斗拱一詞被認為是許多人所熟悉的,也是中國古代建筑最獨特的設計之一。 但是,如果我問你斗拱的原理是什么?為什么非要把木頭做成這個樣子?你能解釋一下嗎?你能告訴我為什么嗎? 如果你無法解釋它,只需在百度百科全書上閱讀幾行似是而非的單詞,那你怎么判斷它是否符合力學原理呢?它是否是祖先智慧的結晶? 斗拱的歷史恒久遠,如果沒記錯,是在西周時期就有了。 斗拱是木構架建筑特有的結構構件,方形的斗、升和矩形的拱以及斜的昂組成。 受力傳力特點簡單來說,:1、增加擠壓面的作用;2、支承挑檐檀;3、聯(lián)結柱網(wǎng);4、減少凈跨,減小彎矩、剪力;5、抗震作用;6、裝飾作用;7、等級標志;8、模數(shù)作用。 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。 榫卯結合是抗震的關鍵。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(diào),消耗地震傳來的能量(可以考慮為二道防線)使整個房屋的地震荷載大為降低,起了抗震的作用。 如果覺得理論難以理解,下面講一個實例。 從唐代佛光寺東大殿來說。大殿為廡殿頂,面寬七間進深四間。從整體結構來分析斗栱在建筑中所起到的作用。明清斗栱不管是柱頭科,角柱科,平身科都是坐立在平板枋上。而唐代斗栱一個很大的特點是柱頭輔作的櫨斗直接坐在柱頭,這就意味著從上部傳來的力將直接落在柱頭。上部傳來的力來自于屋頂?shù)暮奢d,屋頂荷載通過槫向下傳遞。 佛光寺東大殿一角 如果省去斗栱,目前檐槫的位置將向內(nèi)移動到壓槽枋位置。我們可以看見整個建筑結構出檐很大,外部無支撐相當于懸挑結構,整體結構及其不穩(wěn)定,除去滑坡外,還可能使整個屋頂揭開,柱間連結構件損壞。好,為了解決出檐大而帶來的問題,我們選擇采用斗栱結構。斗栱顧名思義是由斗和栱作為主要構件拼裝而來。通過增加令栱數(shù)量來增加出跳數(shù),來滿足出檐所需的承載要求。檐槫承載的力通過斗栱向下傳遞到柱頭再到柱頂。整個結構渾然一體。整個斗栱結構通過替木加大了檐槫受力面,變相減少了檐槫作為橫向構件的跨度。此時我們還要注意到唐宋斗栱的一個大特點,大部分昂為真昂。因斗栱前身收到了外檐檐槫的力,使其前方不均勻,可能出現(xiàn)前傾歪閃的問題,為了解決這些問題,斗栱的昂后尾直通金步,同時承擔了來自下平槫傳來的力,使整個斗栱前身后尾同時受到力。斗栱間通過柱頭枋連結,使斗栱連結成環(huán),大大增強了斗栱的穩(wěn)定性,但木結構之間留有的空間余地,使整個環(huán)不同于剛體,每個獨立節(jié)點有一定的位移空間。從多方角度來看,斗栱這個結構在整體結構中運用有道受力合理。 所以總的來說斗拱是符合力學原理的,個人另一方面認為斗拱猶如現(xiàn)代的抗震支座,它使建筑物傳力時不那么強硬(鉸接替代剛接),從而使建筑物受力更加合理。 |
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