湖南工程学院 湖南湘潭 411100
摘要：站在单体的角度来讲，中国古代建筑主要是以木结构为应用特征。传统古建筑研究主要将大木作为重要内容，这里的大木制主要是指木框架体系或工艺。和中国古代建筑有关的调查以及研究，其范围广泛，具有极为丰富的内容，通常，在建筑材料、工艺、结构、技术、装饰等各个方面都具有一定的社会特色和文化风格，我国已经有大量的专家学者对古代建筑进行理论上和时间上的研究与分析，并归纳出了许多具有科学性质的指导文献。文章通过有关的研究对古代建筑大木结构体系构造艺术进行详细的介绍，期望能够有效促进古代建筑的相关研究成果。
关键词：古代建筑、大木结构、构造艺术
引言：和西方建筑相比较，中国建筑具有自身独立的一套体系，并且通过几千年的时间，逐步形成了固有的特色。并且整个结构都是由木构建而成的。各部分通过榫卯进行连接，拥有良好的抗震效果。中国北方有句俗语：“墙倒屋不塌”，就是这种结构的主要体现。我国北京故宫、交泰殿、乾清宫等等都是由木构架体系的大木构架体系建成的，展现了古代建筑的工艺和发展水平。清代时《清式营造则例》的出现推动了建筑技术的有效提升，使得大木构架体系获得深入发展。
1官式和民间建筑的联系
官方建筑是制度的产物，但制度并非凭空出现的，通常，民俗建筑形式的发展主导着中心所在的区域。在进行制度化的时候，官式建筑逐渐形成自身独具特色的建筑形式，并从该地区的特点出发，进而探讨其民间技艺。如果说在地域文化中产生的民间建筑形态被称为原始建筑形态（包括木构架式），那么官方建筑就是这种“原始”建筑形态的制度化延伸。但是还有一个问题是这种制度化的发展能否创造一种新的类型。
2木框架体系结构特点
2.1屋顶
屋顶主要是由屋面与梁架两个方面组合而成的。屋面主要包含了望板、灰背组成的基层和屋面瓦面层。以为内梁架举折，造成屋面基层星状光滑曲面较厚，故屋面纵向刚性大，梁架体系则由木梁和梁墩、瓜柱、屋脊瓜柱、屋角背组合而成。檩条、枋等纵向构件和屋面连接，屋面可视为纵向刚性。在横向上，梁系统各层梁的轴向变形可以忽略不计。利用五根横梁开展分析，如果水平力作用位于屋顶上的时候，利用椽、檀条对横梁进行受力。水平力主要是由橡力进行支撑的，两边的椽子一边被拉，另一边被压。椽子、檩则是通过钉子进行连接，可以看作是刚性连接。这样能够让受拉檬、受压椽不轻易脱出，由椽和梁框架组合而成的三角形框架ABC能保持稳定，看起来像一个刚体。水平力F可以让三角形进行平移。但是五根横梁通过摩擦抵抗三架梁的水平运动，与此同时，促进椽子BD进行移动，与上述受压受拉椽的状况形成一致。由于无法承受屋顶的重量，则逐渐形成了一个以五根梁为基础的三角形屋顶，这样我们可以认为屋顶层是横向刚性的。
2.2斗拱层
斗拱层主要是由纵横交叉、层层铺叠的斗、拱、翘等各种构建共同组成的。斗拱的构建只在同一层进行相互咬合。纵向上有正方枋、内外拽枋、檩枋、井口枋等各种构件，能够让每个斗拱连接成一个整体。在水平的桃尖梁（即五梁）内、外斗拱形成一个整体，让柱头上的柱子逐渐形成一个统一的网格层。结合动力学进行分析，它的纵向刚度系统数远远超过了横向。因此，每一朵斗拱横向展现了巨大的柔性效果。
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2.3柱额层
大殿建筑的柱额往往是由柱子和额枋共同组成的，在横向中，柱间缺少支撑的构件，想要抵御水平地的地震力只能通过柱头与柱脚和各自触及面的摩檫力来完成，也就是柱头和坐斗、柱脚和柱础间的摩擦力，因此，刚度系数并不大。在大殿建筑中，横向一直是极为薄弱的环节，通过水平作用力的效果，柱额层十分容易出现失稳与破坏。
3高位不倒情况
按照《清式营造则例》中的相关规定，在大殿建筑中的柱径为六斗口。斗口是斗拱建筑（大木型）、大小平衡的基本单元，共分为11个等级。柱高为60斗口，柱头收分为0.006斗口（柱上细顶厚称为收分），以此来适应地面。通过重力荷载N的作用，柱底均匀受压（或略有偏心），并一直呈现静力平衡稳定状态。发生地震的时候，柱承受水平推力f，因为质点位于柱头上，柱底面具有摩擦的效果，柱子会向一边进行倾斜，在倾斜的时候是将柱头和坐斗中侧接触点A、B分别将0点作为圆心，以AO2、BO2为半径进行圆周运动，其长度分别是60.17、60.02斗口，和柱高相比较，AO2较高与柱高0.17斗口，根据第10级斗口进行计算，则为0.17斗口= 3em，同理BO2只是高于柱高0.02斗口，计算为（0.02斗口=0.4cem，可以进行忽视，因此，柱头在运动的时候能够看作A点将A02半径由上进行画弧，直到A'点，同样，B点将BO2作为半径由下方进行画弧，直到B'点，这样能够让柱脚与柱面之间形成一个较小的夹角a，柱子不会受到坐斗的限制，但是在它上方开口坐具有正心瓜拱，会对坐斗形成约束，让它得到稳固。在柱子倾斜以后，坐斗还能保持原有的稳定状态，但是并不是以前的水平文章AB。但是因为A点向上和B点向下的弧形运动，应该在柱头和桶底之间打开一个小的楔形缺口（B'A'B'），这时，上部载荷N仅仅通过点A’（或小表面）到达柱头，在接触面上形成较大摩擦力。因此，坐斗与柱头不能轻易水平错开，相反，它只能和柱头上的A 点向上进行画弧运动，这样才能保持楔形缝隙，但是这只是一瞬间的事情，如果形成楔形间隙，构件之间的连接关系与传递路径就会产生一定的变化，破坏静力平衡条件，即为当屋面荷载集中在托架上的时候，只能利用坐斗的A'传至柱子上，柱子则利用O2点传至地基上。但是A'点与02点相互连接并非一条直线，往往会有一定的距离（两个点之间的水平距离等于A点和O2点之间的水平距离），这样就会形成一个反力矩，即屋面荷载N使得柱子将02作为中心反向摆动，恢复了平静的状态，保确保木结构的具有稳定性，能够正常开展工作。
4斗拱层的缓冲效果
在地震力作用于柱头的时候，坐斗随着柱头进行位移，受到坐斗限制的正心瓜拱也进行相应的移动，与此同时，正心万拱与正心枋由于槽升子的限制也产生变形，进行移动，同时形成了挤压与剪切，防止正心瓜拱与坐斗产生变形，以此来抵御地震力。另外，坐斗进行位移的时候，应该带动上部的第一跳翘进行移动，但是因为翘在结构上实施了特殊处理，导致它与正心瓜拱都处于坐斗之上，同时和隔耳具有相应的空隙。在坐斗进行位移的时候，翘仅仅提供了摩擦力，就算翘能够少动或者不动，这样在地震作用力下，柱子能够进行倾斜和摆动，坐斗也能跟随其进行位移，但是翘却必须少动或者不动，以此来确保房屋系统的稳定效果。
结论：综上所述，文章通过对木框架体系结构特点以及高位不倒的状况和斗拱层的缓冲效果进行了具体分析，总结出在大木构架体系的三个组成中，屋顶表现出刚性，确保屋面维护层能够得到稳定应用。柱额层提供了最大称度的变形能力。斗拱层则承担了承上启下的作用，三者相互照应并形成统一的整体。通过水平地震力的效果，柱子与坐斗共同移动，并通过屋顶的自重相对位移与斗拱、铁梁、拱在斗拱层中的相对位移形成的“缓冲”效应来吸收地震力，保证了系统的安全性与可靠性。
参考文献
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作者简介：刘丹（1982-12-），女，籍贯：湖南，民族：汉族，学历：硕士，职称：讲师，研究的方向：建筑。
论文作者:刘丹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年18期
论文发表时间:2019/12/11
标签：大木论文; 柱头论文; 建筑论文; 斗拱论文; 正心论文; 屋面论文; 柱子论文; 《建筑学研究前沿》2019年18期论文;