古代建筑的结构形式

 

从远古到汉代的木结构的形式迄今未能完全了解，仍在探索中。从半坡遗址到商代盘龙城遗址、西周周原建筑遗址、汉代礼制建筑、石阙等，虽已有复原研究，但还都未能得出系统的结论，只能看出一些脉络：①殷商的墓室均用井干式结构，后代虽不普遍使用，但在木结构发展史中却有重要作用。②自商代至战国宫殿遗址中已发掘的平面柱网布置，均纵向成行列而横向常不成行列。据此可推断屋架构造，系以纵架为主，直至汉代仍有应用，故纵架应是早期普遍使用的构造形式。后来，辽金时期偶然也有使用纵架承托横架的构造，那是经过改进提高的纵架。③自西周开始已用栌斗作为结合柱、梁的构件，以后逐步发展成栌斗上用拱、昂等组合成铺作（见斗拱）的复杂构造形式。

 

现在知道最早的关于具体的结构形式的记录，是宋代《营造法式》中的殿堂结构、厅堂结构、簇角梁结构三种。根据现存实例，可以推断这三种结构至少在唐初即已普遍应用。它们的特点如下所述。

 

殿堂结构：全部结构按水平方向分为柱额、铺作、屋顶三个整体构造层,自下至上逐层安装,叠垒而成。如造楼房，只须增加柱额和铺作层（平坐）即可。应用这种结构的房屋，平面均为长方形。有四种地盘分槽形式，即金箱斗底槽、双槽、单槽和分心斗底槽。

 

厅堂结构：用横向的垂直屋架。每个屋架由若干长短不等的柱梁组合而成，只在外檐柱上使用铺作。每两个屋架间用椽、襻间等连接成间。每座房屋的间数不受限制，屋架只要椽数、相应步架的椽平长相等，各屋架所用梁柱数量、组合方式可以不同，因此不必规定平面形式。厅堂结构施工较殿堂结构简便，但不宜建造多层房屋。用厅堂结构建造小规模房屋，不用铺作，称为"柱梁作"，应用普遍。现存实例中，还有一种综合殿堂和厅堂结构的形式，如奉国寺大殿，用纵、横、竖三个方向的柱、梁、铺作等构件，互相交错，组成一个整体，施工繁难，辽金以后未见再用。

 

簇角梁结构：用于正圆或正多边形平面的建筑，每个柱头上的角梁与中心的枨杆（雷公柱）相交，组成圆或方锥形屋顶。

 

宋式簇角梁构架示意

 

在明清官式建筑中,殿堂结构仅存表面形式,实际均为厅堂结构，称"大木大式"。普遍应用的"柱梁作"，称为"大木小式"。而簇角梁，则称为"攒尖"，多用于小型亭榭。

 

此外，在长江流域和东南、西南地区，习惯用穿斗式构架。它与厅堂结构同属横向垂直的屋架，但厅堂结构由逐层抬高而减短的梁承受檩和屋顶的重量，故称抬梁式构架。穿斗架用柱直接承檩，不用梁，柱间穿枋仅是连系构件。

 

构件种类 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。

宋代抬梁式构架

根据《营造法式》作如下介绍：

①形制。殿堂型构架内、外柱同高，柱头以上为一水平铺作层，再上即为贯通整个房屋进深方向，随屋面坡度叠架的梁。厅堂型构架内柱升高，没有贯穿整幢房屋进深方向的大梁，在柱间使用较短的梁叠架起来。

②柱。大多加工成梭形，外檐四周的柱子带有生起和侧脚。

③梁。露明的梁称为明伏，被天花遮住的梁称为草伏，明伏有的加工成月梁形式。按每根梁长度和位置的不同称谓,如檐伏、乳伏、平梁、搭牵等。梁的长度以椽架来衡量，一椽架即指一条架在两伏之上的椽子的水平长度，一般梁的长度为几个椽架的长度即称几椽檐伏，但两椽架长的梁在构架最上一层的称为平梁，在内外柱之间的称为乳伏,处于乳伏之上一椽架长的梁称为搭牵。

④铺作。在梁柱交点的斗拱形成铺作层，它既能加强构架的整体性，又能巧妙地吸收、传递来自不同方向的荷载，是抬梁式构架中起结构作用的重要部分。

清代抬梁式构架

根据清工部《工程做法》作如下介绍：

清七檩硬山大木小式构架

①形制。清官式建筑构架有大式、小式之分。大式建筑等级较高，多用斗拱。有的檐柱、内柱同高，上加主要起装饰作用的斗拱层，上承梁架，近似宋式殿堂构架,多数则近似宋式厅堂构架。大式也有不用斗拱的,用材较为粗壮。小式建筑规模小，不用斗拱，用料也较节省。但无论大式或小式建筑均无明伏、草伏的区别。
②柱。抬梁式构架中的柱子按位置定名。位于前、后檐最外一列柱子称为檐柱，位于山墙正中的柱子称为山柱，在建筑的纵中线上的内柱称为中柱，除中柱以外的内柱，均称金柱。从故宫现存建筑看，明代建筑柱子尚保留了侧脚、生起的作法，清代则很不明显。
③梁。每榀梁架中主要的梁，按本身所承托的檩数定称谓,例如上承九檩者称为九架梁,依次有八架梁、七架梁，直至三架梁。梁的长度以步架(即檩间水平距离)来计，九架梁者长八步架，七架梁者长六步架，六架梁者长五步架等。此外，还有几种次要的短梁，如檐柱与金柱间的梁，长仅一步架，在大式建筑中称桃尖梁，在小式建筑中称抱头梁。如果廊宽两步架，桃尖梁加长一倍，称双步梁；这时往往上面还有一道一步架长的短梁，称单步梁。各种类型的梁，截面高宽比，多近于6:5,或5:4，截面近于方形。
④斗拱。元代以后,梁、柱节点上的斗拱逐渐变小，与唐宋建筑中的斗拱相比，结构作用减弱，装饰性加强。到清代斗拱几乎蜕化为装饰性构件。
⑤其他。梁架中的叉手、托脚被取消，纵向的联系构件减少，襻间、串等被统一成檩、垫、枋三位一体的标准作法，称"一檩三件"。

抬梁式构架所形成的结构体系，对中国古代木构建筑的发展起着决定性的作用，也为现代建筑的发展提供了可资借鉴的材料

穿斗式构架

中国古代建筑木构架的一种形式，这种构架以柱直接承檩，没有梁，原作穿兜架，后简化为"穿逗架"和"穿斗架"。

穿斗式构架示意图

穿斗式构架的特点是沿房屋的进深方向按檩数立一排柱，每柱上架一檩，檩上布椽，屋面荷载直接由檩传至柱，不用梁。每排柱子靠穿透柱身的穿枋横向贯穿起来，成一榀构架。每两榀构架之间使用斗枋和纤子连接起来，形成一间房间的空间构架。斗枋用在檐柱柱头之间，形如抬梁构架中的阑额；纤子用在内柱之间。斗枋、纤子往往兼作房屋阁楼的龙骨。

每檩下有一柱落地，是它的初步形式。根据房屋的大小，可使用"三檩三柱一穿"、"五檩五柱二穿"、"十一檩十一柱五穿"等不同构架。随柱子增多，穿的层数也增多。此法发展到较成熟阶段后，鉴于柱子过密影响房屋使用，有时将穿斗架由原来的每根柱落地改为每隔一根落地,将不落地的柱子骑在穿枋上,而这些承柱穿枋的层数也相应增加。穿枋穿出檐柱后变成挑枋，承托挑檐。这时的穿枋也部分地兼有挑梁的作用。穿斗式构架房屋的屋顶,一般是平坡,不作反凹曲面。有时以垫瓦或加大瓦的叠压长度使接近屋脊的部位微微拱起，取得近似反凹屋面的效果。

穿斗式构架以柱承檩的作法，可能和早期的纵架有一定渊源关系，已有悠久的历史。在汉代画像石中就可以看到汉代穿斗式构架房屋的形象。穿斗式构架用料较少，建造时先在地面上拼装成整榀屋架，然后竖立起来，具有省工、省料，便于施工和比较经济的优点。同时，密列的立柱也便于安装壁板和筑夹泥墙。因此，在中国长江中下游各省，保留了大量明清时代采用穿斗式构架的民居。这些地区有的需要较大空间的建筑，采取将穿斗式构架与抬梁式构架相结合的办法：在山墙部分使用穿斗式构架，当中的几间用抬梁式构架，彼此配合，相得益彰。

穿斗式构架是一种轻型构架，柱径一般为20～30厘米;穿枋断面不过6×12至10×20平方厘米；檩距一般在100厘米以内；椽的用料也较细。椽上直接铺瓦,不加望板、望砖。屋顶重量较轻，有优良的防震性能。

井干式结构

云南南华井干式结构民居

一种不用立柱和大梁的房屋结构。这种结构以圆木或矩形、六角形木料平行向上层层叠置，在转角处木料端部交叉咬合，形成房屋四壁，形如古代井上的木围栏，再在左右两侧壁上立矮柱承脊檩构成房屋。

中国商代墓椁中已应用井干式结构，汉墓仍有应用。目前所见最早的井干式房屋的形象和文献都属汉代。在云南晋宁石寨山出土的铜器中就有双坡顶的井干式房屋。《淮南子》中有"延楼栈道，鸡栖井干"的记载。

井干式结构需用大量木材，在绝对尺度和开设门窗上都受很大限制，因此通用程度不如抬梁式构架和穿斗式构架。中国目前只在东北林区、西南山区尚有个别使用这种结构建造的房屋。云南南华井干式结构民居是井干式结构房屋的实例。它有平房和二层楼，平面都是长方形，面阔两间，上覆悬山屋顶。屋顶做法是左右侧壁顶部正中立短柱承脊檩，椽子搭在脊檩和前后檐墙顶的井干木上，房屋进深只有二椽。