古建木结构第一节

第一节木构架的基本类型

一、硬山式建筑木构架

硬山式建筑是指双坡屋顶的两端山墙与屋面封闭相交，将木构架全部封砌在山墙以内的一种建筑。它的特点是山墙面没有伸出的屋檐，山尖显露突出。

硬山式建筑根据屋檩的多少，常分别五~九檩等几种构造，但园林建筑多在七檩以下，其中五檩建筑最简单，七檩建筑最为豪华，其骨架剖面图如图1-1所示。

图1-1 常见硬山构架简图

(a)五檩无廊硬山；(b)檩前(或后)廊硬山；(c)七檩前后廊硬山；(d)九檩前后廊硬山

现以七檩建筑为例，说明其构架组成的各部分名称。房屋的木构架由柱、梁、檩、构架连接件和屋面基层等五部分组成，这五部分的构件各有不同的名称，如图1-2所示。

图1-2硬山建筑木构图

(a)硬山建筑木构架装配图；(b)七檩构架剖面图；(c)七檩硬山的排山梁架

1、柱子构件

柱子是直立支承受力构件，在硬山式建筑中，依其位置和功用不同分为：檐柱、金柱、瓜柱及山柱等。

(1) 檐柱：即房屋前后檐最外排的柱子，前面的叫前檐柱、后面的叫后檐柱。

(2) 金柱：即房屋前后檐内排的柱子，宋称“内柱”，清叫“金柱”。

(3) 瓜柱：它是指立于下面大梁上用来支承上面梁架的短柱，有的称为“童柱”。在屋脊部位支承脊檩的叫“脊瓜柱或脊童柱”，其他部位叫“瓜柱或金童柱”。但脊瓜柱因其独立较高，其上没有梁架连接，直接支承脊檩，这样其稳定性就差，因此常在柱脚处，辅以稳定的木块称为“角背”。而其他瓜柱因梁架的垂直距离不同而有高低，但当瓜柱高度小于本身横向尺寸的，通常将这种矮瓜柱称为“托墩”，《营造法式》称为“侏儒柱”。

(4) 山柱：它是整个房屋构架最尽端，紧贴山墙一排梁中立于山尖位置的柱子，它是硬山建筑中承接脊檩末端的主要支承构件，由地面直通脊檩是上述柱中最长的柱子，如图1-2(c)所示。

2、横梁构件

梁是组成屋架的横向承托构件，在硬山式建筑中有架梁、抱头梁、随梁和穿插枋等。

(1) 架梁：它是横架于前后金柱之间承托瓜柱和檩木的构件，宋称“缘袱”，清叫“架梁”。它由所支承在它上面的檩木根数而命名，在屋架最上面的一根横梁，共支承有三根檩木，叫“三架梁”再往下一根横梁，在它以上有五根檩木，叫五架梁，如此类推，如图1-2(b)所示。

但宋代对屋架最上面的一根梁，不是用来直接支承金檩，而主要是用来承托脊柱(有叫蜀柱)脊檩，故一般将它特称为“平梁”。再紧往下的一根梁，按去掉脊檩之外的檩数进行命名，如五架梁去掉脊檩后只有四根檩，则称为“四缘袱”，七架梁称为“六缘袱”等。

(2) 随梁：随梁其实不是梁，它并不承接上面的荷重，它只是将前后金柱连接起来，形成一个稳定排架的横向连接构件。但在山墙部位的排架中，不设随梁，而是将三架梁、五架梁等，由中柱一分为二，将三架梁、五架梁等分割成两根单梁它们直接与中柱进行连接，形成“排山梁架”。这些被分割的梁架，都按步架数进行命名，如三架梁被分割后，成为两根只有一个步架的单梁，称其为“单步梁”；在《营造法原》中称为“单步川”，在《营造法式》中有称为“割牵”。五架梁被分割成两根具有两个步架的单梁，称此两根单梁为“双步梁”，《营造法原》称为“双步川”，《营造法式》称为“乳袱”。如图1.2中的排山梁架所示。

(3) 抱头梁：它是横架于檐柱和金柱之间，承接檐檩的构件，凼征梁头上部剔凿有檩桅槽口，形似将檩抱住而取名为“抱头梁”，宋称这种抱头为“乳袱”。

(4) 穿插枋：它与随梁一样，是将檐柱和金柱连接成整体的横向连接构件。在《营造法原》中称为“川夹底”，《营造法式》不设此构件，由乳袱代替。

3、檩木

檩木有称“檩子”、“檩条”、“桁条”等，它是承托屋面荷重并将其均匀传递给梁柱的构件，它从一端山墙横贯到另一端山墙。在《营造法式》中称为

檩木在檐口部位的称为“檐檩”，在脊顶部位的称为“脊檩”，宋称“脊樽”；其他部位都称为“金檩”，宋称“平樽”。

4、构架连接件

房屋构架在进深方向由梁柱等组成若干个排架，而在面阔方向则由檩木、枋子、垫板等将各排架谇接起来成为整体。

(1) 枋子：起连接作用的矩形断面木材，它同檩木一样，分别称为“檐枋”、“脊枋”和“金枋”。在《营造法原》中都称为“连机”。他们与檩木配套成对，檩木是设在架梁之上，枋子是设在架梁之下。而在《营造法式》中对排架柱的连接，是用称为“由额”的枋子，将各排架之间的柱子连接起来。

(2) 垫板：因为檩木和枋子分别安装在梁的上下，檩枋之间就形成了一个空隙，这个空隙就由垫板来填补，以形成一个整观效果。一般将檩、垫、枋三件叠在一起的做法称作为“檩三件”做法。

5、屋面基层

屋面基层是承接屋面瓦作的木基础层，它由椽子、望板、飞椽、连檐、瓦口等构件所组成。

(1) 椽子：它是屋面基层的最底层构件，垂直安放在檩木之上。在小式建筑中多为方形断面,在大式建筑和园林建筑中，常用圆形断面。由于屋面每步架的举度不同，从脊檩到檐檩需分成几段安装，在脊步架的椽子称为“脑椽”，在檐步架的椽子称为“檐椽”，在脊步和檐步之间的椽子都称为“花架椽”。

(2) 望板：钉铺在椽子上面的木板层，作为屋面泥灰背、苫背的挡搁板。

(3) 飞椽：它是安装在檐口部位望板之上的椽子，与檐椽相对布置，较檐椽挑出更远。它是作为抬高檐口，减缓屋坡陡势的构件。

(4) 连檐：它是固定檐椽头和飞椽头的连接横木。连接檐椽的称为“小连檐”，一般为扁方形断面。连接飞椽的称为“大连檐”，多为直三角形断面。参看图1.69(a)所示。

(5)瓦口：安装在大连檐之上，用来承托檐口瓦件的构件。它根据所采用的板瓦或筒瓦不同而做成不同的弧形面。

二、悬山式建筑木构架

悬山式建筑是在硬山式建筑的基础上，加以适当改进而成。改进的部位主要有以下三个：

(1) 两端山墙的山尖部位，不是与屋面封闭相交，而是屋盖悬挑出山墙以外，即为“悬山”式。

(2) 屋顶的屋脊部位，除两坡正交(即为尖角)成屋脊形式外，还有卷棚(即圆弧顶)过陇脊形式。

(3) 屋檩数除硬山建筑的五~七檩外，还可做成四檩、六檩的卷棚形式，并且一般不做成带廊形式。其常用剖面形式的构架图如图1-3所示。

图1-3 悬山常见构架简图

1、悬山柱子构件

因为悬山式建筑一般不做成带廊形式，故构架中只有檐柱和中柱。中柱是将山柱移动一下位置而成。其他与硬山建筑所述相同。

2、悬山横梁构件

由于没有了金柱，所以也就没有了抱头梁和穿插枋。但当采用卷棚式屋顶时，应取消三架梁和脊瓜柱，改用月梁直接承托两根脊檩，如图1-3中卷棚形式所示。其他与硬山建筑所述相同。

3、悬山檩木

悬山式建筑的所有檩木，都是从山尖墙向外悬挑出去一个距离，悬挑距离的大小，宋代没有严格规定，一般约为五六椽至七八椽。清《工程做法则例》规定可采用下述两种方法稳定：

(1) 由山柱中心向外挑出四椽四当，如图1-4所示。

(2) 由山柱中心向外挑出的距离等于上檐出。

另外，在悬挑檩木的下面应设置安放“燕尾枋”，此燕尾枋实则是室内檩下垫板的延续。燕尾枋下面是枋子的

箍头。在檩木的端

头加钉博风板，这

是悬山建筑的主要

特点，如图1-4所

示。

图1-4 悬山建筑木构架

4、构架连接件和屋面基层

这两部分的构件与硬山式建筑完全相同。

三、庑殿式建筑木构架

庑殿建筑是一个具有四面坡、五条脊的屋面，故又称“四阿殿”、“五脊殿”，它在中国古建筑中是享有封建等级社会型制最高的建筑。根据屋檐的层数分有单檐和重檐两大形式。它的木构架主要由两大部分组成，即：正身部分、山面及其转角部分。

单檐庑殿正身部分构架与硬山建筑正身相同，重檐庑殿正身部分只需加高金柱，并在重檐檐步架勿端施立童柱和横向承椽枋、围脊枋和围脊板等连接件，其他同单檐一样。

庑殿山面及其转角部分是庑殿建筑的主要特色，现以单檐无廊庑殿为例，将这部分的组成构件分述如下，见图1-5所示。

图1-5 庑殿木构架

1、山面柱子构件

单檐无廊庑殿山面部分的柱子，一般有正身檐柱、角檐柱、交金瓜和雷公柱等。

(1) 正身檐柱：山面正身檐柱的横轴线，应与庑殿正身金柱在同一轴线上，山面正身檐柱的纵轴线，要与角檐柱位置相对应。正身檐柱顶端支承着山面部分的顺梁(当采用顺梁法时)，或山面部分的檐檩(当采用趴梁法时)。

(2) 角檐柱：它是纵横檐柱在转角处相交的柱子，是支承搭交檩(即在转角处相交的檐檩)和角梁的主要受力构件。

(3) 交金瓜柱：它是指在交角部位各搭交檩下面的瓜柱，依所需高低不同分别采用交金瓜柱或交金托墩。用它来支承其上的搭交檐檩、搭交下金檩和搭交上金檩等。

(4) 雷公柱：在屋顶正脊部位，对庑殿正身来说，是采用脊瓜柱支承脊檩的，而在山面部位，屋脊要按照“推山法则”的要求，使脊檩推出悬挑一个距离，这时应在脊檩端部下面设置一根支柱，以支承脊檩及其上面的荷重，这所设之柱即为“雷公柱”。

2、山面横梁构件

单檐无廊庑殿山面部分的横梁构件有：顺梁、趴梁、太平梁、角梁等。

(1) 顺梁：是指顺面阔方向的横梁。当山面设置有正身檐柱作支承时，可采用顺梁来承托山面部分的搭交檐檩和下搭交檩上的交金瓜柱。顺梁的外端由山面檐柱承托，顺梁的里端榫接在庑殿正身部分的金柱之上。

如果山面在此位置上，不采用檐柱作为顺梁的支承，就采用“趴梁法”，即在顺梁位置用趴梁来代替(参看图3—6c所示)，趴梁的外端趴伏在山面搭交檐檩上，里端同顺梁一样。

(2) 趴梁：设置趴梁的位置有上下两处，一是当构架采用“趴梁法”时，如上所述用趴梁来代替顺梁，此为下趴梁；二是不管构架是采用“顺梁法”还是“趴梁法”，都应在山面下金檩与正身架梁(一般为五架梁)之间的上面趴伏一梁，以承托山面的搭交上金檩和交金托墩，此为上趴梁。

(3) 太平梁：为承托雷公柱所设之梁，即为太平梁，它搭伏在前后上金檩上。

(4) 角梁：它是指在屋面两山转角部位的梁，它按翼角的冲出与起翘进行设置。由于屋面翼角是曲面形，因此，角梁按步架分段设置，由檐口至屋脊分为：角梁(由上下老仔角梁组成)、由戗、脊由戗等。

3、檩木

庑殿山面檩木的道数，按庑殿正身檩木的道数进行设置，并与其对应相交，称为“搭交檩”。由下而上分为：搭交檐檩、搭交下金檩、搭交上金檩等。所有搭交檩之下设交金瓜柱或交金托墩作为支承。

4、构架连接件

庑殿山面的连接件仍是“檩三件”，分别将山面檐柱和角檐柱进行连接，交金瓜柱之间进行连接，上趴梁之间进行连接(如果是斗棋建筑，还应在檐垫板之上、斗棋之下，加设额枋连接件)。

5、屋面基层

庑殿的屋面基层与硬、悬山的屋面基层相同。

四、歇山式木构架

歇山式建筑的正身部分，同庑殿的正身是完全相同的，所不同的是山面部分。歇山的山面可以看成是悬山山面和庑殿山面相结合的一种改良，如图1-6所示，如果以歇山的下金檩为分界线，则在下金檩以上的山面构架同悬山屋顶相似，在下金檩以下的山面构架同庑殿山面部分基本相似，所不同的是歇山建筑较庑殿多了三个构件，即：踩步金、踏脚木、草架柱及其横穿。

图1-6 歇山建筑木构架

(a)趴梁构造；(b)卷棚歇山木构架(顺梁法)；(c)尖顶歇山木构架(趴梁法)

1、踩步金

它是一个梁檩功能互兼的特殊构件，两端与下金檩搭交，座踩在立于顺梁的交金墩上或带趴头的梁金枋上。它的正身承托着上面的架梁和檩木荷重，其断面与架梁相同；在正身的外侧面，剔凿有椽窝以搭置山面檐椽，起着檩木的作用，并在两端做成檩木形式与下金檩搭扣相交。

2、草架柱及横穿

歇山屋顶的正脊同悬山做法一样，因此，从踩步金以上的所有檩木，都要按“收山法则”悬挑出去一个距离，这些檩木悬挑端部的下面，需要有一个相应支柱，这种支承檩木的柱子就是草架柱。草架柱之间的稳定就由横穿木加以稳固。

3、踏脚木

它是承接草架柱的一根横木，做成直角梯形断面，压定并固接在山面檐椽上，两端与下金檩交接。

由草架柱、横穿和踏脚木等所形成的整个山尖面，常用拼接板封盖起来，此板叫做“山花板”，护盖着整个歇山的山面。

歇山建筑的木构架如图1-6所示。

五、攒尖顶木构架

攒尖顶木构架大量用于亭子建筑，其他建筑如北京天坛祈年殿、皇穹宇等也采用这种形式。它分多角形和圆形两大类，每一类又有单檐和重檐两种形式，在重檐亭中又有单围柱和双围柱之分。除此之外还可将两种组合起来形成组合亭。亭子的形式虽然很多，但基本结构均大同小异，现以单檐亭和圆形亭的木构架为例，分述如下：

(一) 单檐亭木构架

1、柱子围圈构件

单檐亭的柱子应根据面阔和进深的大小，可设为4根、6根、8根、12根等檐柱，柱脚立于角柱石上，柱头做成十字槽口，安装檐枋(又称箍头枋，如图1-7、图1-8所示)，形成第一道封闭圈梁以组成柱子围圈结构。

图1-7 攒尖顶木构架

(a)单檐亭木构架图；(b)单檐亭立面图

2、檐檩围圈构件

檐檩围圈结构是第二道封闭圈梁。在柱头的搭交檐枋上，先安放一组托檩构件“角云’’(有称花梁头，如图1-8中所示)，然后将檐檩作成搭交形式卡放在角云上。在檐枋和檐檩的空挡安放檐垫板。

图1-8檐柱檩构件

3．横梁构件

在檐檩之上设罩横梁以承托金檩，形成构架的第三个封闭圈。此圈横梁的设置方法有两种：一种是采用“趴梁法”，另一种是采用“抹角梁法”。

(1) 趴梁法：沿金檩的水平投影轴线位置，首先在进深方向施以长趴梁：趴搭在檐檩上，然后在面阔方向施以短趴梁，搭交在长趴梁上形成井字形梁。再在趴梁上安放搭交金檩(参考图1-12中的长短趴梁所示)。

(2) 抹角梁法：沿金檩的水平投影轴线交点的位置，在两搭交檐檩上以45。角安放抹角梁。承托抹角梁的檐檩应事先在安放处做好承放卡槽，如图1-9所示。然后在抹角梁上安放搭交金檩。

图1-9 单檐亭的抹角梁(a)抹角梁构架图；(b)抹角梁构架俯视图

金檩与趴梁(或抹角梁)之间的空挡由金枋填补，故有将金枋称为“金垫枋”。

4．攒尖构件

攒尖构件是形成斜坡尖顶的构件，它包括角梁、由戗、雷公柱等。

(1) 角梁：由老角梁和仔角梁组成，老角梁的前段搁置在檐檩上，后端作成槐口与仔角梁一起扣在金檩上，如图1-10所示。

图1-10 角梁、由戗、雷公柱

(2) 由戗：因为攒尖顶是一个坡屋面，从檐步架到脊步架的坡度是变化的，故角梁只能设在檐步架内，然后在仔角梁的尾端再接由戗，由戗的尾端与雷公柱榫接。

在小式亭子建筑中，因为由戗是支撑雷公柱的重要构件，所以《营造法式》在亭榭斗尖举折之制中称为“簇梁”。

(3) 雷公柱：即支承攒尖顶顶尖的木柱，支承雷公柱的方法有两种：一是由戗支撑法，即由各角梁后面延伸的由戗支承，使雷公柱悬空垂立，如图1-10所示，一般小型亭子都采用这种方法。另一种是在雷公柱下面设置太平梁作为支承，太平梁安放在金檩上，如图1-12所示，这种方法多用于屋面荷重较大的亭子建筑。

5、屋面基层

亭子建筑的屋面基屋与庑殿、歇山屋面相同，只是面积小而集中。正身部位钉装正身檐椽和飞椽，转角部位钉装翼角椽和翘飞椽，望板上施以瓦作。

(二) 重檐角亭木构架

重檐角亭的木构架，有一圈柱子和里外两圈柱子的两种不同做法。

一圈柱子的做法，是在单檐亭的基础上，将柱子升高一个距离作为金柱，再在外圈另增加一圈檐柱形成一个带廊亭即可。檐柱与金柱部分的结构同硬山所述。

现着重介绍一圈柱子的重檐角亭。这种亭子的木构架，主要是解决上层檐的柱子如何支立的问题，当上层檐柱支立好后，柱以上的结构同上面所述单檐亭一样。

解决重檐柱支立的方法有两种：即井字梁承柱法和抹角梁承柱法。

1、井字梁承柱法

这种方法是在正身檐柱的柱头上安装井字随梁，它与檐枋一起组成第一道稳定加固圈的作用，然后在井字随梁上安放承重井字梁或抹角梁，在该梁上于施放重檐柱的位置安放墩斗，在墩斗上直立童柱。再用承椽枋、围脊枋和上檐枋等连接构件将所有童柱连接成整体，形成上、中、下的第二道封闭圈，童柱构造见图1-11(a)。最后在童柱上安装角云，其后按单檐亭做法进行。

2、抹角梁承柱法

它是在搭交檐檩的交角处位置上，各安放1根短抹角梁，在抹角梁上安装童柱，或将角梁的尾端搭置在抹角梁上(前端搭在檐檩上)，并将角梁尾端做榫插入悬空木柱内，这悬空木柱即为上层重檐柱，在重檐柱(即童柱)之间用花台枋、承椽枋、围脊枋、上层檐枋等将其连接成为整体封闭圈，后面做法与单檐亭相同。其抹角梁构架如图1-11(a)所示。

图1-11 重檐角亭构架

(a)重檐构架；(b)重檐角亭正面图

(三) 圆形亭木构架

圆形亭也有单檐和重檐两种，重檐圆形亭一般为两圈柱子，相当于带廊结构的圆形亭，里圈柱(即重檐柱)的木构架只是在单檐圆形亭木构架的基础上，将柱加高即可，外圈柱同一般檐柱构造一样。故这里，着重介绍单檐圆形亭的木构架，如图1-12所示。

1、柱子围圈构件

单檐圆形亭的檐柱，一般小亭为六根一圈，大亭为八根一圈。支立方法与角亭相同，只是檐枋的水平投影为圆弧形，用燕尾榫与柱连接，构成圆形封闭圈。

2、檐檩围圈构件

在檐柱上安装花梁头，在花梁头上安装圆弧形檐檩，圆弧形檐檩分段制作，相互之间用燕尾榫连接，形成第二道封闭圈。各花梁头之间以垫板填补空隙。．

3、横梁构件

在进深方向，于檐柱位置的檐檩上施放长趴梁，再在长趴梁上垂直安装短趴梁。然后按金檩的位置，在趴梁上摆放檩惋木块，再将圆弧形金檩安放在檩惋块里，金檩应分段制作，每一(或二)段的长度，应按檩惋块之间的圆弧距离确定，要使金檩的接头落实在檩惋块内。然后，在金檩圈中心线上设置一根太平梁，作为雷公柱的支承构件。

图1-12 单檐圆形亭木构架

4．尖顶构件

在太平梁的中心(即整个亭子的中心)位置上竖立雷公柱，雷公柱由斜撑在金檩上的由戗支撑稳固。由戗的下端卡顶住金檩，上端与雷公柱榫接。

其他做法与单檐亭相同。

六、游廊木构架

游廊建筑是园林工程中较常用的一种建筑，在平地上的游廊有称“长廊”，沿山坡而上的又称“爬山廊”。它的基本构架如图1—3中四檩卷棚(也有少数做成五檩悬山)所示，若干个基本构架连接起来即为长廊的构架。

(一) 游廊的基本构件

1、廊的柱子

游廊的柱子只有前后(或左右)檐柱，并且柱子的断面作成梅花角的形式，放二般称为“梅花柱”，每隔三、四排柱，需将一对柱子的柱脚伸人到柱顶石内，以加强游廊的稳定性。柱脚与柱顶石做成“套顶榫”。在前(后)檐的檐柱之间，柱顶上部仍用檐枋连接起来，枋下吊挂楣子，柱下端用栏杆或坐凳连接成长廊。

2、廊的梁檩

图

1-13 游廊木构架

卷棚屋顶的游廊，在每对(排)前后檐柱上，一般采用四架梁，在四架梁上立瓜柱或托墩，再施以月梁，承托两根脊檩，如图1-13所示。

3、屋面基层

游廊的屋面基层同其他上述建筑基本一样，只是卷棚顶的脊檩上是采用罗锅椽，其他檐椽、飞椽、望板等均同前。

(二) 游廊的平面拐弯与垂直连接

1、游廊的拐弯

游廊的平面布置有90°拐弯和钝角(大于90°)拐弯，这些拐弯的两根柱上，应安装递角梁，递角梁与一般架梁不同之处是：梁的大度应按平面角的斜度计算，梁上的檩惋槽和垫板槽等按实际斜交角度剔凿。其他构造与一般架梁相同，因此，也可称为四架递角梁。在90°的内拐弯处，递角梁与其两边四架梁的端头，应采用插榫相交连接在一起。钝角拐弯柱的断面要随转折角度作为异形断面，如图1-14所示。

图1-14 游廊钝角拐弯另在屋面转角处的金檩上，外凸角和内凹角要施以角梁，以解决拐弯处屋面基层的衔接，其平面投影如图1-14所示。