中國古典建筑中斗拱和飛檐的構(gòu)造作用

周學(xué)清 武漢華中科大建筑規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司工程師

1 斗拱與飛檐的概述

作為中國古典建筑的重要結(jié)構(gòu)形式，飛檐與斗拱在古代建筑史中具有重要地位，它們的產(chǎn)生與發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷史。在古代建筑歷史中，斗拱與飛檐不但具有建筑與裝飾作用，同時也是社會等級與身份的象征。飛檐與斗拱在古代建筑中應(yīng)用較為廣泛，如中國古典形式的宮殿、廟宇、庭、臺、樓以及閣等建筑屋頂轉(zhuǎn)角處。

飛檐與斗拱是兩種不同的建筑形式，飛檐是指古代建筑中屋面轉(zhuǎn)角向上翹起的檐部，它是傳統(tǒng)建筑中屋面檐部的特殊處理構(gòu)造，在整體建筑體系中不但是受力構(gòu)件，同時也是建筑立面造型中的焦點，具有排泄雨水等作用，并且具有較為強烈的裝飾效果。

斗拱一般位于古典建筑中立柱與橫梁交接位置，它是古代傳統(tǒng)建筑中重要的受力構(gòu)件。中國古代設(shè)計者為了弱化碩大屋頂結(jié)構(gòu)所造成的沉重感，巧妙地采用了外挑屋檐的構(gòu)造方式，而斗拱的作用就是將外挑屋檐的力傳遞到立柱，使得上述構(gòu)想得以實現(xiàn)。斗拱作為外挑構(gòu)件，不但加大了屋面外挑距離，也使得自身造型更為美觀。

2 斗拱與飛檐的構(gòu)造作用

2.1 飛檐的構(gòu)造作用

中國古代傳統(tǒng)建筑中，較為典型的飛檐構(gòu)造方式是清代的官式做法。清代官式構(gòu)造做法特點是“沖三翹四”出翹的尺寸，也就是在構(gòu)造過程中，飛檐角梁外端平面投影長度比正身椽子長出三椽徑，而最后一根椽子的上皮比正身椽子高出四椽徑高度。在清代官式做法中，共分為兩層角梁，上部稱為仔角梁，下部稱為老角梁，上下兩層角梁通過組合，形成一個翹起的角度；由于飛檐中的椽子本身呈扇形分布，在翼角部位通過斜向排列逐漸轉(zhuǎn)向角梁位置。在斜向排列過程中，飛檐外部由于椽子升高形成翹起形態(tài)，最終通過和屋面曲線協(xié)調(diào)順接方式構(gòu)成獨特的飛檐造型。

圖1 傳統(tǒng)飛檐構(gòu)造圖

飛檐起翹是由于檐椽在斜向排列過程中逐漸升高所造成的。同時，為了使老角梁上表面結(jié)合更為協(xié)調(diào)，檐椽升高采用了逐步墊高形式，具體方法就是采用三角形木結(jié)構(gòu)，逐步墊設(shè)，隨著檐椽平面方向所采用的斜向排列方式逐步靠近老角梁位置，并最終與老角梁相貼臨。在上述過程中，檐椽高度隨著三角形木結(jié)構(gòu)升高而升高，最終形成“沖三翹四”的造型。

飛檐中飛椽和子角梁排列關(guān)系與上述情況不同。飛椽位置在檐椽之上，所以對飛椽進行墊高處理不再使用三角木，而是使用望板進行墊高；這種墊高方式會使最終飛椽高度略低于子角梁表面高度，飛檐最終形態(tài)則是通過上述檐椽及飛椽共同構(gòu)成，具體飛檐構(gòu)造如圖1 所示。

2.2 飛檐的作用

第一，排水與采光。飛檐是帶有我國傳統(tǒng)漢族符號特征的屋面構(gòu)造形式，主要是對建筑屋面翼角實現(xiàn)沖翹處理，通過這種特殊處理方式，不但改善了屋面排水結(jié)果，同時也增加了建筑整體采光面。飛檐結(jié)構(gòu)所采用的舉折構(gòu)造方式因其角度較為陡峭，所以利于雨水下落；同時，在飛檐的最低折處，其構(gòu)造方式較為平緩，有利于增加采光面積。

第二，防腐蝕及減壓。飛檐端部高翹造型有利于雨水拋向更遠處，同時由于飛檐本身所采用的反翹造型也使得雨水不會沿角部落下，這在一定程度上避免了柱腳以及其他位置構(gòu)件由于雨水侵蝕而遭到腐爛破壞。另外，建筑屋頂在其角部位置由于坡度較為平緩，所以冬季容易形成積雪，但由于角脊抬高可以適當(dāng)增加屋面坡度，這就減小了角部積雪的可能性，從而降低了建筑屋面積雪所造成的荷載壓力。

第三，裝飾及寓意。除了上述作用之外，飛檐作為古典建筑構(gòu)件具有強烈的裝飾作用。自明清以來，隨著飛檐構(gòu)造技術(shù)水平提升，飛檐各部位添加了很多具有裝飾性效果的構(gòu)件，如飛檐脊飾、椽頭裝飾以及其他裝飾等。飛檐的脊飾是重要的裝飾性構(gòu)件，尤其是在宮廷建筑以及古代廟宇中較為常見；飛檐脊飾造型一般是獸形裝飾構(gòu)件，但由于各地文化差異，獸形裝飾構(gòu)件存在較大差別。飛檐的脊飾除了具有裝飾性作用之外，在古代封建社會中也是居住者身份地位的象征，承載著人們“趨吉避兇”的美好心愿，如在脊飾中加入具有防雷和鎮(zhèn)火作用的垂脊獸等構(gòu)件，代表了人們平安順?biāo)斓拿篮米Ｔ浮?/p>

2.3 斗拱的構(gòu)造

中國古典建筑其主要特征是以木結(jié)構(gòu)建筑為主，體現(xiàn)在建筑形態(tài)上面就是建筑具有較為碩大的屋頂。傳統(tǒng)建筑中屋頂?shù)奈菁挂约伴芏顺是€，在屋頂上部加入一些傳統(tǒng)裝飾性構(gòu)件，構(gòu)成了富有傳統(tǒng)趣味的古典建筑。例如在古典建筑中，屋頂部分由于外挑屋檐作用并不會顯得過于笨拙，而實現(xiàn)這一構(gòu)想的核心構(gòu)件就是斗拱。

斗拱是中國古代傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑中的重要構(gòu)件，主要作用是將外挑屋檐的力傳遞給立柱，所以它位于建筑橫梁和立柱之間。拱是屋頂上面層層探出的弓形受力構(gòu)件，它的單體形狀是弓形短木；斗是上下兩層拱之間的方形木質(zhì)墊塊。拱和斗之間采用榫卯連接方式，拱安置在墊塊上部，呈弓形向外部探出；然后將斗在拱的外部采用榫卯結(jié)構(gòu)進行連接，拱和斗采用上述方式逐層交替連接，最終形成“上大下小”的托架。托架的下部置于柱頭，上部置于挑梁外部，可以起到傳遞上部受力以及增加外檐出挑深度的作用。

斗拱結(jié)構(gòu)除了含有拱和斗構(gòu)件之外，同時還含有昂、翹以及升等構(gòu)件。斗拱構(gòu)件由于采用榫卯連接，所以本身結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，具有較多種類。按照其在建筑中使用部位的不同，斗拱可以分為內(nèi)檐斗拱、外檐斗拱以及平座斗拱。同時，不同的朝代對斗拱構(gòu)造具有不同稱呼，如宋朝《營造法式》中將其稱之為鋪作；而清工部的《工程做法》稱其為斗科。具體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

2.4 斗拱的作用

第一，支撐作用。通過上述斗拱構(gòu)造分析可以了解到，斗拱位于建筑中橫梁以及立柱中間位置，在建筑豎向支撐構(gòu)件外挑屋面之間起連接支撐作用。通過屋面等上部結(jié)構(gòu)所傳遞的荷載，最終通過斗拱傳遞到立柱；同時，由立柱傳遞到基礎(chǔ)中。因此，斗拱在建筑受力中主要起到承上啟下的作用。在國內(nèi)現(xiàn)存最大的清代建筑故宮中，立柱上部的斗拱有兩個昂，呈斜向與外挑屋面相貼形狀，以支撐外挑屋面。昂的使用可以加深屋面外挑距離，同時其尾部通過斜削方式支撐在橫梁底部；斗拱外側(cè)以昂作為橫桿承擔(dān)外挑屋檐的上部壓力，在內(nèi)部以斗作為力矩傳導(dǎo)的支點，承載外挑屋檐后部下壓重量，以此維持建筑的整體平衡。

第二，斗拱的裝飾性作用。斗拱是中國古典建筑中具有一定代表性的裝飾性構(gòu)件，它的構(gòu)造較為精巧，整體造型美觀，斗拱通過彼此之間相互疊加的方式向外延伸，這種交替連接的方式本身就有較強的視覺效果。同時，斗拱最外側(cè)的桁檀可以通過外挑方式伸離建筑物一段距離，通過這種方式使得建筑物上部出檐更為深遠，從而另斗拱形態(tài)脫離了傳統(tǒng)意義上受力沉重感，顯得更為輕巧優(yōu)美。

圖2 斗拱構(gòu)造圖

在古代封建社會中，建筑物的裝飾代表居住者的等級，斗拱在古代建筑構(gòu)造中是朝堂的象征，在民間建筑中不得私自善用。同時，上至皇室宮殿，下至各品級的官員府邸都對應(yīng)不同制式的斗拱構(gòu)造，所以斗拱是皇室及各品級官員住宅等級劃分的重要標(biāo)志。隨著當(dāng)前建筑材料以及施工方式改變，目前仿古建筑中斗拱基本作為裝飾性構(gòu)件出現(xiàn)，不再具備受力支撐作用。

第三，榫卯連接的抗震作用。斗拱構(gòu)造的斗與拱之間通過榫卯結(jié)構(gòu)的方式交替連接，這種古代建筑傳統(tǒng)技術(shù)與當(dāng)前框架結(jié)構(gòu)中的梁柱連接類似。由于斗拱之間采用榫卯連接形式，所以兩者之間的接點并非剛接，而是鉸接。這使得建筑物在受到地震作用時，斗拱的連接處會通過活動變形方式消耗地震所帶來的能量，不會因此造成連接位置斷裂。通過相關(guān)調(diào)查研究證明，斗拱構(gòu)造均勻地承托住整個上部屋檐重量，使得建筑物整體處于剛度協(xié)調(diào)狀態(tài)當(dāng)中，可以起到抗震以及平衡荷載的作用。

3 結(jié)語

斗拱與飛檐作為我國傳統(tǒng)建筑中的標(biāo)志性構(gòu)件，濃縮了我國傳統(tǒng)建筑設(shè)計的精華，具有建筑構(gòu)造以及象征意義雙重作用。飛檐與斗拱憑借其巧妙的設(shè)計，在實際使用中對建筑物的使用性、受力性具有重要的平衡協(xié)調(diào)影響。同時，構(gòu)造本身設(shè)計方式以及裝飾構(gòu)件都與中國古代傳統(tǒng)的文化內(nèi)涵相融合，如飛檐檐脊上所包含的具有美好寓意的裝飾，其裝飾構(gòu)件本身具有趨吉避兇的美好寓意；而斗拱本身制式體現(xiàn)了古代封建社會的禮制制度，其斗口大小與古代建筑等級有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。另外，斗拱命名與中國古代農(nóng)耕文化、四時節(jié)氣等信息具著密切關(guān)聯(lián)，可以看出古代匠人將傳統(tǒng)技藝文化與精神內(nèi)涵進行了深度融合，是人們美好愿望的重要載體，所以斗拱與飛檐的構(gòu)造具有了更為豐富的生命力與藝術(shù)靈魂。