力学与美学的完美结合,成就中国建筑

力学与美学的完美结合，成就中国建筑

举世研究中国传统建筑的学者，他们差不多都极力称赞中国建筑结构和构造上的力学和美学相结合的原则。这个原则和现代建筑的功能主义“实用就是美”的理论大体上是相吻合的。同意这种主张的建筑师们自然就不会忽略历史上所出现过的先例。

木结构本身

为什么中国建筑长期坚持着这样的一个原则呢？有人说这是基于古代对建筑设计问题的一种见解，有人说是由于有标准制式的规定。其实，主因是在于木结构的本身，因为在构造上，木材是不宜于置于完全密封的状态下的。假如，我们将木料埋入泥土或者砖石之中，或者用其他的构造将它们遮盖和包藏起来，结果其中的木材就十分容易腐烂。任何一种木构件朽坏，或多或少都会影响房屋的稳固和安全。因此，为了使木构件能够有更长的寿命，最好的方法就是使它们处于经常通风的境地中，结果，任何一部分的构件就必须毫无遮掩地直接暴露出来。这个原则并不需要任何理论的指导，只要通过实践，很容易就会对这个问题有充分的认识。

力学和美学统一

开始的时候，并不是所有的结构设计都会符合美学上的要求，由于解决力学问题而来的构件并不是看起来一定是美观的。一些建筑师常常会把不大好看的地方用别的东西遮盖起来，或者为了好看而添加一些虚假的构造。但是，在木结构的构架上，这是不能采取的办法，因为材料的性能不宜于作任何的遮掩唯一解决的办法就是使所有的结构和构造在力学和美学上完全统一起来。

古建构件的形制

结构和装饰的配合——祈年殿藻井

刚中带柔，柔中有刚

在满足结构要求的前提下，几乎所有中国建筑构件的形制都是经过美学的加工的。它们一方面不失其原本的功能形状，同时又显现出极为丰富的装饰趣味。这种要求并不是一下子就达到完善的。中国建筑中的每一种构件，它们各自都有自己的长远历史，它们的形状、它们的构造方式都经过数以百年甚至千年的考验。总的来说，中国建筑的构件都是倾向于将来自力学要求的几何图形的功能形状改变成为一系列柔顺的曲线，也许是想借此改变由规则整齐的构造而带来的呆板感觉，直线的主体和一系列曲线的构件就此而形成有趣的对比。这符合中国传统的美学观点：相反的意念交替地出现—刚中带柔，柔中有刚。

柱

以框架中的主要垂直杆件柱而论，在大多数情况下它保持木材圆形的断面和力学上的功能形状，虽然偶然也有使用方柱、八角柱、梅花柱、雕龙柱等这只不过是个别时代的特例。但是，为了使这构件看起来更为柔顺一些，梭柱的形式就产生了，就是柱身逐渐往上收小，柱头则成为覆盆形。

梭柱

《营造法式》上的规定就是：“凡杀梭柱之法，随柱之长分为三分，上一分又分为三分。如拱券杀渐收至上径比栌枓底四周各出四分，又量柱头四分紧杀如覆盆样，令柱项与栌枓底相副。其柱身下一分，杀令径围与中一分同。”我们可以看到，这种处理的目的就是希望柱身的纵断面由直线而变成一条柔顺的曲线，而这种改变又完全与力学上的功能完全无损，而且可以使节点的关系更为紧密一些。

水平杆件

至于水平杆件的梁、额枋等，它们的断面转角地方很少是尖锐的方角的多半都处理成小圆角。在另一方面，在梁制之中发展出一种弓形的“月梁”，这也是中国建筑所特有的一种梁的形式。这种形式的梁除了在制作上耗费工料之外，它本身毫无疑问也是一种力学功能上的形状。

月梁

相信，这是由拱券承重概念而带来的一种形式，或者是一种与村木合并而演变成的形状。无论如何，它在构图中又成为一条活泼的曲线。在结构意义上，支承梁架叠梁(橡栿)的托木本来需要的只是一根垂直的短杆，为了它的稳定或者两侧可添加三角形的夹角但是，在中国建筑上就发展成为一种极富装饰趣味形状的构件——驼峰。驼峰的形状是由一些有趣的曲线构成的，但是它却不失其原来的

功能形状。“叉手”本来是一种对角的斜}撑，其后又发展成为柔和线条的人字拱。总之，因为构件要完全显露出来，在制作时就不得不作很好的表面处理和形状上的艺术加工。

斗拱

斗拱的构成、形状和意义都很能代表整个中国建筑的设计方法以及表达整个结构原则的精神。它是由柱头上面扩宽的构造“栌”以及栌上的横木“枅”发展起来的。栌成了后来的斗，枅就变成了“曲枅”而至拱，斗拱由斗和拱两个部分重复又重复，再加上了斜杆“昴”而组成。它同时在前后左右伸展，成为一组“三维”的空间力系组织，在力学上不但减少了梁柱接合部分的剪应力而且使较大面积的构造得到更多的支点，增加水平方向杆件抵受弯距的能力荷重通过这一个空间的力系而集中传达到柱头上。无论如何，斗拱的形状是种结构上的需要而来的形状，但是，斗和拱都被加工成为一种在美学上十分成功的体形——一组优美的空间结构。

在古代的建筑者心目中，斗拱大概是被认为最成功、最得意之作，在形状上它的权衡是经过一番研究而确立的。因此，它在制式上比任何构件规定得更为详尽；恐怕它在制作上失去了权衡，它的艺术意义就会消失，甚至会成为一堆难以入目的混乱的物体。因为它在形状上的效果愈来愈受到重视，很多人都醉心于它们在装饰上所产生的作用。明清之后，斗拱在力学和构造上的意义便逐渐降低，进而变为装饰性意味来得更强的东西。这是一种开始脱离力学与美学相结合的原则的发展倾向。

雀替

由拱形的替木演变而来的“雀替”最后也成为了在视觉效果上很重要和很突出的构件，它像翅膀一样附在柱头的两侧，力学上的作用就是用以加强额枋的剪应力和减少跨距。本来，它是一种真真正正的力学上的功能形状，由于在外形上稍加改变，它以生动的曲线构成的轮廓便成为了极富装饰趣味的图案了。此外，我们可以看到，在构造上任何突出的部分，如昂嘴、耍头(梁头)等无不做出一些艺术上的加工而使之成为带有优美的曲线形状。构造和装饰配合得如此无间，对于不大明白构造关系的一般人来说，感觉上所有的构件都成为了系列富丽而有趣的装饰。

木材性能

由力学上的几何图形转变成为美学上的柔顺的曲线，除了归因于艺术思潮之外，木材性能的本身也是一种决定的因素。因为木材本身容易加工、改变以至雕琢成任何图案也不是太难于完成的工作，因此所有的构件都能普遍地做出装饰性处理，而且并不仅限于在个别的建筑物上才能实现。根据文献的记载，在历史上是曾经有过一个时期部分建筑还流行在所有的构件上遍施雕镂以做装饰的。所谓“雕楹玉碉，绣桶云楣”，“雕栾镂粢，青锁丹楹”，“龙楹螭木角，山岜云墙”等都是描写构件上布满木雕的图画装饰。《楚辞》中的“红壁沙版，玄玉之梁些，

仰观刻桷，画龙蛇些”以及《汉武故事》中的“椽首皆作龙首，衔铃，流苏悬之”等句就说明了当时房屋构件雕成各种装饰图案的情况。

在构件上雕刻是会伤害它的力学功能的，过分地强烈装饰作用对构件本来的意义就会减弱，这种“淫巧”的风气不断受到批评和制止，相信，宋《营造法式》的颁布刊行也起了相当的作用。可是，这种流风还是断断续续地延续，不过，在结构构件上已不多见，精细的木雕艺术转而在隔扇、屏风以及室内装修的“罩”上来表现。

故宫隔扇

在理论上，古代制止过分和多余的建筑装饰是出于提倡节约，反对浪费，并不是基于美学与力学应该相结合的认识。而事实就是这样，在结构构件因材料的性能必须使之暴露以及提倡节约的风气下，中国建筑的结构和构造就此便达到了客观上的功能与形状密切地构成一体的效果。

其实，现代建筑的机能主义是现代机械化工业生产和现代科学技术发展下而形成的一种观念，繁琐的装饰和非几何图形的形状是机械化生产所难于制作出来的式样，不规则的形状也难于作科学技术上的计算和分析。无论如何，由于所产生的时代背景的关系，中国古典建筑始终是一种手工业生产方式的产物。不过，它已经很清楚地告诉了我们，无论在什么情况下，表现出忠实的形状的同时在美学上也是一种最好的效果。