中国古典建筑中斗拱和飞檐的构造作用

周学清 武汉华中科大建筑规划设计研究院有限公司工程师

1 斗拱与飞檐的概述

作为中国古典建筑的重要结构形式，飞檐与斗拱在古代建筑史中具有重要地位，它们的产生与发展经历了漫长的历史。在古代建筑历史中，斗拱与飞檐不但具有建筑与装饰作用，同时也是社会等级与身份的象征。飞檐与斗拱在古代建筑中应用较为广泛，如中国古典形式的宫殿、庙宇、庭、台、楼以及阁等建筑屋顶转角处。

飞檐与斗拱是两种不同的建筑形式，飞檐是指古代建筑中屋面转角向上翘起的檐部，它是传统建筑中屋面檐部的特殊处理构造，在整体建筑体系中不但是受力构件，同时也是建筑立面造型中的焦点，具有排泄雨水等作用，并且具有较为强烈的装饰效果。

斗拱一般位于古典建筑中立柱与横梁交接位置，它是古代传统建筑中重要的受力构件。中国古代设计者为了弱化硕大屋顶结构所造成的沉重感，巧妙地采用了外挑屋檐的构造方式，而斗拱的作用就是将外挑屋檐的力传递到立柱，使得上述构想得以实现。斗拱作为外挑构件，不但加大了屋面外挑距离，也使得自身造型更为美观。

2 斗拱与飞檐的构造作用

2.1 飞檐的构造作用

中国古代传统建筑中，较为典型的飞檐构造方式是清代的官式做法。清代官式构造做法特点是“冲三翘四”出翘的尺寸，也就是在构造过程中，飞檐角梁外端平面投影长度比正身椽子长出三椽径，而最后一根椽子的上皮比正身椽子高出四椽径高度。在清代官式做法中，共分为两层角梁，上部称为仔角梁，下部称为老角梁，上下两层角梁通过组合，形成一个翘起的角度；由于飞檐中的椽子本身呈扇形分布，在翼角部位通过斜向排列逐渐转向角梁位置。在斜向排列过程中，飞檐外部由于椽子升高形成翘起形态，最终通过和屋面曲线协调顺接方式构成独特的飞檐造型。

图1 传统飞檐构造图

飞檐起翘是由于檐椽在斜向排列过程中逐渐升高所造成的。同时，为了使老角梁上表面结合更为协调，檐椽升高采用了逐步垫高形式，具体方法就是采用三角形木结构，逐步垫设，随着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，并最终与老角梁相贴临。在上述过程中，檐椽高度随着三角形木结构升高而升高，最终形成“冲三翘四”的造型。

飞檐中飞椽和子角梁排列关系与上述情况不同。飞椽位置在檐椽之上，所以对飞椽进行垫高处理不再使用三角木，而是使用望板进行垫高；这种垫高方式会使最终飞椽高度略低于子角梁表面高度，飞檐最终形态则是通过上述檐椽及飞椽共同构成，具体飞檐构造如图1 所示。

2.2 飞檐的作用

第一，排水与采光。飞檐是带有我国传统汉族符号特征的屋面构造形式，主要是对建筑屋面翼角实现冲翘处理，通过这种特殊处理方式，不但改善了屋面排水结果，同时也增加了建筑整体采光面。飞檐结构所采用的举折构造方式因其角度较为陡峭，所以利于雨水下落；同时，在飞檐的最低折处，其构造方式较为平缓，有利于增加采光面积。

第二，防腐蚀及减压。飞檐端部高翘造型有利于雨水抛向更远处，同时由于飞檐本身所采用的反翘造型也使得雨水不会沿角部落下，这在一定程度上避免了柱脚以及其他位置构件由于雨水侵蚀而遭到腐烂破坏。另外，建筑屋顶在其角部位置由于坡度较为平缓，所以冬季容易形成积雪，但由于角脊抬高可以适当增加屋面坡度，这就减小了角部积雪的可能性，从而降低了建筑屋面积雪所造成的荷载压力。

第三，装饰及寓意。除了上述作用之外，飞檐作为古典建筑构件具有强烈的装饰作用。自明清以来，随着飞檐构造技术水平提升，飞檐各部位添加了很多具有装饰性效果的构件，如飞檐脊饰、椽头装饰以及其他装饰等。飞檐的脊饰是重要的装饰性构件，尤其是在宫廷建筑以及古代庙宇中较为常见；飞檐脊饰造型一般是兽形装饰构件，但由于各地文化差异，兽形装饰构件存在较大差别。飞檐的脊饰除了具有装饰性作用之外，在古代封建社会中也是居住者身份地位的象征，承载着人们“趋吉避凶”的美好心愿，如在脊饰中加入具有防雷和镇火作用的垂脊兽等构件，代表了人们平安顺遂的美好祝愿。

2.3 斗拱的构造

中国古典建筑其主要特征是以木结构建筑为主，体现在建筑形态上面就是建筑具有较为硕大的屋顶。传统建筑中屋顶的屋脊以及檐端呈曲线，在屋顶上部加入一些传统装饰性构件，构成了富有传统趣味的古典建筑。例如在古典建筑中，屋顶部分由于外挑屋檐作用并不会显得过于笨拙，而实现这一构想的核心构件就是斗拱。

斗拱是中国古代传统木结构建筑中的重要构件，主要作用是将外挑屋檐的力传递给立柱，所以它位于建筑横梁和立柱之间。拱是屋顶上面层层探出的弓形受力构件，它的单体形状是弓形短木；斗是上下两层拱之间的方形木质垫块。拱和斗之间采用榫卯连接方式，拱安置在垫块上部，呈弓形向外部探出；然后将斗在拱的外部采用榫卯结构进行连接，拱和斗采用上述方式逐层交替连接，最终形成“上大下小”的托架。托架的下部置于柱头，上部置于挑梁外部，可以起到传递上部受力以及增加外檐出挑深度的作用。

斗拱结构除了含有拱和斗构件之外，同时还含有昂、翘以及升等构件。斗拱构件由于采用榫卯连接，所以本身结构较为复杂，具有较多种类。按照其在建筑中使用部位的不同，斗拱可以分为内檐斗拱、外檐斗拱以及平座斗拱。同时，不同的朝代对斗拱构造具有不同称呼，如宋朝《营造法式》中将其称之为铺作；而清工部的《工程做法》称其为斗科。具体结构如图2 所示。

2.4 斗拱的作用

第一，支撑作用。通过上述斗拱构造分析可以了解到，斗拱位于建筑中横梁以及立柱中间位置，在建筑竖向支撑构件外挑屋面之间起连接支撑作用。通过屋面等上部结构所传递的荷载，最终通过斗拱传递到立柱；同时，由立柱传递到基础中。因此，斗拱在建筑受力中主要起到承上启下的作用。在国内现存最大的清代建筑故宫中，立柱上部的斗拱有两个昂，呈斜向与外挑屋面相贴形状，以支撑外挑屋面。昂的使用可以加深屋面外挑距离，同时其尾部通过斜削方式支撑在横梁底部；斗拱外侧以昂作为横杆承担外挑屋檐的上部压力，在内部以斗作为力矩传导的支点，承载外挑屋檐后部下压重量，以此维持建筑的整体平衡。

第二，斗拱的装饰性作用。斗拱是中国古典建筑中具有一定代表性的装饰性构件，它的构造较为精巧，整体造型美观，斗拱通过彼此之间相互叠加的方式向外延伸，这种交替连接的方式本身就有较强的视觉效果。同时，斗拱最外侧的桁檀可以通过外挑方式伸离建筑物一段距离，通过这种方式使得建筑物上部出檐更为深远，从而另斗拱形态脱离了传统意义上受力沉重感，显得更为轻巧优美。

图2 斗拱构造图

在古代封建社会中，建筑物的装饰代表居住者的等级，斗拱在古代建筑构造中是朝堂的象征，在民间建筑中不得私自善用。同时，上至皇室宫殿，下至各品级的官员府邸都对应不同制式的斗拱构造，所以斗拱是皇室及各品级官员住宅等级划分的重要标志。随着当前建筑材料以及施工方式改变，目前仿古建筑中斗拱基本作为装饰性构件出现，不再具备受力支撑作用。

第三，榫卯连接的抗震作用。斗拱构造的斗与拱之间通过榫卯结构的方式交替连接，这种古代建筑传统技术与当前框架结构中的梁柱连接类似。由于斗拱之间采用榫卯连接形式，所以两者之间的接点并非刚接，而是铰接。这使得建筑物在受到地震作用时，斗拱的连接处会通过活动变形方式消耗地震所带来的能量，不会因此造成连接位置断裂。通过相关调查研究证明，斗拱构造均匀地承托住整个上部屋檐重量，使得建筑物整体处于刚度协调状态当中，可以起到抗震以及平衡荷载的作用。

3 结语

斗拱与飞檐作为我国传统建筑中的标志性构件，浓缩了我国传统建筑设计的精华，具有建筑构造以及象征意义双重作用。飞檐与斗拱凭借其巧妙的设计，在实际使用中对建筑物的使用性、受力性具有重要的平衡协调影响。同时，构造本身设计方式以及装饰构件都与中国古代传统的文化内涵相融合，如飞檐檐脊上所包含的具有美好寓意的装饰，其装饰构件本身具有趋吉避凶的美好寓意；而斗拱本身制式体现了古代封建社会的礼制制度，其斗口大小与古代建筑等级有着严格的对应关系。另外，斗拱命名与中国古代农耕文化、四时节气等信息具着密切关联，可以看出古代匠人将传统技艺文化与精神内涵进行了深度融合，是人们美好愿望的重要载体，所以斗拱与飞檐的构造具有了更为丰富的生命力与艺术灵魂。