精巧大木作

发表于2005-12-25     7346人浏览     24人跟帖     总热度:10  

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。
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 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。

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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。其余8类如下:
  ① 柱。直立承受上部重量的构件。按外形分为直柱、梭柱,截面多为圆形。按所在位置有不同名称:在房屋最外圈的柱子为外檐柱,外檐柱以内的称屋内柱(金柱),转角处的称角柱等。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。
  ② 额枋。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、地伏、绰幕(后演化为雀替)等,是连接柱头或柱脚的水平构件。
  ③ 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)称搭牵(单步梁),长两椽的称乳伏(双步梁),长四椽的称四椽伏(五架梁),乃至长八椽的称八椽伏(九架梁)。最上一梁称平梁(三架梁),梁上立蜀柱(脊瓜柱)承脊椽(脊桁)。显露的或在平暗(天花)以下的梁,称为明伏。明伏按外形分为直梁、月梁。直梁四面平直;月梁经过艺术加工,形弯如弓。隐蔽在平暗以上的梁,表面不必加工,称为草伏。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伏(顺梁或扒梁)。在最下一梁之下安于两柱之间与梁平行的枋,称顺伏串(跨空随梁枋)。明清时又有紧贴梁下的枋,称随梁枋。
  ④ 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。
  ⑤ 替木。与椽、枋平行,用于两构件对接的接口之下,以增加连接的强度,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。
  ⑥ 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。
  ⑦ 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。
  ⑧ 椽,飞子(飞檐椽)。椽子截面圆形,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。

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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。

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 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。

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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。

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 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。因此大木用料几乎全按构件尺寸,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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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。

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清代抬梁式构架
根据清工部《工程做法》作如下介绍:
  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"。

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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。

bear1234

重庆  | 建筑设计

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