構(gòu)架——傳統(tǒng)木建筑的支撐體系

構(gòu)架，這里指建筑的結(jié)構(gòu)框架，是中國(guó)古典木結(jié)構(gòu)建筑最重要的組成部分。在華夏建筑體系里，它并沒(méi)有被隱藏，重點(diǎn)部位反而被刻畫(huà)強(qiáng)調(diào)，直觀地表現(xiàn)在外觀上。這種對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其關(guān)系的真實(shí)表達(dá)是華夏建筑文化的一大特征，也因此通常認(rèn)為這些木結(jié)構(gòu)的古建筑是非常“建構(gòu)的”。

從剖面上可以直觀地感受到木構(gòu)架的重要性。這里以建筑史書(shū)上最經(jīng)典的兩個(gè)剖面為例子：佛光寺與太和殿。

佛光寺剖面圖

太和殿剖面圖

粗看上去，這兩個(gè)剖面都由四個(gè)部分組成，由下至上依次是：基座、柱子、鋪?zhàn)鲗右约拔菝鎸印?/span>其中鋪?zhàn)鲗邮菢?gòu)建組合最復(fù)雜的一層，也是這兩個(gè)剖面最大差異所在。

鋪?zhàn)?，字面意思的一“鋪”一“作”，用以表述木?gòu)件層層堆疊的組合方式。雖然看起來(lái)非常復(fù)雜，但從原理上說(shuō)，鋪?zhàn)鲗泳褪且环N井干結(jié)構(gòu)，只是這種井干結(jié)構(gòu)的構(gòu)件被修飾過(guò)了，長(zhǎng)度大小都不一樣，當(dāng)它們組合在一起的時(shí)候，形成優(yōu)美的形體輪廓。

井干式結(jié)構(gòu)

以佛光寺的鋪?zhàn)鲗訛槔?/span>進(jìn)深方向的栿與面闊方向的枋縱橫交疊，一方面將柱頭拉結(jié)在一起，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，另一方面也使木架在高度上得到抬升。拱和昂作為栿的收頭，層層出挑，使屋檐在水平方得以伸展。斗的作用其實(shí)相當(dāng)于節(jié)點(diǎn)。

佛光寺

斗拱往上，橫向的栿層層內(nèi)收，長(zhǎng)度變短直至退化成駝峰，配合縱向的檁條形成屋頂?shù)钠旅?strong>。如此清晰完成的鋪?zhàn)鲗釉谕砥诘哪窘Y(jié)構(gòu)中發(fā)生了變化，最直觀的就是斗拱的縮小。斗和拱的尺寸遠(yuǎn)小于枋和梁，以至于呈現(xiàn)在剖面上的是更新清楚的梁柱關(guān)系，也就是通常說(shuō)的：斗拱不再起到結(jié)構(gòu)作用。

唐代斗拱

清代斗拱

板凳——亭構(gòu)架的空間體系

• 從晚期的顏廟樂(lè)亭入手：

拆解樂(lè)亭的結(jié)構(gòu)，大概可以得到它的組成過(guò)程：首先是四根柱，其上是一圈闌額，再上面是斗拱。

此時(shí)的斗拱尺寸很小，不起結(jié)構(gòu)作用。斗拱之上是相對(duì)來(lái)說(shuō)尺寸很大的檐檁。在這一圈檐檁上支起兩根梁，梁上起四根童柱，童柱和闌額的交角之間由角梁連接。

童柱之上再有一圈梁將其拉結(jié)，梁的正中豎起另四根童柱，童柱端頭由十字交叉的脊檁連接，脊檁的交點(diǎn)與圈梁的交點(diǎn)之前再連接四根角梁。

這是一個(gè)橫縱受力關(guān)系清晰的梁柱體系構(gòu)架。兩個(gè)方向的桿件依次搭接，通過(guò)梁—柱—梁—柱的方式支撐起屋面。不同于鋼筋混凝土梁柱體系，在這里木頭抗彎的材料特性使得童柱可以被放置在梁的中間而不是端頭，也就因此實(shí)現(xiàn)了屋面的坡度。總的看來(lái)，這套構(gòu)架體系整體性好、約束多、剛度強(qiáng)，結(jié)構(gòu)上相對(duì)保守，顯得成熟穩(wěn)重。

• 早期的亭子以晉祠的難老泉亭為例：

難老泉亭的內(nèi)部構(gòu)架難老泉亭外觀

從外觀上看，在難老泉亭的三段構(gòu)圖中，屋頂占了相當(dāng)大的比例（圖10）。要撐起這么大的屋頂，如果套用樂(lè)亭那樣的梁柱結(jié)構(gòu)，那要么童柱會(huì)很高，造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，或者堆疊很多層圈梁，使屋頂部分的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，自重過(guò)重。

難老泉亭的內(nèi)部構(gòu)架

而事實(shí)上當(dāng)走進(jìn)難老泉亭時(shí)，展現(xiàn)在眼前的是一套瘋狂的木結(jié)構(gòu)。斗拱之上并沒(méi)有橫縱交疊的梁柱，取而代之的是沿著昂尾向上延伸的八根角梁。這八根角梁在三個(gè)高度上被圈梁拉結(jié)，最終收頭在最高點(diǎn)正中心的垂柱上。在這套傘狀的受力體系里，荷載沿著斜向的角梁向下傳遞，形成外向的側(cè)推力，再被橫向的圈梁拉結(jié)抵消，形成一個(gè)穩(wěn)固的空間網(wǎng)架，最后由斗拱承托。依靠這套空間網(wǎng)架體系，屋頂可以撐得更高，獲得更巨大的內(nèi)部空間，而且桿件都是在端頭受力，類(lèi)似桁架，桿件只是軸向受拉或受壓，不用承受彎矩，似乎受力更合理。

• 明宋比較：

這種充分利用木材力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)模型在生活中也非常常見(jiàn)，板凳既是最經(jīng)典的例子，因此這種結(jié)構(gòu)也被稱為板凳體系。

板凳結(jié)構(gòu)手里體系示意

平坐——大式建筑層間的文章

• 平坐與井干

這里先從早期的木構(gòu)架入手，而早期木構(gòu)架中不得不提的一個(gè)結(jié)構(gòu)組成部分就是平坐層。平坐層在臺(tái)、樓、閣等多種木結(jié)構(gòu)建筑中都有存在，它的作用就是一個(gè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，在其上與其下的木結(jié)構(gòu)之間起到過(guò)渡的作用。

薊縣獨(dú)樂(lè)寺觀音閣

例如薊縣獨(dú)樂(lè)寺的觀音閣，從外觀上看它是兩層的木結(jié)構(gòu)，但是在剖面里可以看到有三層，這多出來(lái)的一層低矮的夾層就是平坐層。如果將平坐層拆解出來(lái)，可以看到它由一圈密實(shí)的斗拱層和一圈互相拉結(jié)的矮柱層組成。從這圈密實(shí)的平坐層不難聯(lián)想到前面提過(guò)的井干體系，橫向縱向乃至斜向的桿件上下堆疊，互相拉結(jié)，形成緊密了的整體。而斗拱在這里只是桿件的端頭以及節(jié)點(diǎn)處理，一方面表達(dá)一種匠藝，另一方面也給結(jié)構(gòu)體增加了一些彈性。

觀音閣平坐層的架構(gòu)組成

• 豎向疊合與叉柱造

平坐層自身是一個(gè)密實(shí)的整體，在整體結(jié)構(gòu)中它是扁平的水平層。在觀音閣里，木結(jié)構(gòu)的組成方式大致是：一層柱—一層鋪?zhàn)鳌阶鴮又印阶鴮愉佔(zhàn)鲗印又愉佔(zhàn)鳌蓓敗?/strong>

觀音閣木架構(gòu)的組成方式

很明顯，這一時(shí)期的木結(jié)構(gòu)建筑其實(shí)是一層層豎向堆疊的，兩層之間通過(guò)平坐層進(jìn)行連接。最明顯的例子莫過(guò)于應(yīng)縣木塔。

應(yīng)縣木塔的平坐層及其疊合

從結(jié)構(gòu)分析圖可以看到，這座外觀看起來(lái)是五層的木塔，其實(shí)內(nèi)部一共有九層，多出來(lái)的四層就是平坐層。而層與層之間都是豎向疊合，從某種意義上來(lái)說(shuō)這與井干結(jié)構(gòu)中的木桿件上下疊合是同一個(gè)原理。

在這里，層與層并不是簡(jiǎn)單地堆放在一起靠重力維持穩(wěn)定性，而是通過(guò)一個(gè)特殊的構(gòu)造——叉柱造來(lái)連接。

叉柱造的構(gòu)造

叉柱造，即在上層的柱底開(kāi)槽，插接在下層的梁或者遞角梁上。有了叉柱造，上層結(jié)構(gòu)相當(dāng)于有了基礎(chǔ)埋深，由此能夠抵抗水平向的側(cè)向位移。在轉(zhuǎn)角部位，上層柱插接在遞角梁上，遞角梁端頭是轉(zhuǎn)角鋪?zhàn)?，兩邊有距離很近的補(bǔ)間鋪?zhàn)鳎雌饋?lái)似乎柱腳被三個(gè)斗栱纏繞包圍，所以也稱之為纏柱造。同時(shí)，上層柱與下層柱其實(shí)是完全分開(kāi)的，通過(guò)叉柱造插接的位置，可以實(shí)現(xiàn)上層建筑的收分。

早期的木構(gòu)建筑就是這樣通過(guò)平坐層實(shí)現(xiàn)了高度上的增長(zhǎng)。在這套結(jié)構(gòu)體系里，結(jié)構(gòu)關(guān)系是非常清晰的。每層平坐托著自身上方的樓層形成一個(gè)單元，而單元與單元豎向疊合在一起，通過(guò)叉柱造卯合。這個(gè)體系看起來(lái)是完美的，理論上似乎可以無(wú)限向上疊加，而應(yīng)縣木塔也確實(shí)達(dá)到了驚人的高度，這一切似乎又一次證明了前人在建筑設(shè)計(jì)上要更高明。

• 梁板體系與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

而在晚期，可以以明代的孔廟奎文閣作為例子進(jìn)行對(duì)比。

孔廟奎文閣

拆解奎文閣，其組成方式大致是：一層柱—一層鋪?zhàn)鳌阶c上層柱—上層平坐—屋頂。在這里，平坐層不像早期那么清晰，事實(shí)上它與上層的柱子是一個(gè)整體，井干式的水平拉結(jié)關(guān)系并不明顯，同時(shí)柱之間也是通過(guò)簡(jiǎn)單清楚的梁進(jìn)行連接，而并不是通過(guò)厚實(shí)的鋪?zhàn)鲗印?/span>

奎文閣木架構(gòu)的組成方式

這樣的結(jié)構(gòu)關(guān)系明顯更接近于梁柱體系。注重荷載沿著柱子的豎向傳遞，整個(gè)結(jié)構(gòu)從上到下通過(guò)豎向的柱子徹底貫通。平坐層是一個(gè)大空腔，沒(méi)有致密的水平向拉結(jié)，其作用是實(shí)現(xiàn)柱子的加長(zhǎng)，使其上下貫通。也正是因?yàn)橹拥呢炌?，梁柱體系的結(jié)構(gòu)，其整體性一定是更好，豎向?yàn)橹饕獋髁Ψ较颉?/strong>

變遷——逐漸走向理性的過(guò)程

• 宋清兩剖面再比較

分析過(guò)以上的兩組結(jié)構(gòu)，再回過(guò)頭來(lái)看那一組經(jīng)典的剖面。這兩個(gè)看起來(lái)非常類(lèi)似的結(jié)構(gòu)體，其實(shí)在本質(zhì)上已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化：佛光寺的木構(gòu)架是將桿件通過(guò)類(lèi)似于井干的方式疊合而成的，而太和殿的木構(gòu)架則是以豎向的柱子為承重核心。

佛光寺   以井干的方式疊合而成

太和殿   以豎向的柱子為承重核心

這種木構(gòu)架構(gòu)成方式的變遷也正是本文主旨所在。雖然早期的構(gòu)架充滿表現(xiàn)力，通過(guò)看起來(lái)更直觀更合理的方式解決了空間與結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，但它終究是不穩(wěn)固的。在以木材這種形變巨大、無(wú)法持久的材料為結(jié)構(gòu)材料時(shí)，木構(gòu)架注定是不穩(wěn)固的。而晚期的結(jié)構(gòu)雖然相對(duì)保守呆板，造詣和地位都遠(yuǎn)不如早期，但是從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，它是非常合理可靠的。因此也可以說(shuō)，從早期到晚期，木建筑的建筑水平并不是在下降，而是從感性逐漸走向了理性，從大氣磅礴走向了穩(wěn)重可靠，應(yīng)該說(shuō)是尋找到了更適合材料的建筑方式，工藝和技術(shù)事實(shí)上保持著進(jìn)步。

• 變遷的原因

木構(gòu)架的這一番變遷不可能是偶然的，其中應(yīng)該有材料、工藝、意識(shí)形態(tài)三方面的原因。

1）木材

早期，木材資源豐富，大木隨處可見(jiàn)。中國(guó)人的建造方式相當(dāng)?shù)牟画h(huán)保，砍伐大型的樹(shù)木建造宮殿，而這些樹(shù)木的生長(zhǎng)往往花費(fèi)了上百年時(shí)間，一旦被砍伐基本沒(méi)有機(jī)會(huì)恢復(fù)了。

另外，建造好的宮殿最后往往毀于戰(zhàn)火，并沒(méi)有多少木料能夠被保留下來(lái)再次利用。大料就這樣逐漸稀少了，因此宋代之后，好料、大料其實(shí)相當(dāng)匱乏，迫使大型木構(gòu)件只能采用小料拼合的方式來(lái)合成，《營(yíng)造法式》中就對(duì)拼柱法有所記載。拼合的材料其力學(xué)性能定不如大塊整料，在使用中會(huì)有各種各樣的限制，而也許正是這些限制促進(jìn)了工匠對(duì)于材料性能理解的轉(zhuǎn)變，迫使木構(gòu)架體系走向更理性、更穩(wěn)重。

例如，以往隨便找一塊大料就可以實(shí)現(xiàn)的大懸挑，如今用小料根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，斗栱因此不得已越變?cè)叫。鸩坏浇Y(jié)構(gòu)的作用而慢慢與梁柱體系分開(kāi)，最后變成一種裝飾意義的構(gòu)件。叉柱造這樣本身就有缺陷的節(jié)點(diǎn)，更不可能在拼合柱上實(shí)現(xiàn)。伴隨著斗拱的縮小，上下柱最終跳過(guò)鋪?zhàn)鲗又苯悠唇映砷L(zhǎng)柱。板凳、平坐這些極度依賴材料力學(xué)性能的構(gòu)架體系，在材料無(wú)法達(dá)到要求的情況下只能逐漸被放棄，被更保險(xiǎn)可靠的梁柱體系取代。

因此，大木料的缺失應(yīng)該是結(jié)構(gòu)體系演變最重要的幕后推手，早期充滿挑戰(zhàn)性的結(jié)構(gòu)體系在現(xiàn)實(shí)問(wèn)題面前逐漸屈服，被更成熟的體系所取代。

2）技術(shù)

困境推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。宋代以后，工匠加工木材的工藝變得愈發(fā)精湛，在明代更是達(dá)到頂峰，拼木做法層出不窮，榫卯節(jié)點(diǎn)精彩紛呈。

可以理解為，工匠對(duì)木頭這種材料的駕馭能力已經(jīng)凌駕于性能限制之上了?？刂屏υ黾訋?lái)的一個(gè)結(jié)果就是設(shè)計(jì)深度增加了。以往模度制只能控制斗拱、面闊、柱徑等主要尺寸，斗拱的間距和梁架尺寸等還沒(méi)有完全在模數(shù)控制范圍內(nèi)。而在明朝之后的設(shè)計(jì)中，模數(shù)的覆蓋面更廣了，整座建筑的大小尺寸基本都由模數(shù)精密控制，其結(jié)果就是最后完成的建筑更精致了，如機(jī)械般每個(gè)零件環(huán)環(huán)相扣。

雖然其外形不如唐宋時(shí)期氣魄宏偉，但晚期的木構(gòu)建筑完成度是更高的，這也是建筑體系走向理性的結(jié)果。

3）文明

技術(shù)和工藝與一個(gè)時(shí)代的審美意識(shí)是分不開(kāi)的。這里再?gòu)脑缙诤屯砥诓煌哪甏尘俺霭l(fā)窺探建筑工藝的變遷。

唐代，社會(huì)安定經(jīng)濟(jì)繁榮，國(guó)富民強(qiáng)文化繁榮。這一時(shí)期的藝術(shù)雍容華貴、絢麗多姿，具有十足的大國(guó)風(fēng)范。在這一種自由奔放、富麗灑脫的意識(shí)背景下，出現(xiàn)極具想象力的木構(gòu)架也就不難理解了。

明代，生產(chǎn)力復(fù)蘇，在手工業(yè)和商品經(jīng)濟(jì)繁榮的背景下，文化藝術(shù)呈現(xiàn)出世俗化的趨勢(shì)。伴隨資本主義的萌芽，手藝的產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)品化。因此出現(xiàn)構(gòu)件精密、體系成熟的木構(gòu)架也是符合時(shí)代精神的。