中国木构建筑分类

     

中国传统建筑主要材料是木材。木材顺纹抗拉和抗压强度较高，而横纹抗拉和抗压强度低，在受力上各向异性。因此，中国木结构 (Timber structure) 建筑的柱、梁、檩等构件，可被视为杆件。杆件之间靠垒叠、捆绑以及榫卯等方式搭接，并按以上建造与结构形式可以将其分为“井干式” (Log cabin) 和“木构架” (Timber framework) 。“井干式”的特点是木材横向垒叠形成“木墙”，以横纹方向受压，未发挥出木杆件的力学性质。“木构架”则将线性杆件垂直于地面作为柱，再以纵横向的木杆件将各柱拉结成稳定的框架。以梁思成、刘敦桢为代表的学者将“木构架”分又为了“抬梁式”与“穿斗式”。此外，学界常提到的“干栏式”是建筑与地面接触关系的空间形式，与前述结构形式的分类法的判别标准不在同一个层面。“干栏式”相当于“穿斗式”木构架的柱的下端向下继续延伸而形成底层架空的空间形式，因此归属于“穿斗式”。

木构架的研究历史

     

20世纪以来，前辈学者们对木构架分类进行了不断研究与讨论：

刘致平先生编写的《中国建筑类型及结构》中提出了木构架的两种形式：“穿斗式”与“架梁式”[1]。“穿”和“斗 (逗) ”，源于民间，作拼凑之意。为描述与“穿斗”在视觉上有区别的另一种构架，而创造了“架梁”一词。

1970年代，刘敦桢先生编著了《中国古代建筑史》一书，以“抬梁”代替了“架梁”，之后我国高校建筑学教材《中国建筑史》中便出现以“抬梁”与“穿斗”作为中国建筑的两种主要结构类型。

70年代后期，杨鸿勋先生通过河姆渡遗址[2]、半坡遗址[3]的调研，对当时生产工具、技术与居住建筑构架体系进行了讨论，从建筑考古学角度给建筑发展提供了新视角，对中国木构建筑的来源和发展有一定启发。

徐伯安先生讨论了三角形屋架与抬梁、穿斗式屋架之间的关系。抬梁式构架可被视为在三角形屋架下添加一层或者数层通长的大梁，或在进深方向立几根柱来支撑大梁而形成，以便适应大跨度的一种结构形式[4]。

在陈明达先生的《中国古代木结构建筑技术》的“结构类型”一章中，其参考《营造法式》中的图样，依据内外柱高的一致与否，将构架分为“殿堂式”与“厅堂式”，并认为“殿堂式”构架受到垒叠的思维影响[5]。

2001年，孙大章先生将木梁的梁端插入柱身而非柱头的构架形式单独列出，取名为“插梁式”，发表于《民居建筑的插梁架浅论》一文[6]。

同年，朱光亚教授的《中国古代建筑的区划与谱系初探》一文，从文化地理学角度对中国木构建筑以文化圈作为区分标准[7]，后于2008年再度撰文《中国古代木结构谱系再研究》，对“抬梁”、“穿斗”进行讨论，认为“穿斗”呈现以柱承檩而非梁托檩 (除脊檩外) ，并认为柱落地不能作为判断“穿斗”的依据[8]。

2002年，傅熹年先生的《宋式建筑构架的特点与减柱问题》一文，讨论了《营造法式》中的“减柱”问题，认为宋代殿堂式构架已形成固定模式的柱网布置与地盘的分槽，一般不会减少落地柱数量。而“厅堂式”木构架多按空间需要决定内柱的数量和位置，短柱不落地是常态，并无特别的“减柱”一说[9]。

2007年，张十庆教授的《从建构思维看古代建筑结构的类型与演化》一文阐述了中国古代建筑体系整体结构的稳定性问题。将中国建筑的木构架分为“层叠式”与“连架式”进行讨论，并指出“抬梁式”定义的模糊性[10]。

综合来看，学界对中国木构架建筑的研究可分为三种视角：

(1) 构造交接的视角：以梁思成先生、孙大章先生为代表；

(2) 整体结构的视角：以陈明达先生、傅熹年先生、张十庆教授为代表；

(3) 考古、历史、社会学等周边视角：以杨鸿勋先生、徐伯安先生为代表。

“抬梁”与“穿斗”的分类问题

     

中国木构建筑在学界通常被划分为“抬梁式”与“穿斗式”。为形成大跨度的空间需要将支撑檩条的落地柱缩为短柱并落于梁上，称为“抬梁式”。而在“穿斗式”建筑中，落地柱缩短为短柱，骑在穿枋上以支撑檩条同样很常见。两者之间的界限模糊，难以区分。

朱光亚教授认为，檩条的支撑构件是柱还是梁，决定了其是“穿斗”还是“抬梁”，并质疑“同一匠师，用同样的材料，同样的工艺，岂能是山缝为穿斗而明间缝为抬梁”，认为地域建筑的建造存在统一性，不认可“抬梁、穿斗混合式”说法”[11]。

在笔者看来，梁、柱、檩的交接关系不能构成判定“抬梁式”或“穿斗式”建筑的标准。同一建筑中不同榀构架间时常存在不同的交接关系，甚至同一建筑的同一榀构架都可能包含多种交接关系。那么必然存在既可被归为“抬梁式”又可被归为“穿斗式”或不属于任一种的建筑实例，因此依据梁、柱、檩的构造交接关系来分类有重复或遗漏的可能。

“抬梁”的起源

最初，“抬梁”一词并未形成，但“抬梁”的思想却已萌生。梁思成先生所著的《图像中国建筑史》 (1) 中对中国官式木构体系的特征作了如下表述：

"The basic characteristics of the system，which is still used，consist of a raised platform，forming the base for a structure with a timber post-andlintel skeleton，which in turn supports a pitched roof with over hanging eaves."[12]

维基百科对"post and lintel"的解释为：

"Post-a nd-lintel is a building system where strong horizontal elements are held up by strong vertical elements with large spaces between them."

"Post-and-lintel"来源于石构，英国的巨石阵、希腊帕特农神庙 (图1) 皆为典型的"post-and-lintel"结构。强烈的民族心让梁先生的研究中充满着中西方建筑的比较。因此，梁先生虽未直接提出“抬梁式”，却在意识上参照了西方石构的概念，为“抬梁式”埋下伏笔。

   

图1 英国巨石阵 (左) 与希腊帕特农神庙 (右)

学界对“抬梁”与“穿斗”的定义

自中国建筑分为“抬梁式”与“穿斗式”，学界便不断修正对构架的定义 (表1) 。

表1 学者对“抬梁式”与“穿斗式”的定义

   

“抬梁式”的定义集中在“柱上搁梁，梁上搁檩”与“梁的层叠”两个方面，仅刘敦桢先生提及了“平行的两组木构架之间，以横向的枋子联系各柱端”与“檩本身还具有联系构架的作用”，间接阐释了“抬梁式”的木框架结构本质。

相对于“抬梁式”的定义，“穿斗式”的定义虽亦关注“柱”、“檩”的交接关系，如“檩条直接搁置在柱头上”，但更体现出构件拉结形成木框架的特点。

可见“抬梁式”与“穿斗式”主要是构造层面的区分，体现在柱、梁与檩的交接关系是柱还是梁承檩上。就结构体系而言，两者都可形成稳定的木框架结构，本质上并无差别。

其他的分类方式

     

“殿堂式”与“厅堂式”

《营造法式》写到了殿堂、殿阁、厅屋、堂屋、堂阁、余屋和亭榭等建筑形式。该分类混融了结构、形制等级等多重意义。

“殿堂式” (图2) 的平面有明显的规制，称为“殿阁地盘分槽”。其内外柱等高，且各立柱之间相互独立，结构按水平方向分层。

   

图2《营造法式》中的殿堂式

“厅堂式” (图3) 的平面无明显规制。其外柱低于内柱，非柱柱落地且有梁受弯，梁端插入内柱，沿檩方向有顺脊串、顺身串等水平构件拉结每榀构架，以形成稳定框架。

   

图3《营造法式》中的厅堂式

“层叠式”与“连架式”

从建构思维的角度，张十庆教授将木构架分为“层叠式”与“连架式”。“层叠式”指一切以分层叠加建造的建筑；而“连架式”则指多榀构架的串联方法，包括了“厅堂式”，以及“厅堂式”中缺少的“柱柱落地式”。

“层叠式”构架包括法式中的“殿堂式”构架，以及将框架、铺作层叠而建的楼阁。单层“殿堂式”则可看作楼阁去掉中间的框架而仅由柱框层、铺作层和屋盖层叠加。两者都有明确的竖向分层与水平方向的整体性 (图4) 。“层叠式”各柱高度相同，且相互独立，靠构件层叠产生的重力获得结构稳定，荷载分层传递，在结构上有“层” (Storey) 的概念。而“连架式”注重竖向构架的纵向串联，以形成整体框架，强调竖向完整性与纵向串联，具有“榀” (Bent) 的概念。因此，二者的结构逻辑和建造程序是不同的[17]。

   

图4 a独乐寺观音阁

   

图4 b佛光寺大殿

从结构角度来看，“抬梁式”有“层叠”与“连架”双重属性。“层叠式”抬梁，即“殿阁式”；“连架式”抬梁，即“厅堂式”。因此，“抬梁式”有着不同的结构类型源头，与“穿斗式”、“井干式”的分类标准不在同一个层级上。肖旻先生也认为木构架的原型为“穿斗式”，而“抬梁式”只能作为一种衍生型[18]。

“插梁式”

孙大章先生在《民居建筑的插梁架浅论》一文中，对“插梁式”构架有如下定义：“承重梁一端或两端插入柱身，与抬梁式中承重梁放置在柱顶不同，与穿斗式的柱头直接承檩条，柱间不设承重梁，仅有拉结作用的穿枋也不同。具体来说，即屋面的每根檩条下皆有一柱 (檐柱、中柱或瓜柱) ，每根瓜柱骑在下面的梁上，而梁端插入邻近两端瓜柱的柱身，以此类推，最外两瓜柱骑在最下端的大梁上，大梁两端插入前后檐柱柱身。插梁架的山面梁架往往增加通高的中柱，变成两个半架的拼合，增加了刚度。”[6]

在其《中国民居研究》[19]一书中则写到厅堂式的抬梁结构，因内柱高度不同，乳栿、劄牵和大梁的一端则必须插入柱身。

(1) “插梁式”与“抬梁式”的关系

木构架中的柱端高度不同很常见，梁、枋两端无法同时放置于柱顶的状况便无法避免，表现为一端在柱头上，一端在柱身上，或两端都在柱身上。此时便不是“抬梁”，而被孙先生描述为“插梁”。“抬梁式”建筑中常常存在着“抬梁”与“插梁”并存的状态。

“插梁”的命名也是针对柱梁的交接构造关系。当交接复杂多样时，此命名法易指代含混且出现无法归类的情况，如：“抬梁式”紧靠建筑山墙的一榀构架往往中柱落地，此时这一榀构架便不存在另一根落地柱与中柱等高，所有梁与中柱只能在柱身上交接，不可能出现“抬梁”，而只能“插梁”。这也反映了“抬梁”与“插梁”的统一性，是统一建造逻辑下的两种变体。

基于交接关系角度的“插梁”定义是模糊的，木构架的本质应从结构整体的受力性质入手。屋面荷载通过檩传向梁、柱，直至地面。当檩条正下方有落地柱时，无论是“插梁式”，还是“抬梁式”，荷载F1与F2直接沿柱传入地面，不对梁产生弯矩。当檩条下方无落地柱时，荷载F3通过短柱传向梁，再传向两侧的落地柱直至地面，此时无论梁与柱头或柱身连接时，F3的力学效果仍然一致 (图5) 。

   

图5“抬梁式”与“插梁式”受力分析比较

因此，从结构角度看，“插梁式”与“抬梁式”是一致的。

(2) “插梁式”与“穿斗式”的关系

“穿斗式”在刘致平先生看来是“每隔一柱偷下一柱”，表达了“穿斗式”不必柱柱落地，那么“插梁式”同样可以纳入“穿斗式”。而依据孙大章先生的“插梁式”定义“柱间无承重梁，仅有拉结用的穿枋”，可推测他理解的“穿斗式”的柱头应直接承檩且柱柱落地。因为只要“穿斗式”的柱不落地变为短柱，则短柱下的穿枋受弯，有了梁的力学性质，与“抬梁式”仅存在梁端落于柱顶或插于柱身的区别。

《穿斗式大木结构类型与谱系》一文也讨论了“穿斗”与“插梁”的联系：进深方向的落地柱之间的间距增大，为了满足支撑瓜柱的受力要求，使用尺度大的插梁受弯来替代穿枋。也可理解为随着进深方向两柱间距离的增大，穿枋的尺寸也逐渐增大，当增大超过某一数值时，质变后衍生出的形态被称为“插梁”[20]。据此，“插梁”仅是“穿斗式”中的穿枋在尺寸上的变化，并无绝对的分界。

1940年代，在四川民居调研中，刘致平先生首次将该构架表述为“穿斗式”，而在其早先发表的《云南一颗印》中则以“插梁栋子”、“穿插式结构”来表示，也佐证了“插梁”与“穿斗式”并无本质区别。

根据以上比较，我们可认为“插梁式”包括“减柱穿斗式”和“柱高不等抬梁式”。柱柱落地的构架为“完全穿斗式”。“减柱穿斗式”与“完全穿斗式”的区别在于穿枋是否受弯。“减柱穿斗式”与“柱高不等抬梁式”的区别在于梁 (枋) 与柱连接位置 (图6) ，而构架的受力情况并无区别。

   

图6“完全穿斗式”、“减柱穿斗式”与“柱高不等抬梁式”

若强调梁头承檩，“插梁式”属于“抬梁式”，若强调梁端插入柱身则“插梁式”又属于“穿斗式”。显然“插梁式”并不能作为一种结构类型。但“插梁式”的引入，确实在证明“抬梁式”与“穿斗式”的统一性中找到了过渡性的证据。

结语

     

在中国建筑的木构架分类问题上，“穿斗式”与“抬梁式”的分类方法并非基于结构角度，而是对木构架节点构造关系的归类。虽然两者在构件尺寸与节点构造上有所差异，但在结构上，此差异对木构架体系的划分却非决定性的，因此作为两种结构类型是值得质疑的。凉山彝族地区的木构架中还存在着“拱架”的形式[21]，在构架风格与节点构造上并不属于上述两种分类，但究其本质仍是“穿斗”的变体。

这样的质疑暗示了必然存在某参数控制并统一着“抬梁式”构架或“穿斗式”构架，乃至整个木构架体系。中国建筑的“开间 (间) ”、“步架 (架) ”作为传统木构架的基本模数单位，便是这决定了木构架共同参数。对既有分类下的木构架进行重分类研究，须回归到木构架本身，从最简单的原型开始研究，发展分化成能代表各建筑类型的变体，形成树状发展关系图，明确分型产生的判断条件，才能说明木构架的层级关系与分类的准则。