苏北地区地处北方黄河文化圈与江南吴越文化圈的交汇之处, 涵盖了徐州、宿迁及连云港三座城市与乡村的广大区域。苏北地区的三座城市与同处苏北的淮安、盐城及苏中、苏南地区有着较大的区别, 表现在饮食文化、地方方言、生活习惯等方面。而以传统民居为代表的建筑文化也与省内其他地域表现出较大差别。

传统民居的梁架结构作为建筑的主体部分, 直接彰显了建筑的地域风格与文化。苏北地区的传统民居以重梁起架式 (学界也称为“金字梁”) 为代表, 近年来颇为学界所关注, 多位学者对其所表现的艺术特色及文化渊源进行了深入的研究。[1,2]尽管重梁起架是本地域建筑特色的典型代表, 但是总体而言, 在本地域的传统民居中处于重要位置的仍然是以抬梁式为主的北方结构体系, 而采用重梁起架的则多为一些次要的建筑。因此, 根据对苏北地区三市 (徐州、宿迁、连云港) 的实地调研, 笔者认为, 抬梁式与重梁起架式共同构成了苏北地区的传统民居的梁架体系, 有必要对本地区传统民居的梁架结构进行梳理, 同时对重梁起架的一些结构技术进行深入的挖掘, 解析其结构的成因与合理性。

这次实地调研持续了近一年的时间, 对苏北三市传统民居目前仍然留存的重要片区进行了大面积的实地走访、调研与测绘, 收集了第一手的资料与数据, 对于苏北地区传统民居的整体生存状态有了基本的了解。

苏北地区的传统民居多用两种梁架, 一种为北方常见的抬梁式 (当地也称为“垛子梁”) , 另一种为重梁起架式。其中抬梁式梁架等级较高, 做法考究, 多用于祠堂、客厅、堂屋。重梁起架则少有装饰, 多用于厢房、待客厅、倒座房、过道、配房、库房。从目前现存的民间数量上来看, 采用重梁起架的单体民间建筑要明显多于抬梁式建筑。除此之外, 用于屋面檐口部位还有采用插栱的结构, 也可以归为其中的类型之一。

根据目前的调研, 采用抬梁式梁架结构的传统民居多集中分布于苏北的徐州地区和连云港的南城镇、板浦镇等, 其中又以徐州的户部山较为集中, 包括李蟠状元府、余家大院、翟家大院、崔家上下院等。此外, 连云港的南城镇也较多使用抬梁式结构。

苏北地区的抬梁式建筑多用于厅堂类房屋, 柱上搁置梁头, 梁头上搁置檩条, 梁上再用矮柱支起二梁、三梁, 如此层叠而上。一般多用圆檩, 当由抬梁承托时, 考究做法多在檩下多加随檩枋。

根据实测的数据及传统工匠传授的经验, 苏北地区抬梁式与重梁起架式的结构均没有举折, 而采用直坡屋面的形式, 坡面呈一整体斜面, 显得颇为厚重, 有可能仍然保持着楚汉以来建筑形式的古风, 形成了苏北地区具有代表性的地方做法。具体而言, 抬梁式结构主要又可分为以下几种类型:

七檩屋架带前廊后厦

抬梁式的苏北民居中比较重要的建筑多采用“七檩”屋架并带有前廊后厦的形制, 也有仅带前廊不带后厦的类型。这一类型的民居主要部分即为七檩屋架部分, 进深一般为4-5米, 脊檩下由脊瓜柱支撑, 脊瓜柱两侧常设山雾云和抱梁云。上、中、下金檩下均由横梁上的短柱支撑, 短柱两端横梁出头处往往通过木雕刻加以装饰梁头。前廊部分进深多为1.5至2米, 其屋面结构类似于江南地区的船篷轩, 即在原有的屋面下增加一层弯椽, 弯椽下方采用南方多见的坐斗、驼峰与月梁借以支撑上部的两根檩条, 坐斗下方的横梁也采用江南的直作月梁, 整体来看前廊部分由于其地位重要, 因此带有很强的装饰风格, 而且在木构构件与雕刻风格上体现出一定的江南风格。目前, 比较典型的七檩带前廊后厦民居为户部山崔家上院大客厅、余家大院积善堂, 如图1。值得一提的是, 余家大院积善堂与崔家上院大客厅均是各自院落建筑群中的核心建筑, 因此这两座建筑在结构形式、装饰细部等方面都要体现出一定的等级性, 它们所采用的七檩带前廊后厦式屋架也是苏北地区抬梁式建筑中最重要的结构形式。

1. 户部山余家大院积善堂剖面

七檩和五檩抬梁式屋架

除了七檩带前廊后厦的抬梁式之外, 苏北地区的抬梁式建筑还有以下几种类型, 即七檩屋架带前廊不带后厦、七檩屋架不带前廊后厦、五檩屋架带前廊、五檩屋架不带前廊后厦等。其中, 七檩屋架带前廊和五檩屋架带前廊这两种建筑在等级上要高于不带前廊的结构形式, 其前廊结构比较简单, 均采用单步梁或双步梁的结构, 在装饰细部上也较为简单。这两种形式的典型代表为徐州户部山余家大院二进院的馨悦山房, 如图2。不带前廊的七檩屋架和五檩屋架, 在户部山崔家上院和连云港南城镇中还有较多实例, 其整体风格比较简单, 多用于次要院落内的正房, 地位要比周边的厢房和杂屋要高。

2.户部山余家大院馨悦山房剖面

此外, 在个别建筑的山墙两侧还采用靠山架的形式, 即在山墙部位采用半圆柱或方木架, 在形式上形成木梁架结构支撑上部的檩条, 实质上则为硬山搁檩加以支撑, 这种形式也以户部山积善堂为代表, 如图3。在苏北地区使用靠山架的地区非常少见, 仅积善堂一例。

3.户部山余家大院靠山架

重梁起架式[3], 是苏北地区所特有的一种结构形式, 分布于苏北地区的广大地区, 包括连云港、宿迁和徐州等。它是指在一个三角形的屋架中填充抬梁式结构, 或是在抬梁结构的外侧加上通长的斜梁。这个斜梁可以认为是传统大叉手结构的一种风格延续。其特点是结构整体化, 具有较大的跨度, 对材料的要求以及加工程度都比较小, 施工简易。屋架升起以后, 依靠两头埋入墙体以及上面的檩条拉结而得到侧向稳定。

重梁起架一般由叉手梁、一梁、二梁、站柱等构件组成, 檩搁置于叉手梁之上, 所以除脊檩和檐檩外, 不像抬梁和穿斗梁架那样檩条和柱一一对应, 一般沿叉手梁均匀分布且檩距较小而檩数较多。多数重梁起架的檩条均为经刨光上漆的直身圆料, 两侧房间的檩条讲究根部朝向明间。为解决叉手上檩条容易下滑的问题, 重梁起架普遍在檩条下方的斜梁上使用木垫块, 俗称“马子” (杩子) , 同时通过调节以适应粗细不同的檩条, 如图4。重梁起架一般在多用在建筑的明间与次间, 在尽间端部, 檩条直接搁置在砖石山墙上, 称“硬山搁檩”。苏北地区的重梁起架大致可分为以下几种类型:

4.苏北典型重梁起架结构

两重梁起架

两重梁起架式, 即重梁的架数有两重, 分为一梁和二梁, 在二梁上通过站柱来支撑一梁, 这种重梁起架的构架进深较小, 二梁木料的长度也较小, 在苏北地区应用十分广泛, 在建筑群中多用于次要的建筑中, 在苏北的徐州户部山和新沂窑湾地区比较多见, 如图5。

5.窑湾镇吴家大院重梁起架

三重梁起架

三重梁起架式, 即在一梁、二梁的下方又增加了一道梁 (简称三梁) , 这样形成了一、二、三道梁形成的抬梁式结构共同支撑两道斜向叉手梁形式。这种三重梁起架式由于结构高度抬升, 因此在进深方向也有所增加, 适合建筑体量大、内部空间大且进深方向较深的次要建筑, 如图6。

6.窑湾镇文革纪念馆三重梁起架

大跨度重梁起架

这种类型的结构是三重梁起架式的变体, 即将建筑的前廊部分与屋架主体进行整体支撑, 支撑结构仍然采用三重梁起架的方式, 但是由于将建筑的前廊部分也纳入整体屋架下, 因此整个屋架的支撑跨度要远远高于前面两种类型。这种结构形式在苏北地区相对较少, 目前仅有极少的建筑案例, 如图7。

7.土山镇姚家大院大跨度重梁起架

插栱是苏北地区一个典型的代表风格, 其主要用途在于支撑向外出挑的屋檐, 因此苏北地区的插栱一般都处于檐口之下。但根据建筑的规模、层数及等级的需要, 插栱在建筑中所处的位置也有所变化, 一般处于建筑的两个部位, 即院落入口大门的上部与建筑二层花窗的上部。

由于苏北民居建筑群一般采用门屋的形式作为其主要出入口, 门屋一般外部装饰简朴而内敛。但进入门屋之后在院落的内部, 重要建筑的主要大门上部往往采用挑檐来体现其地位的重要性, 因此在挑檐的下方往往采用插栱的方式来加以承托, 如图8。在建筑墙身的中间采用挑檐的方式, 不仅可以强调入口在建筑中的重要地位, 同时也借助插栱、瓦当等装饰性较强的构件, 用以体现院落主人的身份等级。

8.余家大院入口插拱

此外, 苏北地区民居院落内的部分建筑二层挑檐也采用了插栱, 如图9。这些建筑多用于主人的女眷或子女居住, 在整个院落内相对隐蔽且私密性较高。建筑以两层、三间为主, 二层的两侧开有小窗, 而明间的窗户则相对较大, 在窗户的外侧多设有栏杆以防止跌落, 人在屋内即可以凭栏远眺。明间窗户的外侧就是屋面向下延伸至此的挑檐, 檐口的下部用插栱支撑挑檐。

9.窑湾酱油店小姐楼插拱

重梁起架是苏北地区极具特色的一种梁架结构, 本节内容主要以该种结构而展开, 对这种木架类型的合理性及结构技术进行分析。

苏北本地的工匠在修建当地的民居时有一句口诀, 叫做“穷梁富叉手”[4], 说的就是这种重梁起架的结构。在修建房屋时, 为了保证其结构的稳固, 往往要将叉手梁采用比较粗壮的木料, 而水平的横梁则可以采用相对略显得纤细的木料。尽管用料不一样, 其结构的整体性仍然能够得到保证。这句口诀其合理性是否真的存在, 笔者与我校结构系师生对其进行了结构的计算, 试图找出其结构合理性的证据。

以李可染故居的典型重梁起架为例, 对其进行结构的受力分析与计算, 形成了如下的结构计算模型, 根据结构计算模型结合当地的一些材料荷载对其进行受力分析, 形成了如下的结构受力图, 如图10-14。

10.李可染故居典型梁架3D模型

11. 李可染故居结构计算模型

12.李可染故居梁架轴力图

13.李可染故居梁架弯矩图

14.李可染故居梁架剪力图

通过其所受的结构受力图可知, 在重梁起架结构中, 叉手和梁架构成三角形的整体结构, 整体的强度较大。由于叉手和大梁的节点在柱子的中心线上, 大梁端头又深入墙体40厘米左右, 叉手梁侧推力中的竖向分力直接作用于大横梁的支点即柱顶或墙顶上, 对大横梁的力矩为零。其横向分力的方向和横梁的轴线方向重合, 力矩亦为零。所以横梁实际不受压弯, 也不承受剪力而只受轴向拉力, 其地位和所需的用料均逊于叉手梁。这就从侧面证明了工匠们所说的“穷梁富叉手”是合理的, 在建造房屋的时候要使叉手梁的断面大于横梁的断面, 因此在用料的选择上, 要将大料即断面较粗大的木料应用于叉手部位, 而将断面较小的木料应用于横梁部位。此外, 从上述结构图中可知, 重梁起架结构中大梁和二梁中的站柱也没有弯矩与剪力等作用, 因此也可以采用较小断面的木料, 实际施工中也的确如此。但是, 出于美观的考虑, 实际建造中也有横梁截面比叉手粗壮一些的, 使得人们在心理上感觉房屋比较稳固。

在重梁起架的节点部位, 则采用了传统的榫卯连接的方式, 使得三角形的结构形成了一个稳定的整体, 这其中也有几个重要的节点值得关注。

首先, 是位于顶部的两根叉手梁交接点。这个节点由两根斜向的叉手梁相互交接形成, 这两根梁一根梁开直榫, 另一根则在梁身开卯, 这两根木料一公一母相互穿插, 使得顶部的梁架节点非常稳固, 如图15。

15 . 重梁起架叉手梁顶部交接

其次, 位于两根斜向叉手与横梁的两个交接部位, 这两个交接部位与顶部的叉手梁交接点共同构成了三角形的稳定体系。在斜向的叉手梁与水平的横梁交接部位, 尤其需要关注侧向的推力, 因此在叉手梁的下部雕出一个凸出的卯 (本地称为“雷公嘴”) , 而在横梁对应的位置开凿一个斜向内插的榫洞, 将叉手梁与横梁相连接, 使得叉手梁斜向插入横梁内, 将横向的侧推力分别向两侧传递到横梁上, 使得横梁承受水平向的拉力, 如图16。

16 . 重梁起架雷公嘴节点

除以上几处节点之外, 还有一些包括二道横梁与叉手梁的交接部位, 站柱与两道横梁之间的连接部位, 站柱与两道叉手梁顶端的交接部位等, 这些部位基本都是直榫为主, 只是根据所处的位置不同需要对插入榫口的柱或梁进行开凿处理, 如图17。

17 . 重梁起架站柱直榫

作为整个屋面支撑结构的重梁起架, 其上部直接支撑着檩条, 檩条上面还有望砖、苫背、瓦等层次。因此, 檩条也是与重梁起架有直接关联的结构构件。与省内其他地方的民居不同, 本地区的檩条往往由两根组成, 也可以称之为双檩拼合体系, 即用两根檩条替代普通传统民居中的一根檩条, 用以支撑其上的屋面结构层。值得注意的是, 这个双檩体系并非两根完全一样的檩条, 而是用两根端头大小不同的檩条拼合而成, 如图18。一般来说, 在脊檩部位都采取直径相差不大的圆木, 而在其他金檩部位则多采用这种双檩拼合的形式。

18 . 屋顶仰视平面中双檩拼合的做法

这种双檩拼合的形式出现有其产生的根源。苏北地区不仅在财力、物力方面要远逊于苏南地区, 而且由于长期受到洪水及战争的影响, 该地区的林木资源也要比苏南地区缺乏。因此, 在靠近山地丘陵的地区大量采用石料作为民居的围护结构, 而在平原地区则尽量以相对平直的树木作为其民居梁架结构的来源。其中直径较粗壮的可以作为屋面脊檩的用料, 而直径较细的则采用这种双檩拼合的形式, 两根木料大小头分别搭接使其近似于一根直径粗壮的木料, 通过这种方式来解决木料短缺的问题。

经过近一年对苏北地区三市传统民居的实地调查与测绘, 可知苏北三市传统民居以抬梁式、重梁起架式为主, 还有少部分类似于穿斗式做法的插栱。其中, 抬梁式梁架结构多用于苏北地区民居的重要建筑中, 如宅院中的会客厅等, 这些建筑一般进深相对较深, 房屋比较高大, 内部空间也比较宽敞, 一般用以彰显房屋主人的身份与地位。而重梁起架式 (“金字梁”) 则在传统民居中应用广泛, 包括宅院内的厢房、过道、储物等建筑中, 这些建筑一般进深较小, 内部空间也相对较小, 在民居体系中的地位也相对较低。此外, 作为支撑檐口做法之一的插栱, 通过层层出挑的方式来支撑屋檐的檐口部位, 其木料相互穿插而层叠向上, 其做法接近于南方的穿斗式, 在长江以北地区已非常少见。

通过对苏北地区梁架结构的研究可以发现, 本地域的梁架结构既大量采用了北方的抬梁式, 也有南方穿斗式的痕迹, 因此本地域的传统民居受到北方抬梁式与南方穿斗式的重叠影响。结合苏北地区传统民居的其他特征, 如屋檐、装饰等因素, 笔者认为, 这其中抬梁式对于传统民居的影响或要大于穿斗式的影响。总体而言, 这种相互交叠的多重影响特征与苏北地区处于我国南北交接区域的地理特征也是一致的。

注释和参考文献：略

作者：张明皓，王文卿，郭震，朱飞

文章来源：装饰，2017年07期

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