摘要：木结构是中国古代建筑中独领风骚的建筑体系。几千年来，中国建筑尽管规模不同、质量有别，但从历史发展趋势来看，一直以木构架为主体方向发展成为我国古代建筑的主流。现存古代建筑的遗物中也以木结构建筑居多，最典型的是由柱和梁的榫卯结合构成的木结构骨架。这些木结构建筑是我国乃至世界人民的宝贵财富，集历史性、艺术性和科学性于一身，代表了古代先贤的科技发展水平，具有重大的文物价值和观赏价值。基于此，本文主要对中国古建筑木结构的艺术价值与结构力学进行分析探讨。
关键词：中国古建筑木结构；艺术价值；结构力学
1 中国古建筑木结构的艺术价值
中国建筑体系是以木结构为特色的独立的建筑艺术，在城市规划、建筑组群、单体建筑以及材料、结构等方面的艺术处理均取得辉煌的成就。其中传统建筑中的各种屋顶造型、飞檐翼角、斗拱彩画、朱柱金顶、内外装修门及园林景物等，充分体现出中国建筑艺术的纯熟和感染力。它以木结构为骨、砖石为体、结瓦为盖、油饰彩绘为衣，经能工巧匠精心设计、巧妙施工建造而成，体现出东方古典建筑独有的艺术魅力。
木构架建筑的各种构件往往应其形状、位置进行加工，使之起到装饰的效果，表现出建筑与结构完美的统一。屋檐飞椽的端部逐渐变细，屋顶的瓦件也兼实用与美观于一身；屋脊上的龙吻都经过古代工匠艺术化处理变得美观而独特；鸟兽雕像惟妙惟肖，生动地说明构件的力学功用；须弥座侧面和四角扛重物的力神、桥头的卧牛、脊端的鸱尾都是匠心所在，同时又有直观的力学喻义。中国古建筑在造型艺术上所体现出来的节奏和韵律美，给予人心的涵养及陶冶以极大的影响。中国的组群建筑在平面布置上是用一些简单的基本单位组成相对复杂的群体结构，房间以间为单位，若干间并联成一座房屋，几座房屋沿基地周边布置，共同围成庭院。形式上严格对称但也存有变化，在多样变化中保持统一的风貌。
2 中国古建筑木结构的特点
2.1中国古代木构架。中国古建筑以木构架作为房屋的屋架；承担屋盖的重量。墙壁是维护结构。木结构的主要形式有三种。①梁柱式：在房屋前后沿柱子架上横向的大梁，大梁上又重叠几道依次缩短的小梁，小梁下架瓜柱或驼峰，将小梁顶至一定的高度，形成三角形的屋架。在相邻的屋架之间架上檩，檩上架椽，形成屋面下凹的两坡屋顶骨架。②穿斗式：将每间进深方向上的各柱随屋顶坡度升高，直接承檩，与另用一组称为“穿”的木枋联系，构成两坡屋顶的骨架。其他的构件与柱梁式相同。③密梁平顶式：用纵向柱列承檩，檩间架水平的椽，构成平屋顶。
2.2礼制制度贯穿于建筑当中。中国古建筑不止对于形式美的追求，而是更多地表达某种思想情感，伦理观念。自西周以来，在造房建筑时做出的礼制的约束很好地揭示了这一点。在单体建筑或大型建筑，乃至城市规划中，都贯穿中轴线，主要建筑都安排在中轴线上，中轴线左右建筑对称，左祖右社，前朝后寝，前为大朝即办公之处，后为居住要地，这样一来，对各个建筑产生了一套规定，时间久了，就成为后人必然遵守的一种礼制。
2.3以大建筑群组出现，各单体房屋之间存在有机联系。中国古建筑多数以大建筑群组的形式出现，各单体房屋之间存在着有机联系。
2.4向横平方向发展。中国建筑均以单层平房为基本点，楼房数量比较少，平房互相连接，布局多为横平方向发展，不重高层建筑。至佛教传入后，出现了楼阁佛塔，多层建筑才得以盛行。
2.5重要建筑使用的斗拱。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆木结构的精髓在斗拱。它主要用来承托屋架大梁的支座，也可以用来承托多层结构的“平坐”。斗拱是中国早期木结构建筑特有的造型语言，它不仅支撑着梁枋和屋顶，也传达出优美的节奏。力量由最下面的斗拱逐层向上传递，布满檐下，形成特殊美感，与古希腊的柱式建筑有异曲同工之妙。西周时期在较大的木构架建筑中，在柱头梁或檩处垫上木块，檐柱柱身向外挑出悬臂梁，梁端用木块或木枋垫高，以承担挑出较大的屋檐传来的荷载。这种垫块、木枋和悬臂梁经过艺术加工，即成为中国古代建筑中最特殊的部分“斗”和“拱”的雏形。唐宋时期斗拱发展到了顶峰，从简单的垫托和挑檐构件，发展成为复合梁垫（斗拱）。斗拱历经开发整合、成熟定制、装饰化三大阶段的发展演化，不仅具有传递荷载、承托挑檐、减少剪力和地震力等结构功能，也更加具有形式美、结构美、风格美、色彩美等美学价值和装饰功能。然而斗拱在中国古代木构架中使用了两千多年，标志着木构架从简单到复杂的演变过程。
2.6结构构件与装饰的统一。木构架建筑的各种构件往往应其形状、位置进行加工，使之起到装饰的效果，表现出建筑与结构的美的统一。屋檐的飞椽的端部，逐渐地变细，以增强翼角翠飞的效果，屋顶的瓦件也是兼实用与美观于一身。屋脊上的欧吻、兽头及瓦兽等都经过古代的工匠之手艺术化处理变得美观而独特。力士、鸟兽雕像惟妙惟肖，生动地说明构件的力学功用。须猕座侧面和四角扛重物的力神，桥头的卧牛、脊端的鸱尾都是匠心所在，同时又有直观的力学喻义。
3 古建筑木构架受力性能的研究
通过对我国古建筑结构形式的总结归纳，可以将其分为抬梁式、密梁平顶式、井干式以及穿斗式四种。其中抬梁式的代表有宋朝的殿堂建筑，穿斗式结构的建筑广泛分布于我国长江流域和东南、西南地区，井干式结构建筑多见于东北林区和西南山区。密梁平顶式结构建筑主要分布在青海、西藏等地区。
3.1古建筑结构概念体系分析。从工程力学的角度出发，对古建筑木结构中的“侧脚”以及“生起”的结构作用进行了研究，发现侧脚可以使柱架的阑额和普拍枋在竖直方向荷载下产生轴压力，进而使梁柱节点相互紧密结合，获得较强的抗弯性能。同时，在水平方向荷载的作用下，对柱架的传力路径进行了优化，极大的削减了柱架承受的不利内力。此外，侧脚还能够发挥出强化柱架抗倾覆性能的作用。而生起和侧脚发挥的作用较为类似，一方面对柱架水平方向上荷载的传力路径进行了优化，降低了柱架侧移及其引起的重力二阶效应。另一方面则降低了柱架的倾覆力矩，提升了其抗倾覆性能。由此可见，侧脚和生起在古建筑木结构中主要发挥着稳固的作用。此外从柱网布置、木构件柔韧性、重屋顶、侧脚以及生起等方面切入，对古建筑的抗震体系进行了研究。
3.2结构动力特性。对古建筑而言，结构动力特性直接体现了其木结构的振型、频率以及阻尼等特性，是木结构抵御动荷载性能研究过程中不可缺少的一项特性。利用环境振动试验对应县木塔在小振动水平下的频率、振型以及阻尼等进行了测试。试验表明古建筑木结构的自身频率全部低于1．5Hz，不会和地震发生共振，这说明古建筑具有良好的抗震性能。4 结语
木结构是中国建筑史上的一朵奇葩，因此对木结构的价值研究也越来越显得重要，其保护措施也更是引起了社会各界的广泛关注。经过数十年的发展，木结构的加固及修复技术均取得了十分显著的进展，但仍有许多问题需要解决，比如对木结构的检测技术和可靠性鉴定，以期未来会有更加成熟的技术应用在保护木结构的领域中。
参考文献：
［1］张鑫，李安起，赵考重.建筑结构鉴定与加固改造技术的进展［J］.工程力学，2011，28(1):1-11.
［2］张田．中国古建筑木结构加固及其性能研究［D］．西安：西安建筑科技大学，2016．
论文作者:杨龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
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