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中国古建的地域差异大于时代差异。从外观上看千百年来似乎并没有多少发展，但是如果仔细分析木构架的构成方式，还是可以看到技术和工艺在向着更成熟理性的方向逐渐发展，木构架体系实际上发生了巨大的变化。本文选取了早期和晚期木构架进行对比分析，试图剖析这一变化背后的原因。
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构架——传统木建筑的支撑体系


构架，这里指建筑的结构框架，是中国古典木结构建筑最重要的组成部分。在华夏建筑体系里，它并没有被隐藏，重点部位反而被刻画强调，直观地表现在外观上。这种对结构构件及其关系的真实表达是华夏建筑文化的一大特征，也因此通常认为这些木结构的古建筑是非常“建构的”。
从剖面上可以直观地感受到木构架的重要性。这里以建筑史书上最经典的两个剖面为例子：佛光寺与太和殿。


佛光寺剖面图


太和殿剖面图
粗看上去，这两个剖面都由四个部分组成，由下至上依次是：基座、柱子、铺作层以及屋面层。其中铺作层是构建组合最复杂的一层，也是这两个剖面最大差异所在。
铺作，字面意思的一“铺”一“作”，用以表述木构件层层堆叠的组合方式。虽然看起来非常复杂，但从原理上说，铺作层就是一种井干结构，只是这种井干结构的构件被修饰过了，长度大小都不一样，当它们组合在一起的时候，形成优美的形体轮廓。


井干式结构
以佛光寺的铺作层为例：进深方向的栿与面阔方向的枋纵横交叠，一方面将柱头拉结在一起，稳定结构，另一方面也使木架在高度上得到抬升。拱和昂作为栿的收头，层层出挑，使屋檐在水平方得以伸展。斗的作用其实相当于节点。



佛光寺
斗拱往上，横向的栿层层内收，长度变短直至退化成驼峰，配合纵向的檩条形成屋顶的坡面。如此清晰完成的铺作层在晚期的木结构中发生了变化，最直观的就是斗拱的缩小。斗和拱的尺寸远小于枋和梁，以至于呈现在剖面上的是更新清楚的梁柱关系，也就是通常说的：斗拱不再起到结构作用。



唐代斗拱


清代斗拱

那么，木结构体系的发展变化就是简单的“斗拱退化”吗？木结构技术究竟是在进步还是退步？是哪些显示因素在推进这种变化？
以下就从最简单的木结构代表——“亭”入手，来分析早期和晚期的木结构体系究竟有哪些不同。

板凳——亭构架的空间体系
从晚期的颜庙乐亭入手：



拆解乐亭的结构，大概可以得到它的组成过程：首先是四根柱，其上是一圈阑额，再上面是斗拱。



此时的斗拱尺寸很小，不起结构作用。斗拱之上是相对来说尺寸很大的檐檩。在这一圈檐檩上支起两根梁，梁上起四根童柱，童柱和阑额的交角之间由角梁连接。



童柱之上再有一圈梁将其拉结，梁的正中竖起另四根童柱，童柱端头由十字交叉的脊檩连接，脊檩的交点与圈梁的交点之前再连接四根角梁。



这是一个横纵受力关系清晰的梁柱体系构架。两个方向的杆件依次搭接，通过梁—柱—梁—柱的方式支撑起屋面。不同于钢筋混凝土梁柱体系，在这里木头抗弯的材料特性使得童柱可以被放置在梁的中间而不是端头，也就因此实现了屋面的坡度。总的看来，这套构架体系整体性好、约束多、刚度强，结构上相对保守，显得成熟稳重。

早期的亭子以晋祠的难老泉亭为例：


难老泉亭的内部构架难老泉亭外观
从外观上看，在难老泉亭的三段构图中，屋顶占了相当大的比例（图10）。要撑起这么大的屋顶，如果套用乐亭那样的梁柱结构，那要么童柱会很高，造成结构不稳，或者堆叠很多层圈梁，使屋顶部分的结构过于复杂，自重过重。


难老泉亭的内部构架
而事实上当走进难老泉亭时，展现在眼前的是一套疯狂的木结构。斗拱之上并没有横纵交叠的梁柱，取而代之的是沿着昂尾向上延伸的八根角梁。这八根角梁在三个高度上被圈梁拉结，最终收头在最高点正中心的垂柱上。在这套伞状的受力体系里，荷载沿着斜向的角梁向下传递，形成外向的侧推力，再被横向的圈梁拉结抵消，形成一个稳固的空间网架，最后由斗拱承托。依靠这套空间网架体系，屋顶可以撑得更高，获得更巨大的内部空间，而且杆件都是在端头受力，类似桁架，杆件只是轴向受拉或受压，不用承受弯矩，似乎受力更合理。
明宋比较：


这种充分利用木材力学性能的结构模型在生活中也非常常见，板凳既是最经典的例子，因此这种结构也被称为板凳体系。


板凳结构手里体系示意

那么这是否说明木结构体系的设计水平在下降？最终保守与稳重还是战胜了充满智慧的大胆与疯狂？建筑与结构的艺术似乎在宋朝就到达顶峰并从此再也停滞不前。中国古典木建筑的成就真的就毁于元朝的战火了？
要全面的看待这个问题，需要将视野放得再广一些。以下将对大式木结构建筑进行分析，在大式木结构建筑的早晚对比中寻找答案。

平坐——大式建筑层间的文章
平坐与井干
这里先从早期的木构架入手，而早期木构架中不得不提的一个结构组成部分就是平坐层。平坐层在台、楼、阁等多种木结构建筑中都有存在，它的作用就是一个结构转换层，在其上与其下的木结构之间起到过渡的作用。



蓟县独乐寺观音阁
例如蓟县独乐寺的观音阁，从外观上看它是两层的木结构，但是在剖面里可以看到有三层，这多出来的一层低矮的夹层就是平坐层。如果将平坐层拆解出来，可以看到它由一圈密实的斗拱层和一圈互相拉结的矮柱层组成。从这圈密实的平坐层不难联想到前面提过的井干体系，横向纵向乃至斜向的杆件上下堆叠，互相拉结，形成紧密了的整体。而斗拱在这里只是杆件的端头以及节点处理，一方面表达一种匠艺，另一方面也给结构体增加了一些弹性。


观音阁平坐层的架构组成
竖向叠合与叉柱造
平坐层自身是一个密实的整体，在整体结构中它是扁平的水平层。在观音阁里，木结构的组成方式大致是：一层柱—一层铺作—平坐层柱圈层—平坐层铺作层—二层柱—二层铺作—屋顶。


观音阁木架构的组成方式
很明显，这一时期的木结构建筑其实是一层层竖向堆叠的，两层之间通过平坐层进行连接。最明显的例子莫过于应县木塔。


应县木塔的平坐层及其叠合
从结构分析图可以看到，这座外观看起来是五层的木塔，其实内部一共有九层，多出来的四层就是平坐层。而层与层之间都是竖向叠合，从某种意义上来说这与井干结构中的木杆件上下叠合是同一个原理。
在这里，层与层并不是简单地堆放在一起靠重力维持稳定性，而是通过一个特殊的构造——叉柱造来连接。


叉柱造的构造
叉柱造，即在上层的柱底开槽，插接在下层的梁或者递角梁上。有了叉柱造，上层结构相当于有了基础埋深，由此能够抵抗水平向的侧向位移。在转角部位，上层柱插接在递角梁上，递角梁端头是转角铺作，两边有距离很近的补间铺作，看起来似乎柱脚被三个斗栱缠绕包围，所以也称之为缠柱造。同时，上层柱与下层柱其实是完全分开的，通过叉柱造插接的位置，可以实现上层建筑的收分。
早期的木构建筑就是这样通过平坐层实现了高度上的增长。在这套结构体系里，结构关系是非常清晰的。每层平坐托着自身上方的楼层形成一个单元，而单元与单元竖向叠合在一起，通过叉柱造卯合。这个体系看起来是完美的，理论上似乎可以无限向上叠加，而应县木塔也确实达到了惊人的高度，这一切似乎又一次证明了前人在建筑设计上要更高明。
梁板体系与结构稳定性
而在晚期，可以以明代的孔庙奎文阁作为例子进行对比。



孔庙奎文阁
拆解奎文阁，其组成方式大致是：一层柱—一层铺作—平坐与上层柱—上层平坐—屋顶。在这里，平坐层不像早期那么清晰，事实上它与上层的柱子是一个整体，井干式的水平拉结关系并不明显，同时柱之间也是通过简单清楚的梁进行连接，而并不是通过厚实的铺作层。

奎文阁木架构的组成方式

这样的结构关系明显更接近于梁柱体系。注重荷载沿着柱子的竖向传递，整个结构从上到下通过竖向的柱子彻底贯通。平坐层是一个大空腔，没有致密的水平向拉结，其作用是实现柱子的加长，使其上下贯通。也正是因为柱子的贯通，梁柱体系的结构，其整体性一定是更好，竖向为主要传力方向。

柱子的稳定性是最首要的，当柱子的稳定性有了保障，这套结构就一定是稳固的。由此反观早期以平坐作为层间过渡的结构体系，当荷载沿柱子传递至平坐层的时候，由于柱子上下并不贯通，荷载是先在平坐层中沿空间桁架扩散，再在下层短柱的端头收拢，再沿传递至下一层铺作，其传递并不连贯，在平坐层位置是薄弱环节。
更何况，叉柱造的节点在柱子本身不大的截面上再开出两条深槽，实际起到抗侧向力作用的材料断面只有可怜的四小瓣，这个节点几乎就是不可靠的。总的来说，这套体系一定没有晚期的梁柱体系结实稳固。
同样，难老泉亭的板凳体系也面临同样的问题。在这个疯狂的空间网架中，只要有一两个节点或杆件被破坏，整个结构体系就会面临崩溃。而在梁柱体系的乐亭里就没有这样的问题，梁和柱都是稳固的，即使有一两个节点被破坏，还可以通过角梁来形成一个临时的板凳结构延缓这个破坏的过程，因此这样的结构是更可靠的。

变迁——逐渐走向理性的过程
宋清两剖面再比较
分析过以上的两组结构，再回过头来看那一组经典的剖面。这两个看起来非常类似的结构体，其实在本质上已经发生了巨大的变化：佛光寺的木构架是将杆件通过类似于井干的方式叠合而成的，而太和殿的木构架则是以竖向的柱子为承重核心。


佛光寺   以井干的方式叠合而成


太和殿   以竖向的柱子为承重核心
这种木构架构成方式的变迁也正是本文主旨所在。虽然早期的构架充满表现力，通过看起来更直观更合理的方式解决了空间与结构的问题，但它终究是不稳固的。在以木材这种形变巨大、无法持久的材料为结构材料时，木构架注定是不稳固的。而晚期的结构虽然相对保守呆板，造诣和地位都远不如早期，但是从结构上来说，它是非常合理可靠的。因此也可以说，从早期到晚期，木建筑的建筑水平并不是在下降，而是从感性逐渐走向了理性，从大气磅礴走向了稳重可靠，应该说是寻找到了更适合材料的建筑方式，工艺和技术事实上保持着进步。
变迁的原因
木构架的这一番变迁不可能是偶然的，其中应该有材料、工艺、意识形态三方面的原因。

1）木材



早期，木材资源丰富，大木随处可见。中国人的建造方式相当的不环保，砍伐大型的树木建造宫殿，而这些树木的生长往往花费了上百年时间，一旦被砍伐基本没有机会恢复了。
另外，建造好的宫殿最后往往毁于战火，并没有多少木料能够被保留下来再次利用。大料就这样逐渐稀少了，因此宋代之后，好料、大料其实相当匮乏，迫使大型木构件只能采用小料拼合的方式来合成，《营造法式》中就对拼柱法有所记载。拼合的材料其力学性能定不如大块整料，在使用中会有各种各样的限制，而也许正是这些限制促进了工匠对于材料性能理解的转变，迫使木构架体系走向更理性、更稳重。
例如，以往随便找一块大料就可以实现的大悬挑，如今用小料根本无法实现，斗栱因此不得已越变越小，起不到结构的作用而慢慢与梁柱体系分开，最后变成一种装饰意义的构件。叉柱造这样本身就有缺陷的节点，更不可能在拼合柱上实现。伴随着斗拱的缩小，上下柱最终跳过铺作层直接拼接成长柱。板凳、平坐这些极度依赖材料力学性能的构架体系，在材料无法达到要求的情况下只能逐渐被放弃，被更保险可靠的梁柱体系取代。
因此，大木料的缺失应该是结构体系演变最重要的幕后推手，早期充满挑战性的结构体系在现实问题面前逐渐屈服，被更成熟的体系所取代。
2）技术


困境推动技术进步。宋代以后，工匠加工木材的工艺变得愈发精湛，在明代更是达到顶峰，拼木做法层出不穷，榫卯节点精彩纷呈。
可以理解为，工匠对木头这种材料的驾驭能力已经凌驾于性能限制之上了。控制力增加带来的一个结果就是设计深度增加了。以往模度制只能控制斗拱、面阔、柱径等主要尺寸，斗拱的间距和梁架尺寸等还没有完全在模数控制范围内。而在明朝之后的设计中，模数的覆盖面更广了，整座建筑的大小尺寸基本都由模数精密控制，其结果就是最后完成的建筑更精致了，如机械般每个零件环环相扣。
虽然其外形不如唐宋时期气魄宏伟，但晚期的木构建筑完成度是更高的，这也是建筑体系走向理性的结果。
3）文明



技术和工艺与一个时代的审美意识是分不开的。这里再从早期和晚期不同的年代背景出发窥探建筑工艺的变迁。
唐代，社会安定经济繁荣，国富民强文化繁荣。这一时期的艺术雍容华贵、绚丽多姿，具有十足的大国风范。在这一种自由奔放、富丽洒脱的意识背景下，出现极具想象力的木构架也就不难理解了。
明代，生产力复苏，在手工业和商品经济繁荣的背景下，文化艺术呈现出世俗化的趋势。伴随资本主义的萌芽，手艺的产业化、产品化。因此出现构件精密、体系成熟的木构架也是符合时代精神的。

回到开头，中国古建是有一套完整丰富的知识体系的，艺术、技术、制度、材料、空间等因素缺一不可。从木构架体系的角度出发窥探这套庞大的知识体系，是解析问题的一种方式，可以为理解木构古建提供一定的参考。
文中所用的分析依据都是平时积累的相关知识，无法全面，结论也必然带有主观的因素在里面，谨供参考。

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