图形探解清式廡殿木架结构（上篇）文章来源：吴德元博客 作者：吴德元 发布时间：2014年07月21日
图形探解清式廡殿结构之基座檐柱篇 开博一年多，算了算，写了二十多篇有关明清式斗拱的博文，题目由图形详解、、到图解、、，这回叫探解了。 题目叫详解的差不多所有图形虽是新做的，但在做的时候图的形状、尺寸都有出处，有据有典可查。到了题目用图解，就加入了点个人的理解和推断。 现在开始清式廡殿的图形探解，其中的个人理解推断可能要更多些。这也有个缘故，你不可能在书中找到所有细节，不可能拆开建筑去测绘，但既然是用设计语言虚拟重建，又要有每一个细节的合理，就给出一个自认为合理的说法。在往后的博文中，出现个人推断结论时我尽可能给出说明，以免造成误导。 在看着书本建造宫殿的过程中，经常有一些困惑，在以后的博文中也一并写出来，和网友探讨。 好，切入正题，从这个廡殿的底部开始，先说基座。
这是一个根据清工部《工程做法则例》图解一书中的‘九檩单檐廡殿’为蓝本做的基座。书中关于基础部分的具体介绍远比我做的模型要复杂的多，柏木地丁、小夯灰土、檐垛墩、金垛墩、方砖墁地等等。由于本文主要探解的是廡殿的大木结构，不是廡殿的施工设计复原，所以就简化了一些元素，我的廡殿是从地平以上开始建造的。 我还是先从简单的介绍开始。基座的前后左右是踏跺，这个九檩单檐制式廡殿的前后踏跺是‘连三踏跺’。
基座两边的是单踏跺。
单踏跺的两边是垂带，中间是踏跺石。
连三踏跺是四条垂带拢着三组踏跺石。传统建筑中的踏跺形式还有：抄手踏跺、如意踏跺、御路踏跺等，根据建筑的大小制式不同而定。
上图是我们可以看到的基座外沿的名称叫法，角上的叫埋头柱脚石，它的上边是好石头，基座周边上沿是阶条石，阶条石下边的叫陡板，垂带下边的叫象眼。
柱顶石，宋时称为柱础。图中柱顶石上的方孔叫海眼，是和柱子的管脚榫相配的，如是圆孔，则叫柱窝。柱础用海眼和柱窝的一般是规模较小的建筑。规模大、柱径粗大的不用海眼和管脚榫配合，一是好装配，而且结构的重量和墙体就可保证建筑的稳定了。我们这个规模的廡殿，柱础就不用海眼。
这根是角上的，给个透视的看看大概的柱头形状。
拿进第二根檐柱，这个是四边用的檐柱，柱头的榫卯开槽和角上的不同，给个透视的和实体的两张视图比较看看。
柱头的榫卯开槽是干什么用的，现在先不介绍，随着宫殿的装配，拿进一个个的零部件，所有半榫、透榫都有归属。 在‘九檩单檐廡殿’中，檐柱柱头的形状就这两种。角上的四根檐柱是形状相同，但在与小额枋的透榫配合上有点小区别，同一边上的是一正一反。 我们这座廡殿的柱子从名称上说就两种，说了檐柱，为了有比较，让金柱也出场吧。
既然题目叫探解，在这就得说说侧脚。在传统的建筑中，为了建筑的稳定性，外圈的檐柱在安放时，要往外侧移出一定尺寸。清式建筑中，小式建筑的侧移是檐柱高的百分之一，大式建筑是檐柱高的千分之七。侧脚也叫掰升，我理解就是往外掰点，下图的柱顶圆实线表示位置不动，柱脚圆实线表示掰出后的位置。
把一角换上虚拟掰升后的三个檐柱看看，如柱顶石不动，就可清楚的看出移动量。 给个俯视图。
给个未掰升的俯视图。
通过图示对比看到，千分之七的侧脚对尺寸和几何形状的改变是明显的，图中的柱顶石是没有按侧脚安放的。 我觉得把侧脚规定为柱头尺寸位置不动，把柱脚往外掰，是为了柱头部分和各种枋件的结合尺寸更重要，尤其是平板枋上的斗拱组的攒挡的斗口是定数。但这种规定就意味着基座的柱网安排檐柱的柱顶石位置要反推。
我之所以在做图纸模型时没有采取侧脚，是由于对大木建筑的细节缺乏了解。掰升侧脚后产生了角度，四边位置的檐柱有0.4度，角上的檐柱有0.57度。见下图：
这角度虽说不算大，但用CAD作图，在榫卯配合上，不同的高度，加上檐柱的收分，角度的差别还是会带来有影响的几何形状与尺寸差别（加上柱子的收分就更明显，在后面的榫卯配合尺寸形状中就更好理解了）。用计算机作图即使不保留小数点，也是非常确切的。而我又不确定檐柱上与之配合的枋件是垂直于地平还是与檐柱的轴线平行，仅这一点，就无从下手在檐柱上画线开槽，不完全是怕麻烦才取消侧脚。实在是有点困惑。
图形探解清式廡殿结构之檐柱、金柱、小额枋、穿插枋配合篇 与檐柱配合的第一层枋件是小额枋。小额枋源自宋式建筑中的由额。
小额枋开直榫，和角上檐柱配合的直榫出头；在两檐柱间的直榫不出头。
下图是檐面明间檐柱之间的小额枋，在我们这个廡殿的小额枋中它最长。
在山面的檐柱间，安放一种长度的小额枋。这在我们这座廡殿中，是两边不出头直榫的小额枋中最短的。
再来说说小额枋和檐柱的榫卯配合。
我们看到图中给了小额枋圆弧上下的尺寸，上边圆弧半径是213毫米，下边圆弧半径是215毫米，这是因为传统建筑中的柱子是有收分的，也就是越往上越细，大式建筑收分是柱高的千分之七。上回檐柱出场时没说这事，是怕我自己言语不清，和侧脚一块说混了。这回拿出来单说，可能清楚点。上下半径这点差值，就是这千分之七的收分在这一段高度上的反映。再上个线框图，以使配合看得更清楚点。当然这是理想状态，我不知前人在施工中是如何做的。
图形探解清式廡殿结构之由额垫板、大额枋 这一回我们从小额枋以上继续廡殿大木件的安装。第一个拿进的是檐面角上的由额垫板。
由额垫板装好后，下一个要安装的大木件是大额枋。 大额枋的在传统大木建筑结构中，除承托担待作用外，还起着檐柱间的拉拽作用，体现拉拽特性的细节在榫卯上。
大额枋在我们这座廡殿中有二十四个，长短不一，边角的榫卯形状有所差别，我先从角上的开始介绍。 在角上安放的大额枋，一头做箍头榫，一头做抱肩，山面与檐面在箍头榫一方上下阴阳相配。在抱肩一方则形状尺寸相同。
法式和则例中，多有对大额枋尺寸与规制的描述规定；对榫卯细节有图形，少文字。在现代出版的书籍中，开始有了较为详尽的描述。 马炳坚先生在《中国古建筑木作营造技术》一书中，对额枋的制作有细致的讲述，与柱相配的圆弧面的收分；燕尾榫上大下小的收溜；尺寸、画线方法、加工制作程序，都有具体的图形与文字。在这里我只把个人的读书体会用模型制作的形式展示出额枋榫卯的收分和收溜。 下图是大额枋角上箍头榫一边与檐柱配合收分的尺寸与几何形状。这是一个以现代设计手段给出的理想几何状态。用个透明的模型，看到清楚点。
大式建筑千分之七的收分，反应在与大额枋这段的配合长度上只是毫米级的变化。
这毫米级的变化影响着弧面与柱面的配合。 下图是和檐柱配合的直榫平面的几何尺寸，平面形状上小下大为梯形，一边对中线有0.533的斜度；这个斜度不是整个圆锥的斜度，是这个直榫厚度和圆弧面相切的斜度，虽和实际圆锥斜度差距很小，但概念上要清楚。这也是收分产生的后果。
下面看收溜。收溜用在大额枋抱肩做法一方的燕尾榫上。如果百度一下‘收溜’这个词的话，大部分的解答会是和收分一样的，但在马炳坚先生的《中国古建筑木作营造技术》一书中，‘收溜’一词明确用在枋的画线上。书中说：“枋子底面的燕尾榫头部、根部都要比上面每面收分1/10，使榫子上面略大，下面略小，称为‘收溜’”。注意：收分是柱子的下面大，上面小。 好吧，上两个透明视图。下图斜上视角：
下图斜下仰视角：
由上两个图形及尺寸，燕尾榫‘收溜’的几何形状已由尺寸限定，抱肩的圆弧尺寸及中点也给出，我们就有了画线的依据与基准。我觉得如用三维设计软件进行大木结构设计，在施工中会带来很多方便。但在没有现代制图技术的年代，工匠们创造出的这些结构和作法，是让我们现代人钦佩的。 上几张角上大额枋装在檐柱上的图。下图是檐面角上的大额枋在檐柱上的就位图。
配合一个线框图看看榫卯配合。
下图为山面大额枋安装就位的视图。
再配个线框图。
说完角上的大额枋，再说其它。其他的大额枋都是装在两檐柱之间，除了受檐柱间量不一样长短不同外，形状、榫卯都一样。两头圆弧抱肩，收溜燕尾榫。
拿进所有大额枋，安装到位。
图形探解清式廡殿结构之平板枋的安装与榫卯形式 在大额枋之上，拿进的第一个大木件是平板枋，从这座廡殿檐面的角上，开始了这回的大木结构安装。 平板枋源自宋式大木建筑中的普拍枋。普拍枋安放在宋式建筑的阑额之上，并宽于阑额（阑额在明清建筑中称为大额枋）。在明清建筑中，平板枋窄于大额枋。 普拍枋的榫卯形式在《营造法式》中有图形、有名称，其一是‘螳螂头口’，再一个是‘勾头撘掌’。咱们就先把‘勾头撘掌’的榫卯形式继承在平板枋上看看什么样，再看看传统传承是如何反映在廡殿的虚拟结构装配上的。
勾头撘掌榫卯的勾头掌是朝上朝下形式，拿进来第一件檐面角上的平板枋一头有勾头掌，朝上。与之相邻的同名件两头都是勾头掌，勾头掌相反朝下。从下图看我们不能一件接一件的装，要把这一边的都拿上来一起装。
我们利用软件的便利，透视装配到位后的结合状况，上两张不同的透明图：
平板枋装在大额枋上靠木销定位，现代教科书中说每段不少于两个销子，再通过透视效果看看木销的位置。见下图：
装好前后两边檐面的平板枋后，拿进左右两边山面的平板枋。和檐面一样，还是所以的同时拿进，山面压檐面，这是大木结构的规矩。
用销安装到位，给个整体平板枋安装好的视图：
给个角上的局部视图：
好，我来再说平板枋的另一种榫卯结构——螳螂头口。见下图：
这种榫卯结构的形状与名称象形，据有的书籍中讲在清代建筑中还有传承，榫卯成型取厚度的一半，阴阳相配。给个线框图：
给个透明的图看看榫卯结合状况：
再看看销钉定位状况：
至此，平板枋在廡殿中的榫卯形式与安装就算介绍完了。说几句题外话，我们一般常见的明清建筑中的平板枋在柱头上的结合部位，多是绘有彩绘，看不出是什么形式的榫卯结合。但有一点，就是很少看见有勾头撘掌榫卯配合的建筑实例。本博主在模型和博文中，平板枋的结合部，采用勾头撘掌榫卯配合，也是想用一种独特的方式求证。前几天，在看古建爱好者网友的博文中，偶发现有写到：“建于明洪武二十四年的某殿，殿身的外檐构造及内部构造犹存宋元旧法。平板枋在档头与柱头勾连搭掌相接，—————” 时，心里还是有一种莫名的向往，此殿虽偏在一隅，远隔千里，早晚也想一见，也算是对大木传承的见证。
图形探解清式廡殿结构之雀替 上回的廡殿装配我们装完了平板枋，檐柱之上的最后一个大木结构件与檐柱的榫卯配合已完成。回过头来看看，檐柱在小额枋之下的位置还开有榫槽，缺点什么没装上，这个地方留的位置是要装雀替。
写到雀替这有点卡，之前一直没有在意这个组件。也没把它当成结构件，觉得榫卯形式不复杂，檐柱上留出位置装上就行了。到翻过头来要装时，才发现以前做的模型斗口不对，那么多的曲线曲面靠模数系数转变软件还不认，而且还是平板的，要定义的数据太多，只得从新做。待模型重新做时，才看出还不简单。而且平时那么多的照片中竟找不出想要说明问题的画面来。好在梁先生全集里有一章专论雀替，摘一些做参考吧。 之前我们出场的大木件，上来一般都介绍一下传承和来历。由什么演化，有什么规矩。安装上和什么相关相连。到了雀替这，似乎到不好说了，由于在清式建筑中，雀替的大木结构功能并不很重要，装饰作用却很强。规矩传承是有，似乎现实并没有被规矩管住，自由度更大一些。既然是探解廡殿结构，它又在一个十分显眼的位置，这个物件是绕不过去的。 先看看传承，按一般公认权威说法，清式雀替源自宋的綽幕方，《营造法式》卷五中在阑额条款下说“担（檐）额下綽幕方，广减担（檐）额三分之一；出柱长至补间”，在宋式中，綽木的功能性可能要强于装饰性。 下图《为营造法式》截图：
由这个图6 太和门雀替可以看到，清式雀替在轮廓上既有沓头綽幕的特征，表现在前面；又有蝉肚綽幕的特征，表现在下面。但这并不能表示这就是一种制式。同样在紫禁城中，同是宫殿正殿，檐下雀替的轮廓图案、长高比例，差别还是很大的。 我的这座廡殿中，安装长度尺寸不一、形状相似的四十八个雀替。
前面做沓头状，下边有蝉肚型。
后尾与檐柱的安装榫卯结构参考了《中国古建筑木作营造技术》一书，略有些小差别。
装上后整体看着还算顺眼，既然是装饰，也就这样了。
雀替的类别还有很多，再贴一张梁先生当年的图吧。
图形探解清式廡殿之斗拱层 廡殿装配到了斗拱层，由于零部件多到恐怖，软件不给衍生、不给优化，Inventor软件崩溃了好几回，向Inventor发送错误报告也未得到明确解答，好在博主和这款软件打交道多年，几经迂回，终于把这座廡殿的斗拱全装上去了。
在本博主之前的图解斗拱的博文中，关于七踩重昂斗拱在廡殿中的装配位置与顺序已有很详细的描述，在图解廡殿的博文中就不再重复说了。在这里，只是提一下斗拱的斗口，斗拱的攒数对我们这座廡殿整体尺寸规模的实际作用。 这里为解说方便，不使图面太乱，我先隐去斗拱附件的枋件与桁件。还有一个要说明，斗拱中昂的昂嘴在前边图解时都改成了明式，现在要改成清式昂嘴工作量太大，还是用明式的吧。 好了，先说面阔。这个廡殿建模是根据《工程做法则例图解》卷一的九檩单檐廡殿建造的，斗拱的斗口为二寸五分。我是按一营造尺等于320毫米换算的，一斗口为80毫米。廡殿的通面阔为385斗口，换成公制是30800mm。上个通面阔的正投影：
传统建筑中的面阔还细分为明间面阔、次间面阔和稍间面阔，在这里一个个来说。
明间是檐面正中的那一间。明间两柱头之间安放六攒平身科斗拱，明间面阔为77斗口，6160毫米。
明间两旁排列次间和稍间。次间与稍间面阔在这个廡殿中斗拱攒数是同样的。
这两个柱头之间安放一攒平身科斗拱，这个距离叫斗拱两攒，22斗口，1760毫米。
说完檐面说山面，拿进山面透视图：
山面的通进深为176斗口，14080厘米。廊进深为22斗口，1760毫米。进深为132斗口，10560毫米，在进深方向，两个柱头科隔出三个空挡，每个空档中安放三组平身科斗拱。
其实这个布局是为了对应金柱而设定的，金柱位置是为廡殿的上部结构而设定，这个观点，在以后的廡殿装配中可以得到印证。 上回说到了斗拱层，说了斗拱、斗口和以斗口为单位的尺寸，隐去了桁、枋件，这回先让枋件现身，用一些图形，让大家感受下枋件在斗拱层和整个大木结构中的作用。
在我们对传统建筑的日常观察中，很少能看到、看全这些枋件在建筑中的真实全貌。因而也就不能很好的理解它们和斗拱结合在一起对整个建筑结构的意义。利用虚拟建模的优势，在这用不同视角的图形尽量展示一下它在其中的本来面目。 下图是从上边看平身科斗拱对枋件制约后形成的的框架空间。
到了角上，更加错综复杂，枋增加了昂带某某枋、蚂蚱头带某某枋（见以前角科博文），下面两图是角科，平身科和柱头科三科一起完成对枋件的制约。
一般的教科书会给个侧视图、俯视图来说明这些枋件的存在和位置，但在我初期学习斗拱的时候，基本忽视了这些枋件，把注意力集中在斗拱件上了，在后来廡殿装配的过程中，使我有了不一样的感觉。这些感觉是随着三维立体空间出现的。说出跳、说拽架，如不是大木匠、不是结构工程师，是不能很好理解的。 利用软件虚拟的优势，我们先来一次穿越，让枋件浮在制约它的斗拱件上方，感觉下枋件的体量与数量吧。
下图看看柱头之间穿越出来的枋件。
下面我们恢复这些枋件在大木结构中的本来位置。
相信通过这个穿越，有助于业余爱好者对斗拱作为托架系统的了解。 我们这座单檐廡殿，斗拱层还有两种桁件要安装。在前面的图解斗拱时已有介绍，下面把组装好的挑檐桁拿进来。
把檐面装好后的挑檐桁拿起来点，看看榫卯连接的形状，下图这种榫卯配合叫十字卡腰榫，俗称马蜂腰。
两相邻桁件做燕尾榫连接。
把组装好的正心桁拿进。
安放到位，角科的斜桁椀、平身科的桁椀和柱头科的桃尖梁上的圆弧为其限位承托，正心枋做加强承托，这是斗拱层的最上一组斗拱附件。
同样把山面装潢的正心桁拿起来点，也给两个视图，看看榫卯配合。
四角上依旧是十字卡腰榫。
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来自： LM0318 > 《441.土木 建築》
基座上排列安放四十个
