中國古代的木結(jié)構(gòu)建筑體系

中華文明源遠流長，是世界上延續(xù)時間最為久遠的文明，并且在很長的時期內(nèi)形成了較為穩(wěn)定的大一統(tǒng)狀態(tài)。中國傳統(tǒng)建筑同樣歷史悠久，在很長的一段歷史時期內(nèi)都使用以木結(jié)構(gòu)為主、土木磚石相結(jié)合的營造方式，形成了世界上獨樹一幟的建筑傳統(tǒng)。其中，木結(jié)構(gòu)是我國傳統(tǒng)建筑最主要的特征之一。

在五行學說中，木屬東方，是生氣所在，而木材又分布廣泛、資源豐富、易于加工，具有良好的力學性能，因而成為我國傳統(tǒng)建筑最主要的材料。能工巧匠們通過世代傳承，形成了完善的木構(gòu)建筑建造體系，是我國傳統(tǒng)建造智慧的集中體現(xiàn)。

靈活的空間與功能

我國傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的一個特點，是空間使用十分靈活，從宮殿、壇廟、寺觀到園林、民居都普遍使用木結(jié)構(gòu)、坡屋頂?shù)男问健?/p>

這種超越功能類型的空間特征，與我國建筑結(jié)構(gòu)極強的適應性有關。我國傳統(tǒng)建筑的木結(jié)構(gòu)主要有抬梁、穿斗兩種類型。抬梁式木構(gòu)架是沿著房屋的進深方向立柱，柱上架梁，再在梁上重疊數(shù)層瓜柱和梁，最上層梁上立脊瓜柱，構(gòu)成一組木構(gòu)架；穿斗式木構(gòu)架也是沿著房屋進深方向立柱，但柱距較密，柱直接承檁，同時以數(shù)層“穿”貫通各柱，組成構(gòu)架。平行的兩組木構(gòu)架之間用橫向的檁枋連接，檁上架椽，承載屋頂，兩組木構(gòu)架形成的空間稱為“間”。若干組木構(gòu)架之間相互聯(lián)系，形成房屋整體構(gòu)架。

在這樣的結(jié)構(gòu)體系下，房屋的墻體無需承重，可以采用輕質(zhì)的材料，房屋內(nèi)部可以自由地分隔空間，門窗的開設也限制很少。因此，通過建筑室內(nèi)的靈活布局以及建筑之間的組合布局、形成不同規(guī)模與形式的庭院。我國傳統(tǒng)的木構(gòu)建筑就可以作為住宅、書院、府衙、壇廟、宮殿等多種功能來使用。此外，由于圍護結(jié)構(gòu)的自由性，房屋建筑改動起來也比較方便，如果使用需求發(fā)生變化，可以通過改變建筑空間的分隔與聯(lián)系使其適應不同的功能，十分靈活。

高度標準化與模數(shù)化

我國的傳統(tǒng)建筑以木結(jié)構(gòu)為主，這種結(jié)構(gòu)的一個特點和發(fā)展方向就是模數(shù)化和標準化。我國的木構(gòu)建筑從原始社會時期萌芽，從奴隸社會時期逐步發(fā)展起來，到隋唐五代時期已經(jīng)高度發(fā)達。今天留存的佛光寺東大殿、南禪寺大殿等木構(gòu)建筑，盡管只是中小規(guī)模的建筑，不能完全代表唐代建筑的最高水平，但其結(jié)構(gòu)體系的整體強度和穩(wěn)定性、合理的斗拱體系、屋頂“舉折”做法的成型，已經(jīng)展示出了唐代木構(gòu)技術(shù)發(fā)展的成熟程度。

木構(gòu)建筑體系模數(shù)化、標準化的特點，在北宋時期達到了一個高峰，其標志是《營造法式》的刊行。《營造法式》刊行的背景，與當時工程建設急需反腐倡廉的背景有關。北宋建國以后百余年間，大興土木，宮殿、衙署、廟宇的建造此起彼伏，造型豪華鋪張，負責工程的大小官吏貪污成風，致使國庫無法應付浩大的開支。因而，建筑的各種設計標準、規(guī)范和有關材料、施工定額、指標急待制定，以明確房屋建筑的等級制度、建筑的藝術(shù)形式及嚴格的料例功限以杜防貪污盜竊。在這樣的背景下，北宋元祐六年（1091年）曾經(jīng)頒布一版《法式》，俗稱元祐法式，但是因為其中的制度規(guī)定得比較死，沒有變通的余地，沒流行開。20多年后，即北宋崇寧二年（1103年），又頒布了一版《法式》并全國發(fā)行，就是我們現(xiàn)在通常所談的由李誡主持修編的《營造法式》。

《營造法式》全書共34卷、357篇、3555條，詳細規(guī)定了各種建筑施工設計、用料、結(jié)構(gòu)、比例等方面的要求，是當時建筑設計與施工經(jīng)驗的集合與總結(jié)。這是世界歷史上最早公開發(fā)行的建筑書籍，反映了當時技術(shù)水平的高度和精密程度以及對建筑生產(chǎn)管理的嚴密程度。從技術(shù)上看，其最有意義的就是提出了以材為祖的模數(shù)制度：“凡構(gòu)屋之制，皆以材為祖，材有八等，度屋之大小，因而用之”；“各以其材之廣，分為十五分，以十分為其厚。凡屋宇之高深，名物之短長，曲直舉折之勢，規(guī)矩繩墨之宜，皆以所用材之分，以為制度焉”。其中，“屋宇之高深”指的是整體的模數(shù)化，“名物之短長”指的則是構(gòu)件的模數(shù)化，這兩個層次就構(gòu)成了完整的建筑模數(shù)體系，成為建筑標準化思想的鼻祖。

靈巧的榫卯連接方式

我國的傳統(tǒng)木構(gòu)建筑素有“墻倒屋不塌”的說法，對于地震等外力具有良好的抵抗性能。而這種良好的力學性能，很大程度上要歸功于木結(jié)構(gòu)中靈巧的連接方式——榫卯。

如果說鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點，是“寧折不彎”的剛節(jié)點，木框架結(jié)構(gòu)中的節(jié)點則是“亦剛亦柔”的靈活有機的節(jié)點。木結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件之間通常使用榫卯、楔子與膠結(jié)合連接，在承受常規(guī)范圍的荷載時，表現(xiàn)為剛節(jié)點。而當荷載超過一定的范圍后，節(jié)點的性能又會發(fā)生改變：一方面膠會被撕裂，一方面楔子會由于榫卯擠壓變形而松動、形成間隙，于是榫卯節(jié)點就具有了一定的靈活性，表現(xiàn)出鉸節(jié)點的特征。當木構(gòu)建筑遭受到地震、大風等外力時，其結(jié)構(gòu)就可以通過節(jié)點性能的變化吸收和緩沖一部分外力，加上木材本身也具有良好的韌性，使得整體構(gòu)架能在外力沖擊面前仍然保持穩(wěn)定、屹立不倒，達到“以柔克剛”的效果，這不可不謂是一種高超的智慧。

位于山西省北部的應縣木塔，就是我國傳統(tǒng)木構(gòu)建筑中抗震性能的杰出代表。應縣木塔全稱為佛宮寺釋迦塔，位于應縣城西北的佛宮寺內(nèi)，建于遼清寧二年（1056年），金明昌六年（1195年）增修完畢。木塔高9層、67米，底層直徑30米，平面呈八角形，是我國現(xiàn)存歷史最久、高度最高的木塔。應縣木塔的結(jié)構(gòu)，典型地體現(xiàn)了“剛?cè)嵯酀钡脑O計思想。一方面，木塔每兩層之間都設有一個暗層，從外部看是斗拱平座結(jié)構(gòu)，具有很強的裝飾性；從內(nèi)看則是堅固的結(jié)構(gòu)層，這些暗層在歷代的加固中又科學地增加了許多斜撐，形成了類似現(xiàn)代建筑“圈梁”的效果，使整體結(jié)構(gòu)框架的強度大大提高。而另一方面，構(gòu)件之間、結(jié)構(gòu)層之間通過榫卯和斗拱連接，具有一定的靈活性，在遭遇地震時可以通過變形、位移、摩擦吸收破壞性力量，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。應縣木塔所在的大同盆地屬于地震多發(fā)區(qū)，木塔建成近千年以來，遭遇了多次大大小小的地震災害，震中烈度多次達到7度以上，1305年的懷仁地震震中距木塔僅十余公里，木塔所在地區(qū)烈度達8度。然而，木塔憑借自身巧妙的結(jié)構(gòu)與節(jié)點設計，承受住了一次次的地震，歷經(jīng)千年風霜，屹立至今。

建筑技術(shù)極限的探索

在我國木結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的過程中，人們不僅使用高度標準化和模數(shù)化的建造體系滿足了各種各樣的使用需求，同時也在不斷地探索建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的極限，并建造出了精妙絕倫的建筑物。

一方面，我國的木結(jié)構(gòu)建筑在高度上不斷探索，我國自戰(zhàn)國時期開始出現(xiàn)多層、高架的木構(gòu)建筑，到了秦、西漢時期，“樓”、“閣”等多層木構(gòu)建筑的名稱已屢屢見于各類文獻，南北朝時期更是建造了大量的佛塔，北魏的洛陽永寧寺九層木塔至今尚存遺址，木構(gòu)樓層的嵩岳寺磚塔至今仍巍然聳立。前文提到的應縣木塔就是高塔建筑的杰出代表。

除了高塔之外，我國高層木構(gòu)建筑的另一個典型代表便是侗族的鼓樓。鼓樓是侗族村寨的核心建筑，素有“未建房屋，先建鼓樓”之說。一般一個村寨修建一座鼓樓，由全寨共同集資修建；也有的寨子由幾個宗族組成，每個宗族都會自己修建一個鼓樓。鼓樓不僅是村寨、宗族的標志，是村民們精神的寄托，也是村寨集會議事的重地、傳遞信息或報警之處，凡有重大的事情，就會有人登樓敲鼓，召集村民聚集商議，有外來騷擾時，也由寨中“頭人”登樓擊鼓作為警示信號。

另一方面，我國的木結(jié)構(gòu)建筑在跨度上也進行了持續(xù)的探索，一個典型的代表便是貫木拱橋。這種橋梁的兩端支撐在兩岸的巖石上，底座由數(shù)十根粗大圓木縱橫拼接，通過相互的穿插別壓形成“八字結(jié)構(gòu)”，通過控制構(gòu)件的角度、距離等巧妙地形成搭接，結(jié)構(gòu)簡單，卻十分堅固。貫木拱橋使用短的構(gòu)造材料形成了大的跨度，技術(shù)高超巧妙，同時具有較高的審美價值，是中國在世界橋梁史上的獨特構(gòu)造。貫木拱橋曾風行于北宋，《清明上河圖》中那座橫跨汴水的虹橋就是一個典型代表。如今，貫木拱橋以木拱廊橋的形式存在與閩浙一帶，主要分布在福建壽寧、屏南和浙江泰順、慶元、景寧等地。這些廊橋在“河上架橋，橋上建廊”，把通行功能和休憩、交往巧妙地結(jié)合在一起，是人們重要的生活設施和場所，也是我國寶貴的建筑遺產(chǎn)。