第四节 硬山、悬山木构架

硬山建筑的特征是：屋面仅有前后两坡，左右两侧山墙与屋面边缘相交，并将山部一缝檩木梁架外侧全部封砌在山墙内，山面裸露向上，显得质朴刚硬，故名硬山。悬山建筑结构与硬山基本相同，只是山面檩木向外伸出山墙或山面梁架以外一段距离，这样，屋面就有一部分悬挑于山墙或山面梁架之外，故称“悬山”或“挑山”，其挑出部分称为“出梢”。

硬山、悬山建筑广泛应用于民居建筑中的正房、厢房、大门、倒座房等；宫殿建筑中的附属用房；寺庙建筑中的正殿、配殿、附属用房等。悬山建筑出现早于硬山，等级也高于硬山。

硬山和悬山建筑是古建筑中最普通的形式，其构架组合形式是古建筑中最基本的构架组合形式，其他如庑殿、歇山等，它们的正身部分构架组成与硬山构架基本相同。

一、硬山、悬山建筑构架简图

硬山与悬山建筑结构基本相同，对其构架的构件组成，唐宋制式（简称宋制）、明清制式（清制）和江南《营造法原》制式略有不同，现分述如下。

1.宋制木构架结构简图

《营造法式》中所列构架类型主要有殿堂型、厅堂型和柱梁作三种。殿堂型木构架主要应用于四阿顶和九脊殿（歇山），厅堂型构架主要应用于厦两头（歇山）与悬山建筑。对于厅堂型构架，根据房屋的进深大小，内柱多少而产生了许多变化。《营造法式》卷三十一中按照十架椽屋、八架椽屋、六架椽屋及四架椽屋分别绘制了图样，共达19种之多。但是根据笔者分析，悬山建筑为两坡屋顶，若房屋进深过大，则在造型上显得屋顶笨拙，在实际应用中应以中小型进深为主，现将四～八架椽屋构架简图进行了整理，详见图4-24。

图4-24 《营造法式》中厅堂型构架简图（四～八架椽屋）

绘制宋制木构架简图应注意以下三点：

①宋制木构架中无卷棚构架形式；

②房屋沿进深方向，槫椽以脊槫为中心前后对称，梁架和柱子却不一定对称，柱子数量的多少根据室内空间的需要进行调度；

③构架简图中应注意宋制时期在梁架上采用驼峰及攀间铺作承载上层梁架的现象，另外叉手与托脚也是宋式构架中的典型特征。

2.清制木构架结构简图

清制硬山与悬山建筑排架基本相同，根据屋顶是否起脊，又细分为尖山式、圆山式（卷棚）两种。

（1）尖山式硬山、悬山构架　尖山式构架常见的形式有五檩无廊式、五檩前出廊式、五檩中柱式、六檩前出廊式、七檩前后廊式、七檩中柱式、九檩前后廊式、九檩前后双步梁式等，详见图4-25。

图4-25 尖山式硬山、悬山构架简图

（2）圆山式（卷棚）硬山、悬山构架　圆山式构架常见的形式有四檩卷棚式、六檩卷棚式、八檩前后廊卷式棚，详见图4-26。

图4-26 圆山式（卷棚）硬山、悬山构架简图

3.江南带廊轩的硬、悬山建筑构架简图

江南地区的房屋根据规模大小、使用性质的不同，可以分为平房、厅堂、殿庭三种。平房与厅堂多采用悬山与硬山，殿庭多采用歇山与四合舍式（庑殿）。平房结构简单，规模较小，为普通居住之所。厅堂结构较繁，颇具装饰，多带有廊轩和内轩，为富裕之家居住应酬之所或为私人宗祠祭祀之所。

江南普通房屋中，进深梁长一般不超过四界，当房屋进深再增加时则在四界梁的基础上增加廊川和双步梁。江南普通房屋常用的木构架简图详见图4-27。

图4-27 江南普通房屋常用的木构架简图

江南厅堂建筑中，多带有廊轩和内轩。构架以复水椽为界，上部为草架结构，下部为露明结构。江南厅堂建筑常采用的木构架简图详见图4-28。

图4-28 江南厅堂建筑常采用的木构架简图

注：1.抬头轩是指轩梁与大梁平齐的做法；

2.满轩即整个房屋沿进深都装饰轩顶；

3.回顶即室内呈卷棚顶状。

以硬（悬）山木构架为例，江南《营造法原》、宋《营造法式》与清《工程做法则例》木构架比较详见表4-4。

表4-4 硬（悬）山木构架主要构件名称对比表

二、硬山、悬山建筑木构架构造

1.宋式厅堂型木构架构造

以《营造法式》大木作制订图样四十六：“八架椽屋前后乳栿用四柱”为例进行解析，详见图4-29。“八架椽屋前后乳栿用四柱”构架是以四椽栿为基础，前后各加一乳栿形成的。沿进深方向共有四排柱子，分别为前檐柱、内柱、内柱和后檐柱。在檐柱和内柱之间柱头部位架设乳栿，栿首通过四铺作斗栱与柱子连接，栿尾插入内柱之中并向外出头。按照《营造法式》的规定，厅堂型构架，乳栿广42分，厚28分。

图4-29 宋式厅堂型木构架构造举例

在内柱之间架设四椽栿，四椽栿广50分，厚33分。四椽栿上设铺作架设平梁。在宋式厅堂型构架中，梁栿两端一般通过一组简单的斗栱铺作和托脚构件联合将檩槫托起，斗栱铺作以受力为主。托脚构件在早期（唐代）也用来受力，后演化为用来固定檩槫位置，使其不向外滚动，以免偏离受力轴线。檩槫由槫和槫下攀间组成，二者之间设有攀间斗栱联络。平梁上承蜀柱、叉手，三者形成稳定的三角形结构，用来支撑脊槫，平梁广35分，厚23分。

在“八架椽屋前后乳栿用四柱”构架中，由于内柱较高，为了保证柱网的稳定性，在四椽栿下另加设了顺栿串（类似于清式随梁枋），在相同的高度位置处，沿面阔方向架设了内额。二者主要起联系作用，构架断面尺寸不大。

2.清式七檩前后廊式硬、悬山木构造

七檩前后廊式木构架是以五架梁长为基础，前后各加一廊步架形成的，分为大式与小式，大式构架设有随梁枋、角背、飞椽，小式则没有。

七檩前后廊式木构架，沿进深方向共有四排柱子，分别为前檐柱、前金柱（老檐柱）、后金柱、后檐柱。在檐柱和金柱之间柱头部位架设抱头梁，梁下设穿插枋。在金柱之间架设五架梁，梁下设随梁枋，梁上立瓜柱，瓜柱之上架设三架梁，然后再立脊瓜柱，柱顶直接承托脊檩，为了保证脊瓜柱的稳定性，在瓜柱下部设有角背构件。沿面阔方向，在梁头架设檩条，檩条与其下部构件檩垫板、檩枋叠加在一起，称为“檩三件”；檩上架设椽子，从上而下依次为脑椽、花架椽、檐椽、飞椽。椽子上铺设望板。

在两山部位，为了加强山墙部位的受力性能，在正对脊檩的位置增加了山中柱，使得五架梁中分成两段，形成两根双步梁。三架梁变成两根单步梁。

七檩前后廊式硬（悬）山建筑木构架轴测图详见图4-30，七檩前后廊式硬（悬）山建筑正身构架与两山构架图详见图4-31，七檩前后廊式硬（悬）山建筑平面图与构架俯视图详见图4-32。

图4-30 七檩前后廊式硬（悬）山建筑木构架轴测图

图4-31 七檩前后廊式硬（悬）山建筑正身构架与两山构架图

图4-32 七檩前后廊式硬（悬）山建筑平面图与构架俯视图（后檐为老檐出）

三、硬山与悬山建筑细部构造

1.上檐出与回水

上檐出是指屋檐向外伸出的距离，从檐柱中心线算至飞椽外皮。下檐出是指台基自檐柱中心线向外伸出的距离。在古建筑中上檐出要大于下檐出，二者之间的尺寸之差称为回水。回水的作用主要是保证屋檐的雨水要滴落在台明以外的距离。

（1）宋制上檐出的确定　宋《营造法式》根据椽子的直径来确定檐部椽平出尺寸。

椽平出=檐椽平出+飞子平出，其中檐椽平出=8～9倍椽径，飞子平出=0.6檐椽平出。上檐出尺寸与有无斗栱相关；无斗栱时，上檐出=椽平出；有斗栱时，上檐出=斗栱出跳+椽平出。宋制出檐尺寸的规定普遍偏大，遗物中大部分小于规定。

【例题4-2】 某宋代殿堂型建筑，面阔七间，进深八架椽，已知其椽径为9分，建筑采用四等材，试求其椽平出尺寸。

【解】 ①檐椽平出尺寸为：建筑采用四等材每分为0.48寸。檐椽平出按照9倍的椽径计算，得0.48×9×9×31.2=1213（mm），工程设计中可取1200mm。

②飞子平出尺寸为檐椽平出的6/10，得0.6×1200=720（mm）。

③椽平出尺寸为：1200+720=1920（mm）。

（2）清制上檐出的确定

①有斗栱的建筑

上檐出=斗栱出踩+21斗口（其中檐椽平出14斗口，飞椽平出7斗口）

②无斗栱建筑

上檐出=3/10檐柱高（其中檐椽平出占2/3，飞椽平出占1/3）

【例题4-3】 某清代带斗栱建筑，面阔7间，进深9架，已知其外檐斗栱为7踩斗栱，建筑采用六等材，试求其上檐出尺寸。

【解】 大式带斗栱的建筑上檐出等于21斗口加上斗栱出踩尺寸之和。7踩斗栱的出踩尺寸为：3×3斗口=9斗口，另根据已知条件，六等材的斗口尺寸为3.5寸。

上檐出尺寸为：（21+9）×3.5×32=3360（mm）。【例题4-4】 某清代小式建筑，面阔3间，进深5架，已知其外檐柱高为9.6尺，试求其上檐出尺寸。

【解】 小式建筑上檐出尺寸为檐柱高度的3/10。则本案例中，上檐出=9.6×3/10×320≈922（mm），工程设计中可取930mm。

这里还有一点需要注意，无论是宋制还是清制，上檐出尺寸最长不得超过檐步架，即称“檐不过步”，以免产生檐口倾覆的现象。

清制上檐出的确定详见图4-33。

图4-33 清制上檐出的确定 D—檐柱径

（3）《营造法原》的规定　计算如下：

上檐出=出檐椽平出+飞椽平出， 其中出檐椽斜长≈1/2界深，飞椽斜长≈1/4界深

2.悬山出梢

（1）悬山出梢　悬山出梢是悬山建筑与硬山建筑的主要区别。在悬山建筑中，将建筑两梢间的檩木同时向山墙外（木构架外）伸出一段距离，形成山面出檐的做法，其作用是防止雨水冲刷墙身。

（2）博缝板与燕尾枋　为了保护悬挑在外部的各檩檩头免受风吹雨淋，在各梢檩端头钉上人字形的木板，称为博缝板。同时在悬挑部位的梢檩下部，增加“燕尾枋”一根，以起到加固和美观的作用。清制悬山出梢构造详见图4-34。

图4-34 清制悬山出梢构造

（3）悬山出梢的规定

①宋《营造法式》规定。宋《营造法式》中将悬山出梢称为“出际”，具体尺寸为：两椽屋，出2尺至2.5尺；四椽屋，出3尺至3.5尺；六椽屋，出3.5尺至4尺；八～十椽屋，出4.5尺至5尺。

从中可以看出两山出际与房屋的进深和体量有关系。

②清《工程做法则例》规定：从山柱中心线向外出四椽四档或从山柱中心线向外出上檐出尺寸。

【例题4-5】 某清代大式带斗栱建筑，悬山屋顶，已知该建筑采用六等材，试求其悬山出梢尺寸。

【解】 悬山出梢尺寸可以按照四椽四档来进行计算，清代建筑一般椽径与椽当尺寸相等。带斗栱大式建筑的椽径为1.5斗口，六等材的斗口尺寸为3.5寸。则

悬山出梢=（4+4）×1.5×3.5×32=1344（mm）。工程设计中可取1350mm。

3.梁架节点构造

（1）梁头构造　宋制梁栿端头部位可反映的构造主要有：平槫、替木、栌斗及令栱等构件，梁头与梁尾均要砍制卷杀，梁头与梁尾构造详见图4-35（a）、（b）。

图4-35 梁端构造

清制在梁头部位处可反映的构造主要有：檩、檩垫板、檩下枋及对应的檩椀、垫板插口、鼻子榫。檩椀是为了安放檩条，防止檩条滚动的构造，在古建筑木作中要求檩椀的深度不得大于1/2檩径，不得小于1/3檩径。梁头两侧檩椀之间必须有鼻子榫，榫宽为梁头宽度的1/2。清制梁端头构造详见图4-35（c）。

江南《营造法原》梁头部位构造接近宋《营造法式》，详见图4-35（d）。

（2）清制顶部梁架构造　详见图4-36。

图4-36 清制顶部梁架构造

根据屋顶形态的不同，硬（悬）山建筑顶部梁架构造也不相同，尖山式梁架，顶部采用三架梁立单脊瓜柱的做法，脊瓜柱与梁背之间采用双榫连接，脊瓜柱上端要直接承接脊檩，所以上部要砍出檩椀，并留出小鼻子（约为脊瓜柱厚的1/4），两侧檩椀之下还应砍出脊垫板和脊枋的插接凹槽。另外由于脊瓜柱较高，为了保证脊瓜柱的稳定性，在瓜柱的根部采用了角背作为加强。尖山式梁架顶部构造详见图4-36（a）。

卷棚构架顶部采用四架梁，梁背上载置双脊瓜柱以支顶上层月梁。四架梁上承四根檩木，梁长2金步架加顶部架1份，外加2份梁头为全长。金步架长一般为4倍的檩径，顶步架长2～3倍檩径。卷棚构架顶部构造详见图4-36（b）。

（3）木基层构造　木基层一般由椽子与望板组成。

①屋面布椽。椽子有圆形断面和方形断面之分，在我国黄河以北地区多为圆椽，而在江南建筑中多为方椽。淮河与黄河、渭河与汉水之间的广大区域内，室内用椽则二者兼有。飞椽无论南北，皆为方椽。

宋《营造法式》中对椽子的排布规定如下。首先要求椽当坐中，若有补间铺作，则椽当与耍头中心线相对，若建筑周围都出檐，出檐部位也要考虑椽子的排布。椽子的疏密按照两椽中至中来排布，具体为：殿阁，椽子中至中为9～9.5寸；副阶，椽子中至中为8.5～9寸；厅堂，椽子中至中为8～8.5寸；廊库屋，椽子中至中为7.5～8寸；

【例题4-6】 某宋代建筑，面阔5间，进深四架椽，当心间面阔为15尺，构架为厅堂型，采用五等材，试求当心间布椽的数量。

【解】 当心间布椽的数量，15/0.85=17.64（根），取18根（古建筑布椽当要求椽当坐中时，椽子应取偶数，且宜大不宜小）。

清代建筑中，椽子的排布有“一椽一档”和“一椽一档半”两种，“一椽一档”即椽径与椽当之比为1∶1，即相邻两椽径中至中为2倍椽径。“一椽一档半”即椽径与椽当之比为1∶1.5，即相邻两椽径中至中为2.5倍椽径。每一开间布置的檐（飞）椽数量为开间宽除以2倍的椽径或2.5倍的椽径，也应取与计算所得数值最接近的偶数。

【例题4-7】 某清代建筑，面阔5间，进深5架，明间面阔为1丈2尺，椽径为90mm，试求明间布椽的数量。

【解】 明间布椽的数量为（12×320）/（90×2）=21.33（根），取22根。

②椽子的搭接构造。椽子搭置在相邻的两根檩条之上，一般位置椽子上下搭接的方法有斜搭掌式、乱搭头式、交掌（墩掌）式和椽花连接四种。脊檩位置椽子搭接，有扶脊木时或椽花时，在构件两侧剔凿椽窝，以承椽子的尾部。无扶脊木和椽花时，采用合掌式或乱搭头式。椽子的搭接构造详见图4-37。

图4-37 椽子的搭接构造

③望板构造。清官式建筑中，椽子上部钉有望板。望板可分为横望板和顺望板。横望板一般为0.3斗口（大式）或1/5椽径（小式），顺望板一般为0.5斗口（大式）或1/3椽径（小式）。