湘西传统木建筑构造探析

2012-05-07 10:57:52蔡汉忠甄小翠
森林工程 2012年6期
关键词:竹签柱子原理

蔡汉忠,甄小翠

(1.北华大学林学院,吉林吉林132013;2.中南林业科技大学家具与艺术学院,长沙410004)

湖南湘西因所处特殊的地理环境和位置,以及大量居住少数民族居民,形成了与众不同的风土人情、习俗和人文景观。其中木结构房屋就属一项特殊的人文景观,在当地形成别致的风景。同时当地木材资源丰富,特别盛产杉木,而杉木又是当地木建筑的主要原料,至今农村依然居住木建筑。

这种木建筑正好符合了自然与人类的共生原理。取自于大自然生产的物质来建造的木屋,没有对环境造成任何破坏,当木建筑结束其使命后产生的垃圾也极易处理,化成灰烬回归大自然,故这种木建筑是一种原始生态环保的具有湘西风情的民居建筑。同时木建筑使用寿命比钢筋混泥土建筑要长,安全性要好。木建筑结构严谨,空间布局合理。建筑制作原理、方法相当复杂,建筑构件繁多。立柱构件一般取形于树干原形或稍加改进。在制作整套建筑过程中,上百个构件生产加工没有绘制任何图纸,而是依靠工匠师傅的经验及墨袋、竹签两个主要工具来完成的。其制作原理、制作方法是几十代工匠师傅的智慧结晶及传承。随着科学技术的发展,时代的变迁,具有新技术的木结构建筑日趋盛行。而对这种传统木建筑的制作原理、方法的研究,为今天的新技术木结构建筑有一定的启发和借鉴意义,也是对古建筑结构原理的保护和传承[1-4]。

1 规划

这种木建筑在制作前不用像现代建筑那样须画出详细的施工图纸。而是依靠工匠师傅的经验技术,依据业主的使用要求和经济状况的条件来做一个大体的规划 (一般是思想意识上的),也可能有一个简单的图纸。当然这种规划也是要受到地形、场地大小和原料大小等条件限制的。这样才能把房屋的总体尺寸,单个空间的大小尺寸,房间功能确定下来。

2 工具

制作工具有斧头和凿子等,而墨袋和竹签是主要的工具。墨袋是用竹子或牛角作容器,在里面盛上墨水,再把棉线穿过其中。这种工具相当于今天的绘图笔,用它来弹划各种线,不是在图纸上,而是在各构件实物上弹划线,这种弹划线需要熟练的技巧才能完成好,特别是弹线。

竹签是一种楠竹片,大约长400 mm,宽20 mm,表面进行抛光处理,用来记录立柱各榫眼的尺寸大小等信息。这种工具相当于今天的绘图纸。

3 形式

木建筑的基本形式为柱网式框架结构,其受力构件主要为木立柱和木横梁等。开间尺寸由房屋的排数决定,但排数最小值为三 (由建筑稳定性角度决定),最大值没有限制,但一般不大于六 (由使用要求,空间利用角度决定)。经典形式为四排三间式,即中间的空间为公共空间,一般作为祭祀和接待使用,两边为私密空间。进深尺寸主要由水步的多少及单个水步的尺寸来决定。一个柱子和瓜子之间的距离称为水步,骑在木梁上不落地的木柱称为瓜子。其形式为三柱五瓜式、三柱六瓜式、三柱七瓜式、四柱四瓜式、四柱五瓜式、四柱六瓜式、五柱四瓜式和五柱五瓜式等。房屋一般为两层,首层为居住生活空间,二层为粮食储存、杂物存放的空间。房屋的顶式为坡顶式,为了符合审美的要求,坡顶式并非斜直线,而是斜曲线,这样使木建筑房屋雄伟壮观。结构形式如图1和图2所示。

图1 平面示意图Fig 1 .Plan sketch

4 结构

房屋的稳定性一方面依赖于每排上的柱子数量,即柱子数俞多俞稳定,另一方面依靠排与排之间的木方连接形式和贯穿方式。

图2 立面示意图Fig 1 .Vertical plan

4.1 柱子结构

在整栋木建筑中,柱子为主要受力构件,其结构最为复杂和重要。柱子是采用原木伐皮后去掉首尾部分,留取中间部分,通过自然干燥至少二年以后才可制作使用。因此,关键步骤就是根据树干形来选定正面、背面,并在正背面及左右面弹上对称墨线,树干弯曲较大的须矫正处理。以正面墨线为主线,并以墨线为中心线划出不同需求的榫眼,然后凿眼。

4.2 问签

问签也称套签,问签是整个制作加工过程中最关键的步骤,也是木建筑制作成功的关键技术。相当于把一个榫眼的形状尺寸记录在签上,具体做法是:用前面介绍的竹签为载体,把榫眼的尺寸依次记号在上面,尺寸的记录顺序是先长后宽,先正面后背面,并用文字记上哪根柱子哪个榫眼的签,然后把一个柱子的竹签捆在一起,以便在木方上划线时不会混乱。

4.3 木梁结构

木梁是用来柱子之间的连接,包括横梁和纵梁,形态为原木经锯切后成方材。木梁的结构是保证房屋稳定的关键因素。木梁上的榫头尺寸、形式由柱子的榫眼决定,即用先前在柱子上问过的签来对榫头划线。榫头和榫眼的配合采用过盈配合,且利用了杉木的柔韧性的特性,使得两者之间的结合非常紧密和牢固。为了增加房屋的稳定性,木方与木方之间也有结合,类似倒刺形式在榫眼内相互咬合,在外侧一般用小方榫扣住。

5 结束语

通过走访当地经验丰富的木匠师傅,并进行实地考察,把它们的制作原理、方法进行归纳整理,特别是对关键技术进行重点介绍,尽量让大家了解湘西木建筑的一般知识,有些疑难点,由于自身的原因,现在还不能得到很好的解决,但会投入更多的时间和精力,将本文还没有涉及到的详细的结构构造原理和力学结构原理在日后一并进行更为深入的探析。

[1]马炳坚.中国古建筑木作营造技术[M].科学出版社,1995.

[2]赵广超.中国木建筑[M].上海科学技术出版社,2001.

[3]齐英杰,杨春梅,赵 越,等.中国古代木结构建筑发展概况[J].林业机械与木工设备,2011,39(9):18-20.

[4]夏云涛,张威琪,任君风.建筑工程质量问题分析与探讨[J].森林工程,1999,15(3):62-63.

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