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每年暑期,故宮游人如織,。作為我國優(yōu)秀傳統(tǒng)建筑文化的代表,紫禁城古建筑有著諸多吸引國內(nèi)外游客的魅力,,其中的典型特色之一就是斗拱。斗拱是我國特有的古建筑組成部分,,是位于柱頂之上,、屋檐之下的由斗形、弓形的木構件在縱橫方向搭扣連接,,而后在豎向又層層疊加起來的組合木構件,,其外形猶如撐開的傘。我國古建筑學家梁思成先生曾說:“斗拱在中國建筑上的地位,,猶柱飾之于希臘羅馬建筑;斗拱之變化,,謂為中國建筑之變化,,亦未嘗不可,猶柱飾之影響歐洲建筑,,至為重大,。”
斗拱源自高大宮殿屋頂出檐深遠的要求,。早期的宮殿建筑往往采用斜撐的木柱來支撐寬大的屋檐,,斜撐分別設于屋檐的前后方。而為了避免落地的斜撐受雨水侵蝕,,其下支點便離開了地面,,稱為短斜撐,并隨著審美需求逐漸被彎曲的木料替代,,形成了今天斗拱的橫向重要構件——翹,。同時,為了增強柱頂部位支撐屋檐的強度,,柱頂之上又增加了斗形木塊,,木塊上方沿著屋檐方向疊加長方形的墊木,,這些長方形的墊木因?qū)徝佬枰饾u變成弓形,形成了今天斗拱縱向的重要構件——拱,。
紫禁城古建筑的斗拱類型很豐富,,如位于兩根立柱之間的斗拱稱為平身科斗拱,位于柱頂之上的斗拱為柱頭科斗拱,,位于建筑四個轉角部位的斗拱稱為角科斗拱等,。斗拱的初始功能是支撐屋檐,并把屋頂?shù)闹亓客聜鬟f給柱子,。其歷史發(fā)展過程是由構造簡單到復雜,,功能由純粹的支撐到集建筑力學、美學于一體,。
紫禁城古建筑的斗拱體現(xiàn)了造型之美,。斗拱在屋檐之下,整體排列有序,,富有節(jié)奏和韻律變化,,不同類型的斗拱在同一高度范圍排列規(guī)則有序,由下至上尺寸統(tǒng)一逐漸增大,,各斗拱出踩尺寸相同,,斗拱外形的曲線整齊劃一、弧度優(yōu)美,,給人以極強的藝術感和節(jié)奏感,。斗拱的造型之美還體現(xiàn)在均勻?qū)ΨQ性,各個構件高度,、寬度基本相同,,僅在長度及外型上根據(jù)整體需要而有不同差別:一方面斗拱的正立面,其左右兩側的構件種類和數(shù)量對稱布置,;另一方面,,斗拱側立面,以正心枋為中心,,斗拱向內(nèi)外出挑的踩數(shù)相同,。上述均勻、對稱的布置形式給人以舒適,、愉悅的感覺,。
不僅如此,斗拱在造型上還有統(tǒng)一協(xié)調(diào)之美,。各構件截面形狀統(tǒng)一,,均為方形或者矩形;側立面外形統(tǒng)一,,均猶如倒立的三角形,;斗拱位置統(tǒng)一,,均位于柱頂之上、屋檐之下,,這種統(tǒng)一性在視覺上給人以抽象的整體之美,。斗拱整體與上部傾斜的屋檐、下部垂直的柱子形成完美過渡,,既能反映屋架簡潔明確的特征,,又可體現(xiàn)斗拱自身優(yōu)美的造型。
不僅具有建筑之美,,紫禁城斗拱運用的另一個重要特征,,是其中蘊含了豐富的力學智慧。斗拱由很多小尺寸的木構件在水平和豎向拼插,、疊加而成,。盡管這些木構件尺寸很小,但當它們組成一個斗拱整體時,,就會產(chǎn)生巨大的力量,。在一般情況下,斗拱位于屋檐的下方,,承擔整個屋頂?shù)闹亓?,并把該重量向下傳遞給額枋、柱子,。紫禁城古建筑屋頂有著厚厚的泥背層,,但能夠被斗拱輕松承擔,且斗拱不會產(chǎn)生破壞,,可反映斗拱有很好的豎向承載能力,。這種良好豎向承載能力主要有兩方面原因:一方面,盡管紫禁城古建筑屋頂重量很大,,但是這個重量由多個斗拱承擔,,每個斗拱實際上承擔的屋頂重量較小,,這相當于對屋頂重量進行了分解,;另一方面,盡管斗拱由大量的小截面尺寸木構件組成,,但它們數(shù)量眾多,,且每個構件均可分擔屋頂重量,這樣一來,,傳到斗拱上的屋頂重量進行了第二次分解,,此時傳到斗拱構件單體上的作用力已經(jīng)很小了,因而斗拱構件單體不會產(chǎn)生破壞,。
斗拱的力學智慧精華在于它的抗震性能,。無論是水平向還是豎向的地震波,,都不會造成斗拱破壞。發(fā)生地震時,,斗拱的各個構件之間互相摩擦,、擠壓,并產(chǎn)生往復運動,,猶如一個運動的機構體系,。從能量守恒角度講,地震波的能量傳到斗拱位置時,,主要分成了2部分能量:斗拱的內(nèi)能及斗拱的動能,,斗拱內(nèi)能即自身產(chǎn)生開裂破壞的根本原因,內(nèi)能越大,,斗拱破壞越嚴重,。然而斗拱能量的另一個組成部分即動能占的比例遠大于自身的內(nèi)能,其原因在于每個斗拱由上百個小構件組成,,它們猶如機器的零件一樣,,在地震作用下不斷產(chǎn)生各種運動,耗散了大量的地震能量,,從而使得斗拱內(nèi)能的比例很小,,因而斗拱在地震作用下幾乎不會產(chǎn)生破壞。事實上,,大量的古建震害勘查結果表明,,斗拱在地震作用下一般保存完好。
不僅如此,,地震作用下,,斗拱還能產(chǎn)生自動恢復功能,猶如不倒翁一樣,,其原因在于斗拱特殊的構造特征,。斗拱整體構造特點是上部體積大但構件單體截面尺寸小、下部體積小但構件單體截面尺寸大,,其中截面尺寸最大的為方形的坐斗,,位于斗拱的最底層。這種構造特征使得:一方面斗拱的重心位于斗拱的下方,,斗拱猶如一個矮胖的人,,在水平地震力(推拉力)作用下盡管產(chǎn)生搖擺,但是不易傾覆,;另一方面坐斗的截面尺寸寬大,,這無疑增大了斗拱與其底部的接觸面,斗拱在水平地震作用下產(chǎn)生搖擺時,,分別繞著坐斗兩側的支點進行搖擺,。而在斗拱搖擺過程中,,其上部屋頂?shù)闹亓科仁苟饭安粩嗟貜臀唬蚨饭跋癫坏刮桃粯?,不斷地來回擺動,。地震波結束后,斗拱又恢復到了初始位置,,本身并未受到損害,。
可以認為,紫禁城古建筑斗拱的運用體現(xiàn)了我國古建筑的力與美,,是我國古代工匠汗水與智慧的結晶,。