斗拱一詞被認(rèn)為是許多人所熟悉的,也是中國古代建筑最獨(dú)特的設(shè)計(jì)之一。 但是,如果我問你斗拱的原理是什么?為什么非要把木頭做成這個樣子?你能解釋一下嗎?你能告訴我為什么嗎? 如果你無法解釋它,只需在百度百科全書上閱讀幾行似是而非的單詞,那你怎么判斷它是否符合力學(xué)原理呢?它是否是祖先智慧的結(jié)晶? 斗拱的歷史恒久遠(yuǎn),如果沒記錯,是在西周時期就有了。 斗拱是木構(gòu)架建筑特有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,方形的斗、升和矩形的拱以及斜的昂組成。 受力傳力特點(diǎn)簡單來說,:1、增加擠壓面的作用;2、支承挑檐檀;3、聯(lián)結(jié)柱網(wǎng);4、減少凈跨,減小彎矩、剪力;5、抗震作用;6、裝飾作用;7、等級標(biāo)志;8、模數(shù)作用。 它位于柱與梁之間,由屋面和上層構(gòu)架傳下來的荷載,要通過斗拱傳給柱子,再由柱傳到基礎(chǔ),因此,它起著承上啟下,傳遞荷載的作用。 榫卯結(jié)合是抗震的關(guān)鍵。這種結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代梁柱框架結(jié)構(gòu)極為類似。構(gòu)架的節(jié)點(diǎn)不是剛接,這就保證了建筑物的剛度協(xié)調(diào),消耗地震傳來的能量(可以考慮為二道防線)使整個房屋的地震荷載大為降低,起了抗震的作用。 如果覺得理論難以理解,下面講一個實(shí)例。 從唐代佛光寺東大殿來說。大殿為廡殿頂,面寬七間進(jìn)深四間。從整體結(jié)構(gòu)來分析斗栱在建筑中所起到的作用。明清斗栱不管是柱頭科,角柱科,平身科都是坐立在平板枋上。而唐代斗栱一個很大的特點(diǎn)是柱頭輔作的櫨斗直接坐在柱頭,這就意味著從上部傳來的力將直接落在柱頭。上部傳來的力來自于屋頂?shù)暮奢d,屋頂荷載通過槫向下傳遞。 佛光寺東大殿一角 如果省去斗栱,目前檐槫的位置將向內(nèi)移動到壓槽枋位置。我們可以看見整個建筑結(jié)構(gòu)出檐很大,外部無支撐相當(dāng)于懸挑結(jié)構(gòu),整體結(jié)構(gòu)及其不穩(wěn)定,除去滑坡外,還可能使整個屋頂揭開,柱間連結(jié)構(gòu)件損壞。好,為了解決出檐大而帶來的問題,我們選擇采用斗栱結(jié)構(gòu)。斗栱顧名思義是由斗和栱作為主要構(gòu)件拼裝而來。通過增加令栱數(shù)量來增加出跳數(shù),來滿足出檐所需的承載要求。檐槫承載的力通過斗栱向下傳遞到柱頭再到柱頂。整個結(jié)構(gòu)渾然一體。整個斗栱結(jié)構(gòu)通過替木加大了檐槫受力面,變相減少了檐槫作為橫向構(gòu)件的跨度。此時我們還要注意到唐宋斗栱的一個大特點(diǎn),大部分昂為真昂。因斗栱前身收到了外檐檐槫的力,使其前方不均勻,可能出現(xiàn)前傾歪閃的問題,為了解決這些問題,斗栱的昂后尾直通金步,同時承擔(dān)了來自下平槫傳來的力,使整個斗栱前身后尾同時受到力。斗栱間通過柱頭枋連結(jié),使斗栱連結(jié)成環(huán),大大增強(qiáng)了斗栱的穩(wěn)定性,但木結(jié)構(gòu)之間留有的空間余地,使整個環(huán)不同于剛體,每個獨(dú)立節(jié)點(diǎn)有一定的位移空間。從多方角度來看,斗栱這個結(jié)構(gòu)在整體結(jié)構(gòu)中運(yùn)用有道受力合理。 所以總的來說斗拱是符合力學(xué)原理的,個人另一方面認(rèn)為斗拱猶如現(xiàn)代的抗震支座,它使建筑物傳力時不那么強(qiáng)硬(鉸接替代剛接),從而使建筑物受力更加合理。 |
|