傳統(tǒng)木建筑梁柱結(jié)構(gòu)體系演化探索

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摘要：為探究中國傳統(tǒng)古建筑梁柱結(jié)構(gòu)體系演化的趨勢(shì)和影響因素，對(duì)傳統(tǒng)古木建筑生起側(cè)腳、減柱移柱、建筑構(gòu)架比例演化進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和理論分析。研究認(rèn)為：生起和側(cè)腳在明清時(shí)期逐漸減弱是由于其結(jié)構(gòu)作用被替代,且本身施工難度較大；宋遼時(shí)期產(chǎn)生的減柱造和移柱造不再被官式建筑使用；唐宋時(shí)期平面進(jìn)深與面闊之比與建筑體量相關(guān)，常以進(jìn)深為單位長(zhǎng)度，依據(jù)方圓作圖得到面闊尺寸。

關(guān)鍵詞：中國古建筑；生起；側(cè)腳；減柱移柱；建筑比例

傳統(tǒng)古建筑是我國民族文化自信的有力載體，也是海內(nèi)外學(xué)術(shù)交流的重要文化橋梁之一。雖我國傳統(tǒng)古建筑演變的研究成果頗豐，但對(duì)梁柱結(jié)構(gòu)體系缺少專門、成體系的研究。本文通過對(duì)我國傳統(tǒng)古建筑梁柱結(jié)構(gòu)體系的演變進(jìn)行專門、有組織的研究，采用數(shù)字處理、圖像展示的研究方法，將抽象的演變過程轉(zhuǎn)化成具體的數(shù)字及圖像，以便于了解和學(xué)習(xí)我國傳統(tǒng)古建筑知識(shí)，為古建文化、技術(shù)的傳播探索新形式。

1生起與側(cè)腳

1.1生起

生起指檐柱以當(dāng)心間兩柱即“平柱”為標(biāo)準(zhǔn)，從中間向兩側(cè)柱高依次升高的做法。根據(jù)《營造法式》以下簡(jiǎn)稱《法式》，建筑開間為三間時(shí)規(guī)定生起兩寸，開間數(shù)每增加兩間生起增加兩寸，十三間建筑的生起達(dá)到一尺二寸。這種做法一方面可使結(jié)構(gòu)上形成柔和的曲線，另一方面可使闌額受壓，防止脫榫。可見在《法式》編寫的年代，生起已有規(guī)范的做法。但實(shí)際上宋遼金時(shí)期建筑的生起似乎并未嚴(yán)格按照法式的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，如北宋建筑晉祠圣母殿副階前后角柱生起值為22.3cm，約合宋時(shí)七寸[1]，比《法式》中規(guī)定七間生高六寸高出一寸。而遼代建筑山西大同華嚴(yán)寺大殿正面角柱生起32cm，約合宋時(shí)一尺，遠(yuǎn)高于《法式》中規(guī)定五間生高四寸的規(guī)定[2]。生起的做法在唐構(gòu)中并不多見，由于遼代建筑多由唐代工匠參與建造，故生起在遼構(gòu)中應(yīng)用也不頻繁，明清時(shí)期生起使用逐漸減少。雖然明初建筑都有生起，但相對(duì)于宋代生起值大幅度減弱，已不能形成向心內(nèi)聚力增加木構(gòu)穩(wěn)定的作用。推測(cè)是因?yàn)橹袊匦禄氐搅擞蓾h族統(tǒng)治的朝代，朱元璋重建漢族重要建筑物的規(guī)章制度而產(chǎn)生的追慕古風(fēng)的做法。最常使用該做法的還是兩宋時(shí)期的建筑，這可能與兩宋時(shí)期工匠多來自江南地區(qū)以及當(dāng)時(shí)的審美傾向有關(guān)。

1.2側(cè)腳
側(cè)腳指將檐柱柱腳向外移動(dòng)一定距離，使柱頭向內(nèi)傾斜的做法。本文根據(jù)《法式》繪制圖1，《法式》規(guī)定柱頭不動(dòng)，側(cè)腳尺寸依靠柱的高度確定，前后立面柱腳移動(dòng)10/1000柱高，側(cè)面柱腳移動(dòng)8/1000柱高，該做法加強(qiáng)了木構(gòu)架的內(nèi)聚力。與生起相同，在宋、遼、金、元建筑實(shí)例中也可發(fā)現(xiàn)其側(cè)腳值遠(yuǎn)大于《法式》的規(guī)定。如遼構(gòu)薊縣獨(dú)樂寺觀音閣首層正面平柱的側(cè)腳值達(dá)到13.5cm，約為柱高的3.3%[2]。明清前側(cè)腳應(yīng)用頻繁且尺度較大，主要原因是當(dāng)時(shí)建筑構(gòu)架中缺少柱間聯(lián)系構(gòu)件，穩(wěn)定性差，需要側(cè)腳增加構(gòu)架內(nèi)聚力，以防止柱頭外閃。明初時(shí)建筑仍有明顯的側(cè)腳，可能與效仿唐宋、重建漢制有關(guān)。隨著生起的削弱，側(cè)腳也無法發(fā)揮其結(jié)構(gòu)功能，至清代《工程做法》中規(guī)定官式建筑已不再需要側(cè)腳。

1.3生起與側(cè)腳減弱的原因

生起和側(cè)腳主要有兩方面的作用：一是使檐口形成柔和的曲線，使建筑更加舒展靈動(dòng)，這是美學(xué)上的作用；二是結(jié)構(gòu)作用。生起和側(cè)腳的做法可有效加強(qiáng)木構(gòu)架的內(nèi)聚力（圖2），唐宋時(shí)期的殿閣式建筑中僅靠闌額連接，且唐代及遼代早期連接榫卯多采用直榫，抗拔性差，故需使用側(cè)腳做法使闌額在使用過程中受壓，防止建造過程中和完成后構(gòu)架因柱頭外閃而散架。另外，生起使闌額形成外高內(nèi)低的形式，同時(shí)使柱頭整體構(gòu)成凹形曲面，鋪?zhàn)鲗雍臀萆w層置于該曲面上會(huì)整體處于向內(nèi)受壓形式，從而增加整個(gè)構(gòu)架的穩(wěn)定性。但在明清時(shí)期生起和側(cè)腳顯著減弱，推測(cè)其主要原因有以下幾點(diǎn)。在經(jīng)過宋、元的發(fā)展后，明代時(shí)期的殿閣建筑已吸收了廳堂建筑的一些特點(diǎn)，也可稱為“廳堂化”[3]，造成了構(gòu)架中的兩個(gè)改變，一個(gè)是建筑構(gòu)架中聯(lián)系構(gòu)件增加，節(jié)點(diǎn)形式發(fā)生變化，柱網(wǎng)之間及柱與鋪?zhàn)鲗蛹拔萆w層之間的聯(lián)系更緊密，構(gòu)架的穩(wěn)定性提高，側(cè)腳和生起的功能被取代。另外，由于廳堂化，構(gòu)架內(nèi)柱升高，建筑已難以明確分層，柱頭上也難以形成完整的凹形平面，這樣生起和側(cè)腳就失去了為鋪?zhàn)鲗雍臀菁軐犹峁﹥?nèi)聚力的作用。明代大木技術(shù)追求實(shí)用簡(jiǎn)便、施工便利，而生起和側(cè)腳不僅本身會(huì)增加施工量，其導(dǎo)致的柱頭凹形曲面還會(huì)使鋪?zhàn)鲗拥募茉O(shè)更加困難（圖3），這一做法在需要大量營造的時(shí)期顯然不宜采用。明代制磚技術(shù)提高，多采用磚墻而非之前使用的土墻，而規(guī)整的框架更有利于磚墻砌垛，同時(shí)工整的框架也滿足了明代對(duì)建筑嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)整的審美要求。

2移柱造和減柱造

2.1發(fā)展演變

移柱造是在中國傳統(tǒng)古建筑中，通過改變?nèi)舾蓛?nèi)柱的位置，用以增減柱距營造所需空間和功能的做法。減柱造是古代木構(gòu)建筑中減少部分內(nèi)柱的做法。為探究減柱造、移柱造的發(fā)展趨勢(shì)，從唐代至清代的部分宗教建筑的減柱、移柱情況可看出，減柱造和移柱造在隋唐五代時(shí)期基本不用，宋、遼時(shí)逐漸出現(xiàn)，金、元時(shí)期達(dá)到鼎盛，明、清時(shí)期逐漸停止使用。從地理位置來看，減柱移柱減柱多分布在北方少數(shù)民族統(tǒng)治區(qū)域，北宋建筑雖有該類做法出現(xiàn)，但其中較早的例子多靠近遼的統(tǒng)治區(qū)域，推測(cè)是受遼的做法影響而產(chǎn)生。

2.2構(gòu)法演化的原因

關(guān)于減柱造、移柱造的產(chǎn)生有以下三點(diǎn)猜想。

（1）遼王朝始終未建立健全的財(cái)政制度，加之極度親佛崇佛，據(jù)當(dāng)時(shí)記載，遼代的人口有1000多萬，其中僧侶占3.6%，同時(shí)期的北宋僧侶人數(shù)最多也只達(dá)到總?cè)丝诘?.92%。整個(gè)遼代時(shí)期的統(tǒng)治者幾乎都從信仰出發(fā)，即使在財(cái)政困難的情況下，還不計(jì)得失地支持佛教事業(yè)廣修佛寺，頻繁且大量的營造和布施給國家財(cái)政造成了巨大壓力，故在營造時(shí)使用減柱法以降低營造成本。

（2）將遼代遺構(gòu)奉國寺大殿、善化寺大雄寶殿移柱后的平面與標(biāo)準(zhǔn)金廂斗底槽對(duì)比（圖4），采用該做法的結(jié)果使殿內(nèi)的禮佛空間擴(kuò)大?？赏茰y(cè)遼代的統(tǒng)治階級(jí)常舉辦大型法會(huì)，傳統(tǒng)構(gòu)架中形成的室內(nèi)空間已不能滿足當(dāng)時(shí)的禮佛需要，故為擴(kuò)大禮佛空間采用減柱造和移柱造改變室內(nèi)空間分隔。

（3）作為游牧民族，契丹人生性喜愛自由，不受制于以往的空間形式。同時(shí)在其游牧生活中居住的氈帳和氈屋空間較傳統(tǒng)木構(gòu)更加開闊，在此影響下產(chǎn)生了對(duì)大空間大跨度的追求。同時(shí)契丹人缺少木構(gòu)建筑技術(shù)，建筑營造中的匠人多為漢人，并引用宋《營造法式》作為建造依據(jù)，加上《法式》中限制較少，建筑設(shè)計(jì)靈活，演變出減柱造和移柱造。金、元時(shí)期減柱造、移柱造盛行的原因也基本是由于宗教信仰、經(jīng)濟(jì)問題及生活習(xí)慣的影響。到明、清時(shí)期，減柱造和移柱造基本只存在于一些中小型建筑，尤其是南方民間建筑中，一些需要大空間、具有特殊用途的較大型建筑也有減柱與移柱的實(shí)例。此外，減柱造和移柱造已很少使用，推測(cè)原因如下。

（1）減柱移柱不符合結(jié)構(gòu)力學(xué)，打破了結(jié)構(gòu)的平衡性，增加了梁的跨度，且構(gòu)件受力不均衡，影響建筑的穩(wěn)固和安全。例如大同善化寺三圣殿（圖5），由于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，受力不均衡，導(dǎo)致大梁負(fù)荷過大，撓度增加，為解決此問題不得不增加立柱（圖6）。

（2）明代在建筑營造方面也仿效唐風(fēng)，金、元等外族常用的減柱造、移柱造做法逐漸不再使用。（3）明、清兩代為大規(guī)模營建需建立完善的建筑制度，從明代流傳的《魯班經(jīng)》及《大明會(huì)典》卷一百八十一至卷一百九十與建筑相關(guān)的法律法規(guī)到清《工程做法則例》，建筑尤其是官式建筑的形式逐漸固定，可設(shè)計(jì)的余地減少。梁思成評(píng)價(jià)《工程做法則例》“至為嚴(yán)酷”“極小、極不重要的部分，也得按照則例，不能隨意”。在如此標(biāo)準(zhǔn)化的建筑制度下難以采用減柱、移柱做法。由于減柱、移柱沒有明確的規(guī)范，也給施工帶來了困難。清時(shí)期基本不再使用減柱移柱做法，只吸收其升高內(nèi)柱的優(yōu)點(diǎn)，直接將梁放置在柱上或插入內(nèi)柱，不再使用斗栱結(jié)構(gòu)層，斗栱基本轉(zhuǎn)化為裝飾構(gòu)件。

3平面中的比例

建筑平面的比例影響著建筑的整體觀感和建筑空間，我國傳統(tǒng)古建筑不論體量大小均有比例和諧、造型優(yōu)美之長(zhǎng)，這得益于建筑平面良好的長(zhǎng)寬比。本文為探究這一比例與建筑體量的關(guān)系，將部分建筑的進(jìn)深與面闊相除，其數(shù)據(jù)見表1。從表1可看出，進(jìn)深與面闊的比例和建筑的開間存在一定的關(guān)系，這一比例在九開間和七開間建筑中多接近1/2，在五開間建筑中多接近1/2，而在三開間建筑中這一比例常接近于1/1，其中山門和配殿的進(jìn)深面闊之比與1/1相差較大，猜測(cè)是因?yàn)槠浞钦罟市问接兴淖儯姳?。從表2可看出，雖然不同開間建筑的進(jìn)深面闊之比不同，但無論何種比均可由簡(jiǎn)單的方圓作圖得到，猜測(cè)在實(shí)際營造中常以進(jìn)深為單位長(zhǎng)度，通過方圓作圖得到面闊尺寸?？紤]到相似比例的建筑分布較廣，故可推測(cè)這些特殊比例的出現(xiàn)并非偶然為之。

4結(jié)論

（1）生起和側(cè)腳的產(chǎn)生是由于建筑造型的要求和建筑構(gòu)架穩(wěn)定性的要求，其減弱主要是由于殿堂建筑廳堂化導(dǎo)致構(gòu)架穩(wěn)定性提高以及柱頭凹形平面破壞，使得生起和側(cè)腳的結(jié)構(gòu)作用減小，且生起和側(cè)腳會(huì)增加施工量，提高施工難度。

（2）減柱造、移柱造產(chǎn)生的原因是國家財(cái)政困難又大力支持佛教事業(yè)，故需降低營造成本，同時(shí)大型法會(huì)需要更大的殿內(nèi)禮佛空間，加上《營造法式》的限制較少，工匠可靈活設(shè)計(jì)。

（3）減柱造、移柱造消失的原因是發(fā)現(xiàn)其打破了結(jié)構(gòu)的平衡性，影響建筑的穩(wěn)固和安全，且明代統(tǒng)治者追慕古風(fēng)、上仿唐宋；因明清時(shí)期官式建筑制度完善，設(shè)計(jì)自由度減小，難以采用減柱造、移柱造。

（4）建筑的平面存在一定的比例關(guān)系，如唐宋時(shí)期大型建筑進(jìn)深與面闊之比常接近0.5，三開間小型建筑進(jìn)深與面闊之比常接近于1，五開間建筑也出現(xiàn)進(jìn)深與面闊之比近似1/2的情況，推測(cè)實(shí)際營造中常以進(jìn)深為單位長(zhǎng)度，通過方圓作圖得到面闊尺寸。

（5）古建筑梁柱結(jié)構(gòu)體系的演化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，其中從構(gòu)架整體到局部構(gòu)件均由于種種原因發(fā)生了演變，其范圍之廣、內(nèi)容之多并非本文可以囊括。本文研究過程中發(fā)現(xiàn)這一體系演化的主要原因基本圍繞統(tǒng)治者傾向、建筑實(shí)用功能的需要、建筑技術(shù)的提高與制度的完善、結(jié)構(gòu)或裝飾需要等方面。在漫長(zhǎng)的演變過程中，有逐漸消失的做法與構(gòu)件，如減柱移柱、側(cè)腳生起、叉手等；也有雖未消失但與最初形式不大相同的構(gòu)件，如鋪?zhàn)?、普拍枋、闌額等；還有即使構(gòu)架與構(gòu)件都發(fā)生了改變，但仍得到應(yīng)用的做法，如平面中的特殊比例。一種做法或構(gòu)件的消失與否基本取決于是否具有結(jié)構(gòu)功能或裝飾功能，當(dāng)其同時(shí)失去兩種功能時(shí)，被淘汰即成為定局。

參考文獻(xiàn)

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作者:李馨然 賈舒可 王碩 陳志淵 董蘇皖 闕澤利 單位:南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院