一、木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)形式

以木結(jié)構(gòu)作為主要骨架的中國古代建筑開創(chuàng)了新結(jié)構(gòu)形式，并且產(chǎn)生了和這種結(jié)構(gòu)形式相配套組合的各種平面布置方式和外觀結(jié)構(gòu)性態(tài)。我國古代建筑從原始社會末期起，到封建社會末期的清朝，一脈相承，循序漸進，逐漸形成了一種特有的結(jié)構(gòu)形式?？v觀我國五千年的科學(xué)技術(shù)發(fā)展史，可以把我國古代主要的木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)方式分為三種不同的形式：抬梁式、穿斗式和井干式。三種不同的結(jié)構(gòu)形式各具特色，在不同的歷史時期使用在不同的工程領(lǐng)域，并且對于某些大型建筑還釆用混合結(jié)構(gòu)形式。這三種我國古代木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)形式具體介紹如下所述：

（1）、抬梁式

抬梁式結(jié)構(gòu)在西周末年已形成雛形，后來不斷完善，形成一套完備的做法。這種木結(jié)構(gòu)架是沿著房屋進深方向在石礎(chǔ)上立柱，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)成一組木結(jié)構(gòu)架。在相鄰兩道屋架之間，于各層梁的外端架擦，上下擦之間架椽，形成屋面呈下凹弧面的兩坡屋頂骨架。每兩道屋架間的室內(nèi)空間稱“間”，是組成木結(jié)構(gòu)架房屋的基本單位。在我國古代，一座木結(jié)構(gòu)建筑房屋通常由二、三間乃至若干間組成，結(jié)構(gòu)平面布置多數(shù)沿著面闊方向排列為長方形平面形式。另外，還可以把這種木結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)做成三角、方形、六角、八角、圓形、扇面、十字、田字及其他特殊單層平面建筑，和多層的樓閣與佛塔等組合結(jié)構(gòu)。

（2）、穿斗式

穿斗式木結(jié)構(gòu)架也是沿著房屋進深方向立柱，但柱的間距較密，柱直接承受檁的重量，不用架空的抬梁，而以數(shù)層“穿”貫通各柱，組成一組組的構(gòu)架。它的主要特點是用較小的柱與“穿”，做成相當(dāng)大的構(gòu)架。這種特有的木結(jié)構(gòu)架建筑結(jié)構(gòu)形式的建造方法在漢朝基本成熟，流傳至今，在中國江南多省還采用這種結(jié)構(gòu)形式。此外，也有在房屋兩端的山面用穿斗式，而中央諸間用抬梁式的混合結(jié)構(gòu)法，例如四川建于明萬歷年(公元年)的萬年臺，歇山頂，穿斗抬梁式結(jié)構(gòu);始建于道光16年(1836年)的湘西鳳凰古城中的楊家祠堂，也為穿斗抬梁式結(jié)構(gòu)。整個建筑做工精細(xì)，極富民族特色，整體建筑具有鮮明的民族特色和很高的建筑藝術(shù)價值。

（3）、井干式

井干式木結(jié)構(gòu)架是用天然原木或方形、矩形、正多邊形橫斷面的木料，層層累疊，在轉(zhuǎn)角處木料端部交叉咬合，形成房屋四壁，形如古代井上的木圍欄，再在左右兩側(cè)壁上立矮柱、承脊檁構(gòu)成房屋的圍護壁體。不過，這種結(jié)構(gòu)形式使用不多，實物資料少之又少，在云南晉寧石寨山出土的銅器中就有雙坡頂?shù)木椒课?。?jù)考古發(fā)掘，殷商后期陵墓內(nèi)已使用井干式木墩;以后通過發(fā)掘的周朝到漢朝的陵墓也長期使用這種木墩;另外，西漢初皇宮后苑中還有井干樓。至于用過建造房屋的井干式結(jié)構(gòu)形式，發(fā)掘遺址遺跡更少，僅有部分漢代西南兄弟民族的隨葬銅器所雕刻的部分圖像以及云南等地的部分民居房，不過現(xiàn)在除少數(shù)森林地區(qū)外已很少使用。

二、木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)特點

中國地域遼闊，大江南北均能發(fā)現(xiàn)古代木結(jié)構(gòu)建筑的遺址遺跡，這充分說明了其利用范圍之廣、影響之大。作為一種實用的結(jié)構(gòu)體系，我國木結(jié)構(gòu)古建筑在當(dāng)時社會政治經(jīng)濟條件決定下，有如下一些優(yōu)點：

（1）、結(jié)構(gòu)體系分工明確

類似于現(xiàn)代的框架結(jié)構(gòu)，中國古代的主要木結(jié)構(gòu)架建筑形式——抬梁式木結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)，在平面布置上很容易形成正方形或矩形等規(guī)則柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系;柱網(wǎng)的四周，為保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)可在各檐柱之間，按環(huán)境條件的需要砲墻壁，裝飾裝修門窗等。根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力可知，四周的墻壁只起到圍護作用，不承擔(dān)房屋上部和樓面的重量。因此，這種結(jié)構(gòu)布置形式給了古代建筑物以很大的靈活方便性，按實際要求可以很簡單的做成各種門窗大小不同而結(jié)構(gòu)整體相似的木結(jié)構(gòu)建筑，同時也可做成四面敞開、有屋頂沒有圍墻的涼亭，另外還可做成密閉儲藏作用的倉庫。木結(jié)構(gòu)架抬梁式結(jié)構(gòu)經(jīng)過幾千年的實踐，成為我國古代建筑最普遍的結(jié)構(gòu)方法，至于穿斗式木結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置雖不如抬梁式木結(jié)構(gòu)那樣靈活方便，但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計理念上的承重和圍護結(jié)構(gòu)的分工方面仍然一樣。

（2）、氣候環(huán)境適應(yīng)性強

不管是抬梁式建筑，還是穿斗式木結(jié)構(gòu)架房屋，只要房屋的建設(shè)髙度、屋頂與四周墻壁采用的材料和厚度、房屋門窗的位置和大小等幾個主要的方面加以更改，便能使其適應(yīng)各地區(qū)各種不同的氣候條件。

（3）、減震消能機理優(yōu)秀

木結(jié)構(gòu)架建筑取材選用木材，木材的變形性能良好，并且木結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點連接所用斗拱方式和卯榫等又都有一定限度的變形功能，因而在保證結(jié)構(gòu)主體安全的限度內(nèi)可降低由地震對結(jié)構(gòu)整體所引起的作用，達到減震消能的作用機理。

（4）、材料供應(yīng)比較方便

在我國古代絕大部分疆域內(nèi)，木結(jié)構(gòu)材料比磚、石等更方便就地取材，并且能在廉價的條件下快速的得到解決材料供應(yīng)問題。因此，我國木結(jié)構(gòu)能廣泛地應(yīng)用于一般性建筑，除此之外，還用于各種梁式、懸臂式和拱式橋梁。

三、古建筑木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能

（1）、鋪作層及屋蓋層結(jié)構(gòu)性能

梁架層和柱架層之間的過渡段為鋪作層，主要為橫木交疊形成墊梁支座，包括枓栱昂枋等部分，主要功能是起到構(gòu)造連接、過渡空間和支撐大屋頂?shù)淖饔茫拐鹦阅茌^好。且枓栱的整體結(jié)構(gòu)可以伸出挑檐，這樣雨水無法侵蝕到柱身，并且還可以起到傳遞荷載、耗能減震和降低跨度的功能，美觀度較好。古建筑木結(jié)構(gòu)大屋蓋是封建政治制度和等級的象征，政治上的需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了對形式的追求，廡殿式屋蓋等級最高，這類屋頂只有皇家建筑或寺廟建筑才可以采用，歇山式屋蓋次之，還有懸山式硬山式卷棚和中間收束的攢尖式等。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com四五設(shè)計網(wǎng)www.45te.com設(shè)計學(xué)徒自學(xué)網(wǎng)www.sx1c.com

（2）、臺基層結(jié)構(gòu)性能

古代建筑木結(jié)構(gòu)跟現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)不同，其主要的木結(jié)構(gòu)臺基層是由基礎(chǔ)石、磉墩以及磉墩下面的人工夯土臺基礎(chǔ)構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)可以保證建筑結(jié)構(gòu)的外在氣勢和美觀度。很多古建筑結(jié)構(gòu)中的基座都會用高大的人工夯土臺基制作，其上部結(jié)構(gòu)對整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性起著很重要的作用。高臺基的設(shè)定會改變整體結(jié)構(gòu)上部區(qū)域的動力特性，也就是說此結(jié)構(gòu)會讓上部結(jié)構(gòu)區(qū)域產(chǎn)生位移的加速度增加。聽過古建筑木結(jié)構(gòu)的研究和探索發(fā)現(xiàn)，高臺基的主要作用是放大，會直接影響到地下交通和地面運動，鐘樓木結(jié)構(gòu)的頂部區(qū)域，其水平響應(yīng)速度可以達到容許范圍的5-6倍。所以在進行古建筑結(jié)構(gòu)保護過程中需要重點關(guān)注古建筑結(jié)構(gòu)的隔振和振源兩個方面。當(dāng)產(chǎn)生地震時，勢必會對建筑造成影響，如果結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定就會嚴(yán)重破壞掉建筑物的整體性能。但古建筑木質(zhì)結(jié)構(gòu)中的隔震體系和柱腳都可以減少破壞，研究顯示，如果產(chǎn)生一定程度的地震，柱腳會產(chǎn)生一些滑移，首先通過滑移可以將振動的能量降低，從而起到在強震作用下減輕振動的影響；其次可以通過柱腳滑移來將地震作用產(chǎn)生的能量傳遞，通過滑移來提供阻尼，讓整體結(jié)構(gòu)的加速度、相對位移的峰值和相對速度等大幅度降低，起到保護整體結(jié)構(gòu)的功能。

（3）、柱架層結(jié)構(gòu)性能

古代建筑結(jié)構(gòu)中柱架層是比較重要的結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)中不采用釘子和鐵，而是采用榫卯連接的梁柱節(jié)點、側(cè)腳和生起的柱架和雀替等方式來打造完美的建筑結(jié)構(gòu)。通過對側(cè)腳和生起進行探究發(fā)現(xiàn)，側(cè)腳和生起可以有效的降低木質(zhì)結(jié)構(gòu)的位移，減少各種構(gòu)件受力，保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。并可以通過生起和側(cè)腳結(jié)構(gòu)來降低柱頭位移響應(yīng)峰值、加速度峰值和檐柱的軸壓力響應(yīng)峰值的大小，讓整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

雀替的作用類似于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的加腋梁，豐富立面的同時還可以讓加強了梁端的抗剪性能和抗彎性能等。而其中應(yīng)用的卯榫節(jié)點明顯區(qū)別于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)，其具有加強的轉(zhuǎn)動能力，讓彎矩可以更好的傳遞，且保證半剛性的特點。

通過研究表明，卯榫節(jié)點在水平荷載的影響下會產(chǎn)生滑移和限位轉(zhuǎn)動，讓節(jié)點因擠壓而產(chǎn)生變形，由于柱架的存在，讓基礎(chǔ)跟柱之間約束性降低。這樣的結(jié)構(gòu)形式會有效的降低地震過程中對其延性需求，也就降低了地震過程對整體機構(gòu)的破壞性，同時還會降低礎(chǔ)石的傾覆力矩的抗拉影響，從而起到抗地震的作用。

四、結(jié)語

中國歷史悠久，文化燦爛，在歷史長河中遺留下很多古建筑。其中有些古建筑超過千年，大多數(shù)為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，且在戰(zhàn)火和地震等自然災(zāi)害中屹立不倒，充分體現(xiàn)了古建筑木結(jié)構(gòu)具有較好的性能。現(xiàn)在隨著國家對古文物、古建筑的重視程度越來越高，加強對中國古建筑木結(jié)構(gòu)的性能和特點分析有利于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，可以更好的維護中國古建筑，保證古建筑文化的不斷傳承。咩票優(yōu)惠電影票www.miepiao.com共丟廢品回收網(wǎng)www.gongdiu.com一級建造師考試培訓(xùn)www.itk3.com

參考文獻

[1]隋,趙鴻鐵,薛建陽,謝啟芳,吳磊.中國古建筑木結(jié)構(gòu)鋪作層與柱架抗震試驗研究[J].土木工程學(xué)報,2011,01:50-57.

[2]趙鴻鐵,張風(fēng)亮,薛建陽,謝啟芳,張錫成,馬輝.古建筑木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能研究綜述[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2012,08:1-10.

[3]陳志勇,祝恩淳,潘景龍.中國古建筑木結(jié)構(gòu)力學(xué)研究進展[J].力學(xué)進展,2012,05:644-654.

[4]宋曉勝,蘇經(jīng)宇,郭小東,王志濤.中國木結(jié)構(gòu)古建筑榫卯連接節(jié)點抗震性能研究進展[J].世界地震工程,2014,01:12-22.