大木作 structural carpentry
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。
1.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棊、藻井、勾圃、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。
2.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、标淮规范并附有图样的材份制(即古代的模数制)。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《工程做法则例》基本上使用了斗口制,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。
3.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。就目前所知,大体有四大类,以不同形式沿用至今:
①井幹式。在商周墓室中已出现井幹式结构,后代虽只在少数地区使用,在木结构发展史上却有一定地位。其特点是以圆木或方木叠加,构成房屋四壁;四角相交处用扣搭榫结合;上加屋顶,即为房屋。因其形如古代井栏,故以此得名。在云南晋宁石寨山出士的西汉铜器上已有井幹式房屋的图像,近代在云南山区仍偶有使用。
②纵架式。在商代战国时建筑遗址中,有柱子纵向成列而横向不成行的,在战国至秦汉台榭上,其四周各层周庑的柱子,也是这样,表明这种房库是用纵向柱列承檩,檩间架椽,形成平或坡屋顶的建筑,即以檩为主梁,而没有横向的梁。这种构架方法近代在西北某些地方和西藏的单坡或平顶房屋中仍在使用。
③穿斗式。其特点是每间一道屋架,其柱子由外而内随屋面坡度升高,直接承托檩,各柱间用称为“穿”的一组横向水平木枋穿过柱身,连为一体,形成屋架;各道屋架间又用称为“逗”(或作“斗”)的纵向水平木枋连接,构成两坡顶房屋的骨架。屋面重量由椽、檩直接传至柱顶,不用横向承重的梁。它即以所用的“穿”和“斗”而得名。这种构架在广州出土东汉明器陶屋上已出现,表明至迟在汉代已有,目前仍在江南地区传统建筑中广泛流行。
④抬梁式。又称柱梁式,其特点是柱子承横向叠加的梁(或在柱上加斗为中介),梁层层抬高,逐层缩短,形成三角形构架。柱和梁间用栏额、柱头枋、攀间、檩等相连、形成房屋构架。它以梁逐层抬高和以柱承梁得名。宋代、清代官式建筑所载构架和现存重要大型古代建筑多属抬梁式,是发展得最完善、使用得最广泛的一种构架形式。
在宋《营造法式》中记载的殿堂型结构、厅堂型结构、簇角梁型结构三种主要木构架形式,都属由柱承梁的抬梁式构架。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,只需增加柱额和作层(平坐)即可。应用这种结构的房屋,平面均为长方形。有4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。每个屋架山若干长短不等的柱梁组合而成,只在外檐柱上使用铺作。每两个屋架间用槫、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,每一道屋架所用梁柱数量、组合方式可以不同,其内柱位置、数量即通过选择不同形式构架确定,因此平面形式较灵活。
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。
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”。而簇角梁结构,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,但厅堂结构由柱或蜀柱承托逐层抬高而减短的梁承受檩和屋顶的重量,故又称抬梁式构架。穿斗架用柱直接承檩,不用梁,柱间穿枋仅是连系构件。
4.构件种类
大木作结构构件,按功能可分为12类。其中栱、昂、爵头、斗属铺作构件。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(小额枋或山额垫板)、普拍枋(平板枋)、屋内额、地栿、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。显露的或在平棊(天花)以下的梁,称为明栿。明栿按外形分为直梁、月梁。直梁四面平直;月梁经过艺术加工,形弯如弓。隐蔽在平棊以上的梁,表面不必加工,称为草栿。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栿(顺梁或扒梁)。在最下一梁之下安于两柱之间与梁平行的枋,称顺栿串(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。明清官式建筑梁上均用短柱,柱下各用角背,并不用托脚、叉手。当庑殿推山加长脊槫,在头下另加一道平梁,称太平梁,梁上立一柱称雷公柱。
⑤替木。与槫、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槫和襻间。槫是承载椽子并连接横向梁架的纵向构件。截面圆形的称槫(檩或桁),矩形的称承椽枋。襻间用于槫下,是联系各梁架的重要构件,以加强结构的整体性。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,用枋与槫平行,称顺脊串。明清只用金柱间,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[木专]正侧两面交点上。
⑧椽,飞子(飞檐椽)。椽子截面圆形,首尾钉在上下两槫上。每一条水平长度即槫的间距,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。
以上各类构件中,柱、槫、椽多为圆形截面,余为矩形截面。宋以后各代对构件截面,按结构形式(殿堂、厅堂、余屋,或大木大式、大木小式)都详尽地规定出高、厚尺度。其高厚比早期多为3:2,间有2:1的,至明清则多为10:8。
5.屋顶形式
屋顶又称屋盖,是中国古代建筑外形最显著的标志。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:平的或近乎平的,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。作成铺瓦的斜坡,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以下几种。
①一面坡屋顶。全屋面向一倾斜排水。
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,两山用丁栿(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,在脊栲上垒正脊,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,在两山用丁栿(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。
盝顶,屋架平梁以上不用蜀柱和脊桂,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、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。
6.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6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、栿、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读构件三向平接时,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,替木与槫),上下两构件于相对位置开销眼,受暗销。
⑥铺作上用斗。斗底、棋头上开销眼,受暗销。斗上横开口或十字开比受栱昂。斗口内或更留隔口包耳。
7.施工程序
大木施工自唐宋至明清大体相同,约可分为5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,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。
④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。
⑤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,叫作“卓立”。然后再起吊额栿等大构件,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,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。
⑥钉椽、结裹。依次钉铺椽子、板栈(望板),是大木作最后一道工序。
8.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,其余分别按规定追加。
自宋迄清,大木作用料均以松木为主。宋代木料共有6种规格:圆料2种,方料4种,要将各种原木,加工解割成8种规格的方料,以备选用。所以宋代在大木作之外另有锯仵,实际是规定用料原则。
清代木料缺乏,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。
摘自:《中国大百科全书(第2版)》第4册,中国大百科全书出版社,2009年
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