柏 呈

(西南交通大學建筑學院，四川成都610031)

四川因地理及歷史因素保留下的元代及以前的建筑數量較少，但對僅存的案例木作結構體系進行研究發(fā)現了一些體現出時代性及地域性的特點，值得深入研究分析，“大斜栿”結構體系便是其中的典型代表。

1 “‘大斜栿’結構體系”釋義

我國傳統建筑結構多采用抬梁式、穿斗式及井干式結構，此外也存在其它類型結構的施用。本文研究的“大斜栿”結構便是一種利用三角形穩(wěn)定性及杠桿式彎曲受力原理的特殊結構體系。

“大斜栿”又稱“大叉手”、“大斜梁”等，為方便研究，本文統稱為“大斜栿”，而相關構件組成的結構體系便稱為“大斜栿”結構體系。其主要構造做法是置斜栿沿屋面跨各椽槫，再與前后鋪作搭接，形成“人”字形結構。

在本文研究中發(fā)現這種結構體系在四川元代建筑中并非與抬梁與穿斗式結構體系成并列關系，而是在建筑原有結構基礎上，在當心間的中心線上再增加一道“大斜栿”結構，與原有梁架構成整體結構體系。不難理解這種結構方式的出現是因為建筑本身的結構體系缺乏穩(wěn)定性，不能滿足受力需求而增設。

2 構造方式及構件分析

2.1 構造做法及受力特點分析

從案例中發(fā)現“大斜栿”結構體系架設在當心間屋架中心線上，未與柱產生直接聯系，其主要傳力方式是將斜栿所受各槫荷載及自身荷載通過鋪作、蜀柱或直接傳導至柱間的縱向聯系構件上，再經由柱傳導至地面。本文研究主要針對將槫枋荷載傳至柱上，完成這一荷載傳遞過程中涉及的結構構件及相互搭接構成整體體系的構造方式。具體的構造做法以青龍寺大殿為例進行描述。

青龍寺大殿位于蘆山縣城內，為元代建筑。面闊三間15.1m，進深四間14.95m；結構形制為八架椽屋廳堂——前后乳栿用四柱。建筑的當心間尺度為7.77m，同時采用了中線上內柱減柱的方式，使得前后金柱間柱距達9.74m。

因平面柱網尺度較大，故在建筑當心間的屋架結構中心線上，置大斜栿由脊槫起始，沿屋面舉折方向貫穿前后。前后斜栿相互咬合架設在順脊串上，壓于脊槫鋪作下；而另一端則與前后鋪作咬合，通過將斜栿構件伸出做第二層華拱，使之成為鋪作的一部分，其上再置挑斡，通過挑斡承托撩檐枋及檐槫等。

斜栿與上平槫相交處，加大順身串用料，再在順身串的中點上設置斗拱，斗拱與斜栿咬合共同承擔前后的上平槫；而與平槫相交處，則同樣將斜栿置于大額或額上斗拱上，再共同承托平槫；延伸至下平槫處，則直接在斜栿上置拱承下平槫。

利用支點兩端、一端按壓使斜栿結構形成杠桿原理“抬”起屋頂結構，承擔荷載。有效的縮短了兩榀梁架間槫枋的跨度，且有效的防止建筑縱向晃動。同時“大斜栿”結構形成的“人”字形式與兩側梁架疊加形成“三角形”穩(wěn)定結構體系，增強了整體結構穩(wěn)定性(圖1)。

圖1 青龍寺大殿當心間橫剖面[1]

2.2 構件研究

研究“大斜栿”結構體系中所涉及到構件包括大斜栿、鋪作、順身串或大額。大斜栿是結構體系的主要構件；而與之搭接的鋪作與斜栿咬合共同承托槫；大額與順身串則將荷載傳遞至柱的主要構件。

2.2.1 “大斜栿”

“斜栿”是整個體系中最重要的結構構件，因其結構作用及受力性質，故用料較大，其構件厚約為1.5～2倍材高，構件的廣厚比約為1∶2～1∶3，呈扁平狀，寬面平行梁架放置，這種形態(tài)及放置方式能最大地發(fā)揮構件的抗彎性能；大斜栿構件因跨度較大，若采用一根構件，則取材不易，加工困難，在實例中多用兩段組合的方式形成整體“大斜栿”，如在報恩寺中前后斜栿分別通過兩段構件在金柱處咬合形成整體構件。構件的形態(tài)加工較隨意，其寬面形態(tài)呈不規(guī)則曲線形，這是因為屋頂的舉折每架不同，更多的則是根據舉折來決定其曲線的形態(tài)。構件形態(tài)粗獷自由，但在人眼易觀察到的部位同樣重視其裝飾性，如報恩寺的斜栿在前檐尾部做類似祥云頭的裝飾處理。

“大斜栿”與其它相關構件的搭接方式也十分重要?！皺_直接承受屋面椽望的均布荷載，并將其轉化為各檁位的集中荷載，向下傳遞給屋架[2]”，大斜栿主要作用為承托槫枋，兩則的搭接方式有兩種，一是將槫枋直接嵌入斜栿內；二是在斜栿上置墊板或拱再承托槫。有時斜栿并不直接承托槫枋，而是利用鋪作承托。與額及順身串等承托斜栿構件的搭接方式多為斜栿直接放置或扣在承托構件上。而與鋪作的咬合再后文鋪作中重點敘述。

2.2.2 “鋪作”

整個“大斜栿”結構體系中涉及到的鋪作分為外檐與內檐，各自的作用及受力形式皆有不同。

外檐鋪作可認為是整個結構的結束部位，與斜栿尾端咬合后，共同“抬”起檐部屋頂。鋪作與斜栿的搭接方式有兩種：一是斜栿后尾出頭直接做華拱，壓在挑斡下承撩檐枋；二是鋪作挑斡后尾與斜栿相互扣接。

內檐鋪作的作用主要是承托槫，如果槫直接與斜栿搭接，則不需再架設內檐鋪作。在實例中發(fā)現，青龍寺大殿的當心間間距為7.77m，設置內檐鋪作；報恩寺當心間間距僅6.6m，未設置內檐鋪作；推測內檐鋪作的設置是否與當心間間距有關。

在前面分析知道內檐鋪作的主要作用是承托槫，減小槫在縱向因兩榀梁架間跨度較大而帶來的自身剪切力的增大，造成結構穩(wěn)定性下降。減小縱向槫跨度，除了施用斜栿結構體系可將槫跨度縮小一半外，在設置縱向拱，便可再進一步縮短距離，這與外檐斜拱的施用原理相同[3]。而在設置了內檐鋪作的青龍寺大殿中發(fā)現，平栿下順身串中間設置的鋪作僅沿縱向置重拱，不置橫向拱；而順脊串與大額上放置的鋪作雖有橫拱，但橫栱要不是為承托斜栿，若無實際作用，則做成翼形拱狀；進一步說明的內檐鋪作設置的目的，同時也證明了“大斜栿”結構體系中內檐鋪作的設置與當心間間距有關。而四川僅存兩處案例采用了“大斜栿”結構體系，故無法再進一步驗證猜測的準確度。

2.2.3 “大額”與“順身(脊)串”

大額是指面闊方向因平面采用減柱或移柱的平面柱網布置，于是在柱上架設的構件，取代柱子承托其上的梁架結構，似現代建筑中結構轉換層，在元代建筑中常采用。因其結構作用，故構件用料較大。而在四川元代建筑中，縱向內柱或金柱間，雖未減柱，但柱距較大，也常常架設大額，一是拉結兩側，二是承擔相應的屋架結構。在“大斜栿”結構體系中，大額不僅承擔斜栿構件，同時承托斗拱或蜀柱拖槫。

在《營造法式》中描述到的順身(脊)串是縱向的拉結構件，起穩(wěn)定結構的作用；幾乎不承擔受力，故構件的尺度一般較小。但到明清時期因節(jié)點增強，使得順身(脊)串失去結構作用而逐漸消失[4]。但在“大斜栿”結構體系中，斜栿需架設在順身(脊)串上，然后在承托槫，因具有了相應的結構功能，也需增大用料。例如，有的順身(脊)串的斷面尺度與脊槫相當；更有甚者如報恩寺四椽栿下的順身串尺度更是脊槫的1.3倍，與大額尺度相當。構件形態(tài)多采用圓形或正方形。加大了構件尺度不僅承擔受力，更能防止屋架縱向晃動。

3 影響其產生的因素探析

“大斜栿”結構體系的施用是因為原有結構體系不能滿足結構需求，而造成這一問題的主要原因則是平面柱網尺度增大。我國傳統建筑“自長方形平面逐漸占據主導地位后，屋架結構逐步發(fā)展為多縫平行梁架[2]”，但兩縫梁架間的間距卻保持在一定范圍內才能滿足結構穩(wěn)定，這就導致室內空間受到限制。然而隨著人們對室內空間需求的不斷提高，采用減柱、移柱，或是增大柱距的平面布柱方式不斷采用，這就需求更合理的結構體系來維持穩(wěn)定。

四川元代建筑其當心間柱距普遍較大，體量較小的建筑其心間間距在4～5m,而中型建筑多在6～7m的區(qū)間范圍內，施用斜栿結構的青龍寺與報恩寺心間柱距更是達到了7.7m和6.63m的尺度。而這種大尺度必然使得心間左右兩榀梁架間各槫距離加大，使得自身剪切力也相應增加，造成構件易斷裂。此外，除了增加面闊方向的柱距外，四川元代建筑多采用減去平面橫向中線上的內柱來實現增大室內空間的目的，青龍寺與報恩寺橫向金柱間柱距達7.8m和6.16m的距離。在這種情況下架設“大斜栿”似乎是必行之勢。不僅有效縮短了縱向槫跨度，同時拉結了橫向結構，分擔了梁架受力，使梁架構件不至因跨度加大而加大用料。

但研究發(fā)現，“大斜栿”結構卻不是解決這一問題的唯一方法。如閬中永安寺，其心間尺度與進深方向最大的柱距尺度分別達到了7.6m和6.2m，卻未施用大斜栿，而是通過大額上架設蜀柱來承槫來縮短槫距，同時用局部斜向構件及增大梁架結構中構件用料解決穩(wěn)固性問題。

“大斜栿”結構的施用是否與部分地區(qū)沿襲本地古法有關？還是由于與傳播路徑有關？關于這種結構體系的形制流變及其文化意義值得進一步探討研究。

4 斜向構件的“靈活性”運用

在對四川元代建筑研究中發(fā)現，運用完整的“大斜栿”結構體系的案例僅兩處，即蘆山青龍寺與眉山報恩寺，集中在四川西南地區(qū)。但在其它案例中不難發(fā)現，斜向支撐構件的局部運用卻十分常見，均是利用“三角形穩(wěn)定性”與“杠桿”受力原理。分析這些構件及結構能幫助進一步理解“大斜栿”結構構造及受力特點，同時能否在一定程度上對研究“大斜栿”結構體系的形制流變及理解其文化涵義產生幫助？

4.1 斜栿

斜栿的使用除了本文研究的結構體系中，也見于其它部位。如眉山報恩寺通過將斜栿架設在五椽槫與山面外檐鋪作上承托坡檐。這說明了對斜栿構件的運用非常靈活。

4.2 挑斡與下昂

“挑斡與下昂從受力上講是承受杠桿式彎曲力[5]”。其運用在四川元代建筑中十分常見，如蘆山平襄樓上、下層外檐鋪作做挑斡承受上一架槫；而在閬中永安寺外檐鋪作中，后檐鋪作置下昂延伸至乳栿下，前檐則將下昂后尾延伸到三椽栿下以承托檐槫及橑檐枋。

4.3 叉手

叉手的主要作用是增強鋪作與槫節(jié)點的穩(wěn)定性，但隨著節(jié)點處的加強而逐漸消失，但在清代的民居建筑中仍然采用，而結構作用則演變?yōu)橥ㄟ^叉手承托蜀柱，形成三角形結構來增強穩(wěn)定性[4]。

在四川元代建筑中施用叉手同樣是利用叉手與蜀柱形成三角形結構來增強穩(wěn)定性，如峨眉大廟飛來殿。

以上三種構件的運用似“大斜栿”結構體系的局部性運用，說明在同時期，四川境內不同地域對相關構件及結構體系的作用及受力特點已經充分掌握，且能夠實現，但使用卻有限，說明“大斜栿”結構體系在當時并不是一種普遍采用的方法。

5 結束語

有學者認為，中國傳統建筑結構體系是由原始社會中的“大叉手”結構逐步向規(guī)范的抬梁式結構體系的轉換，叉手構件本身也由整體到斷裂后分段使用。從原始社會的綁扎屋架結構，到商周宮殿中沿用屋架構造方式[2]，再到唐代直接用叉手拖脊槫的構造方法，金元時期對斜栿、叉手等斜向構件的靈活性使用，其后蘇北地區(qū)采用的“金”字結構，以及近代陜西山西施用的“順水”構件。都說明了“大叉手”因其本身的結構合理性，經不斷變異革新而始終活躍在歷史舞臺上。而四川地區(qū)的“大斜栿”結構體系及局部性的運用正是處在這一結構演變的過渡時期。

“大斜栿”結構體系是為解決平面柱網布置所帶來的結構性問題而采用的方法；它利用三角穩(wěn)定性與杠桿原理有效的解決了問題；從整體構造法到構件的加工與施用體現了結構的合理性原則。

[1] 王書林.四川宋元時期的漢式佛教建筑[D].北京大學，2009

[2] 李新建 ,李嵐.蘇北金字梁架及其文化意義[J].建筑師，2005，(115)

[3] 沈津之.斜拱演變及普拍枋的作用[J].自然科學史研究,1995,14(2)

[4] 潘谷西.營造法式解讀[M].東南大學出版社， 2005

[5] 張十慶.南方上昂與挑翰做法探析[C]//建筑史論文集(第16輯),2002