中國古典建筑中斗拱和飛檐的構造作用

周學清 武漢華中科大建筑規劃設計研究院有限公司工程師

1 斗拱與飛檐的概述

作為中國古典建筑的重要結構形式，飛檐與斗拱在古代建筑史中具有重要地位，它們的產生與發展經歷了漫長的歷史。在古代建筑歷史中，斗拱與飛檐不但具有建筑與裝飾作用，同時也是社會等級與身份的象征。飛檐與斗拱在古代建筑中應用較為廣泛，如中國古典形式的宮殿、廟宇、庭、臺、樓以及閣等建筑屋頂轉角處。

飛檐與斗拱是兩種不同的建筑形式，飛檐是指古代建筑中屋面轉角向上翹起的檐部，它是傳統建筑中屋面檐部的特殊處理構造，在整體建筑體系中不但是受力構件，同時也是建筑立面造型中的焦點，具有排泄雨水等作用，并且具有較為強烈的裝飾效果。

斗拱一般位于古典建筑中立柱與橫梁交接位置，它是古代傳統建筑中重要的受力構件。中國古代設計者為了弱化碩大屋頂結構所造成的沉重感，巧妙地采用了外挑屋檐的構造方式，而斗拱的作用就是將外挑屋檐的力傳遞到立柱，使得上述構想得以實現。斗拱作為外挑構件，不但加大了屋面外挑距離，也使得自身造型更為美觀。

2 斗拱與飛檐的構造作用

2.1 飛檐的構造作用

中國古代傳統建筑中，較為典型的飛檐構造方式是清代的官式做法。清代官式構造做法特點是“沖三翹四”出翹的尺寸，也就是在構造過程中，飛檐角梁外端平面投影長度比正身椽子長出三椽徑，而最后一根椽子的上皮比正身椽子高出四椽徑高度。在清代官式做法中，共分為兩層角梁，上部稱為仔角梁，下部稱為老角梁，上下兩層角梁通過組合，形成一個翹起的角度；由于飛檐中的椽子本身呈扇形分布，在翼角部位通過斜向排列逐漸轉向角梁位置。在斜向排列過程中，飛檐外部由于椽子升高形成翹起形態，最終通過和屋面曲線協調順接方式構成獨特的飛檐造型。

圖1 傳統飛檐構造圖

飛檐起翹是由于檐椽在斜向排列過程中逐漸升高所造成的。同時，為了使老角梁上表面結合更為協調，檐椽升高采用了逐步墊高形式，具體方法就是采用三角形木結構，逐步墊設，隨著檐椽平面方向所采用的斜向排列方式逐步靠近老角梁位置，并最終與老角梁相貼臨。在上述過程中，檐椽高度隨著三角形木結構升高而升高，最終形成“沖三翹四”的造型。

飛檐中飛椽和子角梁排列關系與上述情況不同。飛椽位置在檐椽之上，所以對飛椽進行墊高處理不再使用三角木，而是使用望板進行墊高；這種墊高方式會使最終飛椽高度略低于子角梁表面高度，飛檐最終形態則是通過上述檐椽及飛椽共同構成，具體飛檐構造如圖1 所示。

2.2 飛檐的作用

第一，排水與采光。飛檐是帶有我國傳統漢族符號特征的屋面構造形式，主要是對建筑屋面翼角實現沖翹處理，通過這種特殊處理方式，不但改善了屋面排水結果，同時也增加了建筑整體采光面。飛檐結構所采用的舉折構造方式因其角度較為陡峭，所以利于雨水下落；同時，在飛檐的最低折處，其構造方式較為平緩，有利于增加采光面積。

第二，防腐蝕及減壓。飛檐端部高翹造型有利于雨水拋向更遠處，同時由于飛檐本身所采用的反翹造型也使得雨水不會沿角部落下，這在一定程度上避免了柱腳以及其他位置構件由于雨水侵蝕而遭到腐爛破壞。另外，建筑屋頂在其角部位置由于坡度較為平緩，所以冬季容易形成積雪，但由于角脊抬高可以適當增加屋面坡度，這就減小了角部積雪的可能性，從而降低了建筑屋面積雪所造成的荷載壓力。

第三，裝飾及寓意。除了上述作用之外，飛檐作為古典建筑構件具有強烈的裝飾作用。自明清以來，隨著飛檐構造技術水平提升，飛檐各部位添加了很多具有裝飾性效果的構件，如飛檐脊飾、椽頭裝飾以及其他裝飾等。飛檐的脊飾是重要的裝飾性構件，尤其是在宮廷建筑以及古代廟宇中較為常見；飛檐脊飾造型一般是獸形裝飾構件，但由于各地文化差異，獸形裝飾構件存在較大差別。飛檐的脊飾除了具有裝飾性作用之外，在古代封建社會中也是居住者身份地位的象征，承載著人們“趨吉避兇”的美好心愿，如在脊飾中加入具有防雷和鎮火作用的垂脊獸等構件，代表了人們平安順遂的美好祝愿。

2.3 斗拱的構造

中國古典建筑其主要特征是以木結構建筑為主，體現在建筑形態上面就是建筑具有較為碩大的屋頂。傳統建筑中屋頂的屋脊以及檐端呈曲線，在屋頂上部加入一些傳統裝飾性構件，構成了富有傳統趣味的古典建筑。例如在古典建筑中，屋頂部分由于外挑屋檐作用并不會顯得過于笨拙，而實現這一構想的核心構件就是斗拱。

斗拱是中國古代傳統木結構建筑中的重要構件，主要作用是將外挑屋檐的力傳遞給立柱，所以它位于建筑橫梁和立柱之間。拱是屋頂上面層層探出的弓形受力構件，它的單體形狀是弓形短木；斗是上下兩層拱之間的方形木質墊塊。拱和斗之間采用榫卯連接方式，拱安置在墊塊上部，呈弓形向外部探出；然后將斗在拱的外部采用榫卯結構進行連接，拱和斗采用上述方式逐層交替連接，最終形成“上大下小”的托架。托架的下部置于柱頭，上部置于挑梁外部，可以起到傳遞上部受力以及增加外檐出挑深度的作用。

斗拱結構除了含有拱和斗構件之外，同時還含有昂、翹以及升等構件。斗拱構件由于采用榫卯連接，所以本身結構較為復雜，具有較多種類。按照其在建筑中使用部位的不同，斗拱可以分為內檐斗拱、外檐斗拱以及平座斗拱。同時，不同的朝代對斗拱構造具有不同稱呼，如宋朝《營造法式》中將其稱之為鋪作；而清工部的《工程做法》稱其為斗科。具體結構如圖2 所示。

2.4 斗拱的作用

第一，支撐作用。通過上述斗拱構造分析可以了解到，斗拱位于建筑中橫梁以及立柱中間位置，在建筑豎向支撐構件外挑屋面之間起連接支撐作用。通過屋面等上部結構所傳遞的荷載，最終通過斗拱傳遞到立柱；同時，由立柱傳遞到基礎中。因此，斗拱在建筑受力中主要起到承上啟下的作用。在國內現存最大的清代建筑故宮中，立柱上部的斗拱有兩個昂，呈斜向與外挑屋面相貼形狀，以支撐外挑屋面。昂的使用可以加深屋面外挑距離，同時其尾部通過斜削方式支撐在橫梁底部；斗拱外側以昂作為橫桿承擔外挑屋檐的上部壓力，在內部以斗作為力矩傳導的支點，承載外挑屋檐后部下壓重量，以此維持建筑的整體平衡。

第二，斗拱的裝飾性作用。斗拱是中國古典建筑中具有一定代表性的裝飾性構件，它的構造較為精巧，整體造型美觀，斗拱通過彼此之間相互疊加的方式向外延伸，這種交替連接的方式本身就有較強的視覺效果。同時，斗拱最外側的桁檀可以通過外挑方式伸離建筑物一段距離，通過這種方式使得建筑物上部出檐更為深遠，從而另斗拱形態脫離了傳統意義上受力沉重感，顯得更為輕巧優美。

圖2 斗拱構造圖

在古代封建社會中，建筑物的裝飾代表居住者的等級，斗拱在古代建筑構造中是朝堂的象征，在民間建筑中不得私自善用。同時，上至皇室宮殿，下至各品級的官員府邸都對應不同制式的斗拱構造，所以斗拱是皇室及各品級官員住宅等級劃分的重要標志。隨著當前建筑材料以及施工方式改變，目前仿古建筑中斗拱基本作為裝飾性構件出現，不再具備受力支撐作用。

第三，榫卯連接的抗震作用。斗拱構造的斗與拱之間通過榫卯結構的方式交替連接，這種古代建筑傳統技術與當前框架結構中的梁柱連接類似。由于斗拱之間采用榫卯連接形式，所以兩者之間的接點并非剛接，而是鉸接。這使得建筑物在受到地震作用時，斗拱的連接處會通過活動變形方式消耗地震所帶來的能量，不會因此造成連接位置斷裂。通過相關調查研究證明，斗拱構造均勻地承托住整個上部屋檐重量，使得建筑物整體處于剛度協調狀態當中，可以起到抗震以及平衡荷載的作用。

3 結語

斗拱與飛檐作為我國傳統建筑中的標志性構件，濃縮了我國傳統建筑設計的精華，具有建筑構造以及象征意義雙重作用。飛檐與斗拱憑借其巧妙的設計，在實際使用中對建筑物的使用性、受力性具有重要的平衡協調影響。同時，構造本身設計方式以及裝飾構件都與中國古代傳統的文化內涵相融合，如飛檐檐脊上所包含的具有美好寓意的裝飾，其裝飾構件本身具有趨吉避兇的美好寓意；而斗拱本身制式體現了古代封建社會的禮制制度，其斗口大小與古代建筑等級有著嚴格的對應關系。另外，斗拱命名與中國古代農耕文化、四時節氣等信息具著密切關聯，可以看出古代匠人將傳統技藝文化與精神內涵進行了深度融合，是人們美好愿望的重要載體，所以斗拱與飛檐的構造具有了更為豐富的生命力與藝術靈魂。