木框架結構多以榫卯連接為主。巧妙的榫卯連接方式不但可以承受較大的荷載而且允許產生一定的變形在地震荷載下由變形吸收一定的地震能量減小結構的地震響應。由于榫卯連接中榫有一定的長度榫卯之間的結構有一定的間隙因此該連接既非剛接也非完全柔性具有較好的活動性和吸能性。
木架結構的典型代表除應縣木塔、佛光寺外還有很多例如:蘇州報恩寺塔(502-556年間建)、開封大相國寺(始建于555年,711年重建)、芮城永樂宮(1240年建)等均為大型木結構建筑物。
木框架結構建筑物芮城永樂宮
多層磚木結構建筑的發(fā)展
木架結構房屋不斷得到發(fā)展后來發(fā)展到建造多層木結構房屋和多層磚木混合結構。例如三層的廣西容縣真武閣磚石結構的唐代陵川崔府君廟(現(xiàn)存為金代重建)三層木結構的薊縣獨樂寺(始建于582年)等。獨樂寺高23米中間層為暗層。
多層磚木結構建筑物廣西真武閣
談到多層木構架結構不得不歸功于斗拱的作用。各種類型的斗拱在多層木框架結構的建筑中起著十分重要的作用主要有三個方面:
1.它位于柱與梁之間由屋面和上層構架傳下來的荷載要通過斗拱傳給柱子再由柱傳到基礎因此它起著承上啟下傳遞荷載的作用。上一層傳給下一層。
2.它向外出挑可把最外層的桁檀挑出一定距離使建筑物出檐更加深遠造型更加優(yōu)美、壯觀。在它成型之后很長一段時間內被作為構件大小的基本尺度曾以這種辦法作為建筑的“模數(shù)”制。后來的斗拱逐漸變?yōu)檠b飾也是區(qū)別建筑等級的標志。越高貴的建筑斗拱越復雜、繁華式樣多種。它構造精巧造型美觀如盆景似花籃又是很好的裝飾性構件。斗拱為榫卯結合這種結構和現(xiàn)代梁柱框架結構極為類似。構架的節(jié)點不是剛接這就保證了建筑物的剛度協(xié)調。遇有強烈地震時采用榫卯結合的空間結構雖會“松動”卻不致“散架”消耗地震傳來的能量使整個房屋的地震荷載大為降低起了抗震的作用。
斗拱的起源和演變有三種說法:
一種認為由井干結構的交叉出頭處變化而成;
一種認為由穿出柱外的挑梁變化而成;
一種認為由擎檐柱演化為托挑梁的斜撐再演化成斗拱。
斗拱在中國木構架建筑的發(fā)展過程中起過重要作用它的演變可以看做是中國傳統(tǒng)木構架建筑形制演變的重要標志也是鑒別中國古代木構架建筑年代的一個重要依據。斗拱的演變大體可分三個階段:
第一階段為西周至南北朝。西周銅器拱令簋上已有大斗的形象戰(zhàn)國中山國墓出土的銅方案上有斗和45°斜置拱的形象。漢代的石闕、明器、畫像石和畫像磚上也有大量斗拱的形象。從漢高頤闕和四川牧馬山、山東高唐出土的漢明器陶樓上可以看出柱頂有斗拱承托檁、梁或樓層地面枋挑梁外端的斗拱承托檐檁各個斗拱間互不相連。漢代以后開始在柱間用斗拱最初是一種在現(xiàn)代稱為人字拱的斗拱即在額枋上立一個叉手上置一斗承托檐檁。至初唐從西安慈恩寺塔門楣石刻上還可看到佛殿柱間仍用人字拱。