩等。(4)雷公柱：在屋顶正脊部位，对庑殿正身来说，是采用脊瓜柱支承脊檩的，而在山面部位，屋脊要按照“推山法则”的要求，使脊檩推出悬挑一个距离，这时应在脊檩端部下面设置一根支柱，以支承脊檩及其上面的荷重，这所设之柱即为“雷公柱”。2、山面横梁构件单檐无廊庑殿山面部分的横梁构件有：顺梁、趴梁、太平梁、角梁等。(1)顺梁：是指顺面阔方向的横梁。当山面设置有正身檐柱作支承时，可采用顺梁来承托山面部分的搭交檐檩和下搭交檩上的交金瓜柱。顺梁的外端由山面檐柱承托，顺梁的里端榫接在庑殿正身部分的金柱之上。如果山面在此位置上，不采用檐柱作为顺梁的支承，就采用“趴梁法”，即在顺梁位置用趴梁来代替(参看图3—6c所示)，趴梁的外端趴伏在山面搭交檐檩上，里端同顺梁一样。(2)趴梁：设置趴梁的位置有上下两处，一是当构架采用“趴梁法”时，如上所述用趴梁来代替顺梁，此为下趴梁；二是不管构架是采用“顺梁法”还是“趴梁法”，都应在山面下金檩与正身架梁(一般为五架梁)之间的上面趴伏一梁，以承托山面的搭交上金檩和交金托墩，此为上趴梁。(3)太平梁：为承托雷公柱所设之梁，即为太平梁，它搭伏在前后上金檩上。(4)角梁：它是指在屋面两山转角部位的梁，它按翼角的冲出与起翘进行设置。由于屋面翼角是曲面形，因此，角梁按步架分段设置，由檐口至屋脊分为：角梁(由上下老仔角梁组成)、由戗、脊由戗等。3、檩木庑殿山面檩木的道数，按庑殿正身檩木的道数进行设置，并与其对应相交，称为“搭交檩”。由下而上分为：搭交檐檩、搭交下金檩、搭交上金檩等。所有搭交檩之下设交金瓜柱或交金托墩作为支承。4、构架连接件庑殿山面的连接件仍是“檩三件”，分别将山面檐柱和角檐柱进行连接，交金瓜柱之间进行连接，上趴梁之间进行连接(如果是斗棋建筑，还应在檐垫板之上、斗棋之下，加设额枋连接件)。5、屋面基层庑殿的屋面基层与硬、悬山的屋面基层相同。四、歇山式木构架歇山式建筑的正身部分，同庑殿的正身是完全相同的，所不同的是山面部分。歇山的山面可以看成是悬山山面和庑殿山面相结合的一种改良，如图1-6所示，如果以歇山的下金檩为分界线，则在下金檩以上的山面构架同悬山屋顶相似，在下金檩以下的山面构架同庑殿山面部分基本相似，所不同的是歇山建筑较庑殿多了三个构件，即：踩步金、踏脚木、草架柱及其横穿。图1-6歇山建筑木构架(a)趴梁构造；(b)卷棚歇山木构架(顺梁法)；(c)尖顶歇山木构架(趴梁法)1、踩步金它是一个梁檩功能互兼的特殊构件，两端与下金檩搭交，座踩在立于顺梁的交金墩上或带趴头的梁金枋上。它的正身承托着上面的架梁和檩木荷重，其断面与架梁相同；在正身的外侧面，剔凿有椽窝以搭置山面檐椽，起着檩木的作用，并在两端做成檩木形式与下金檩搭扣相交。2、草架柱及横穿歇山屋顶的正脊同悬山做法一样，因此，从踩步金以上的所有檩木，都要按“收山法则”悬挑出去一个距离，这些檩木悬挑端部的下面，需要有一个相应支柱，这种支承檩木的柱子就是草架柱。草架柱之间的稳定就由横穿木加以稳固。3、踏脚木它是承接草架柱的一根横木，做成直角梯形断面，压定并固接在山面檐椽上，两端与下金檩交接。由草架柱、横穿和踏脚木等所形成的整个山尖面，常用拼接板封盖起来，此板叫做“山花板”，护盖着整个歇山的山面。歇山建筑的木构架如图1-6所示。五、攒尖顶木构架攒尖顶木构架大量用于亭子建筑，其他建筑如北京天坛祈年殿、皇穹宇等也采用这种形式。它分多角形和圆形两大类，每一类又有单檐和重檐两种形式，在重檐亭中又有单围柱和双围柱之分。除此之外还可将两种组合起来形成组合亭。亭子的形式虽然很多，但基本结构均大同小异，现以单檐亭和圆形亭的木构架为例，分述如下：(一)单檐亭木构架1、柱子围圈构件单檐亭的柱子应根据面阔和进深的大小，可设为4根、6根、8根、12根等檐柱，柱脚立于角柱石上，柱头做成十字槽口，安装檐枋(