中國古建筑如何解決木材本身缺陷帶來的問題

文詩元

【摘要】 中國古代傳統建筑以木材為結構基礎，但由于木材本身的特性，會給建筑帶來易倒塌，易損壞等一系列問題，本文探究了中國建筑如何克服這些缺點.從結構上看，中國建筑以梁柱為基本結構框架，采用斗拱作為關鍵的傳遞負載，減少壓力的部件，且各部分采用榫卯的方式連接，很好地起到了增大承重能力，增強穩定性，抗震性等作用.而且由于屋頂部分的立柱越往上越長，橫梁越往上越短，故屋頂形成了上陡下緩的坡面，便于排雪降雨。

【關鍵詞】 中國古建筑 木材 缺陷 問題

【中圖分類號】 G632.4 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2017）09-206-01

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一、提出問題

我國建筑源遠流長，在幾千年的發展之中逐漸形成了自己獨特的結構與形式，從高大巍峨的宮殿廟宇，到曲徑通幽的園林宅院，無一不顯示出中國古建筑不同于其他建筑體系的獨特之美。中國古建筑的一大顯著特點便是它以木材為主要結構材料，且各個結點以榫卯相結合形成彈性框架。

木材是人類最早使用的建筑材料，但因其易彎折易倒塌易腐蝕軟化等缺點，在其他建筑體系中很快便被被石材磚材等取代，唯在中國建筑中，木材被保留下來，成為我國建筑最基本的結構材料。本文要探究的問題，就是中國建筑怎樣通過結構方法的創新解決了木材本身缺陷所帶來的問題。

二、分析問題及模型建立

木材本身劣勢主要體現在以下三個方面：

1. 木材質軟，硬度小，在外力作用下，如地震、人為損壞，易折斷；

2. 木材密度小，質輕，難以固定，易整體垮塌；

3. 木材易被水浸濕腐爛，以致房屋破敗倒塌。

4. 將中國傳統房屋抽象為三部分：梁柱，梁柱上部的斗拱，屋頂。

G：屋頂總重量n：承重立柱數量

為了研究的方便，假設斗拱對橫梁的支撐作用存在于立柱的四個方向，為等腰直角三角形，且簡化為一層。

三、各部分模型分析

假設不存在斗拱，單根立柱受力F1=G/n，

存在斗拱時，單根立柱受力F2=G/4n×cos45°×4cos45°=0.5G/n，可見，斗拱可以將橫梁對立柱的壓力分散且部分抵消，在立柱承重一定的情況下，可增大屋頂重量，使房屋穩固，避免木材密度小帶來的影響。

中國古建筑主要采取榫卯結合的方式使各部分結合在一起，并將大的部件拆解為一個個小的結構，利用精心設計的凹槽突起將各部分咬合在一起，或是利用楔釘將兩部分連接起來。

這樣房屋的各部分之間都連接為一個整體，彼此之間互相制衡支撐，而且各小結構間留有一定空隙，當有較大的震動，如地震時，各部分震動時，會把振動能量消耗，使房屋雖震動卻不至于倒塌。

我國古建筑的屋頂往往為上陡下緩的坡面，與最速降線較為吻合，故在雨雪天氣屋頂不易積水，避免了積雪壓壞屋頂，也避免了水浸濕木材，使房屋破敗。

四、結論

1. 斗拱減少立柱的承重，解決了木料質輕易倒的問題；

2. 榫卯結合的方式解決了木材易折斷易震倒的問題；

3. 坡面的屋頂解決了木材浸水易腐蝕的問題。

[ 參 考 文 獻 ]

[1]梁思成.《中國建筑史》.生活·讀書·新知三聯書店.

[2]吳永甫.《滬上明清名宅》.上海書店出版社.endprint