跨距18米开间6米三角圆弧底棚梁制作标准大约是多少

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威海嘉祥景苑18层住宅楼施工组织设计.doc104页
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一、 基本情况
二、结构设计要求
三、建筑设计要求
六、法律、法规和规范、规程
第三章 总体部署与进度计划
一.工程特点
二、总体部署
三、 施工阶段的划分
四、施工工序的安排
五、水电安装工程施工安排
六、保证进度的措施
七、材料保证供应措施
八、资金保证措施
九、设备保证措施
十、劳动力保证措施
十一、计划管理
十二、项目经理及项目部组织机构
十三、工程总进度计划
施工准备及总平面布置
一、施工总平面布置
二、技术准备
三、施工现场准备
四、 材料准备
五、劳动力准备
六、主要机械准备
一. 施工测量的特点
二. 测量放线的准备工作
三. 建立施工控制网
四. 垂直度控制
五. 注意事项
六. 高程测设
七. 验线工作
八. 沉降观测
主要分项工程施工方法
一. 土方及基坑排水施工
二. 模板工程
三. 混凝土工程
四. 砌体工程
五. 装饰工程
六. 脚手架工程
工程质量保证措施
一、确保施工质量的技术措施
二、保证质量的管理措施
三、加强项目部文件、资料的管理
四、确保样板工程措施
五、保证工程质量措施
六、成品保护措施
第八章 技术与资料管理
二、技术管理
三.资料管理
检验与试验要求
一、常用材料、半成品外观检验
二、常用建筑材料试验项目、抽样方法
三、工序试验项目、抽样方法及规定
四、混凝土强度评定
五、试块留置计划及验收批的规定
六、验收批划分
一、安全生产总目标
二、安全生产管理体系
三、安全生产保证措
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房山区长阳镇18-02-03等地块(理工大学7号地)项目悬挑脚手架施工方案.doc59页
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第一章 编制依据 1
第二章 工程概况 2
2.1整体概况 2
2.2结构概况 2
第三章 脚手架方案选择 4
第四章 施工计划 5
4.1 施工进度计划 5
4.2 材料与设备计划 5
第五章 施工工艺技术 8
5.1 技术参数 8
5.2工艺流程 9
5.3施工方法 9
5.3.1扣件式脚手架 9
5.3.2型钢悬挑脚手架 扣件式
5.4检查验收 19
第六章 施工安全保证措施 21
6.1组织保障 21
6.2技术措施 22
6.2.1脚手架搭设技术措施 22
6.2.2脚手架拆除技术措施 24
6.3安全管理 25
6.4日常维护管理要求 26
6.5监测监控 27
6.6应急预案 28
6.6.1目的 28
6.6.2应急领导小组及其职责 28
6.6.3应急反应预案 28
6.6.4应急通信联络 29
第七章 劳动力计划 30
7.1专职安全生产管理人员 30
7.2特种作业人员 30
第八章 计算书 31
8.1扣件式落地脚手架计算书 31
8.1.1脚手架参数 31
8.1.2荷载设计 31
8.1.3横向水平杆验算 33
8.1.4纵向水平杆验算 35
8.1.5扣件抗滑承载力验算 37
8.1.6荷载计算 37
8.1.7立杆稳定性验算 38
8.1.8脚手架架体高度验算 39
8.1.9连墙件承载力验算 39
8.1.10立杆地基承载力验算 40
8.2型钢悬挑脚手架(扣件式) 40
8.2.1脚手架参数 41
8.2.2荷载设计 41
8.2.3横向水平杆验算 43
8.2.4纵向水平杆验算 44
8.2.5扣件抗滑承载力验算 46
8.2.6荷载计算 46
8.2.7钢丝绳卸荷计算 47
8.2.8立杆稳定性验算 50
8.2.9连墙件承载力验算 51
8.2.10悬挑梁验算 52
第一章 编制依据
序号 规范、规程、名称 规范、规程编号
1 《建筑施工脚手架实用手册》
2 《建筑结构荷载规范》 GB
3 《建筑施工安全检查标准》 JGJ59-2011
4 《建筑施工高处作业安全技术规范》 JGJ80-9
5 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JGJ130-2011
6 《建设工程安全生产管理条例》 国务院令第393号
7 本工程设计图纸
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  (一)宋辽金夏时期建筑技术发展概况  宋代的手工业和商业突出发展,科学上出现不少伟大的发明。古代木结构体系的基本作法,在唐代已经完成流传发展过程。到了宋代,产生了两种新的趋向:在形式上,讲求轻巧和变化;在技术上,为着简便设计和施工的需要,朝着标准定型的方向发展。  公元 11世纪李诫编着《营造法式》,记载了北宋及北宋以前木结构建筑的规范,以它与实物互相对照,互为补充,使我们对于北宋以前的建筑技术的发展有了比较全面的认识。  在宋代出现了许多屋顶山面向前的殿堂和楼阁,产生了丁字脊、十字脊屋顶以及工字型、亚字型平面的殿宇。而斗拱比唐代缩小,现存的宋代木构建筑,如大同善化寺普贤阁、太原晋祠圣母殿、正定龙兴寺摩尼殿、晋城青莲寺大殿等,都反映了宋代建筑技术的这种新发展和特点。这时,已经开始出现减柱的作法,如晋祠圣母殿减中间老檐柱四根,劲城青莲寺大殿减中间前金柱四根,反映了结构布置的灵活性,从而改善和扩大了室内空间。  木构技术发展到宋代,其卓越成就和另一趋向,就是产生了整个建筑所有构件的统一比例单位,即斗拱的“材”、“契”(拱的用料尺寸,即标准材),从而在建筑上达到了设计的标准和定型。这种“材分”制度体现在北宋的《营造法式》中,它的产生,对于封建统治阶级来说,是为了控制宫廷和官府建筑的等级,以“关防工料”为目的,在建筑技术史上是一个发展的里程碑。《营造法式》总结的“材分”制,具有“模数”的意义,即“凡构屋之制,皆以材为祖。材有八等,度屋之大小因而用之”,“各以其材之广分为十五分,以十分为其厚。凡屋宇之高深,各物之短长,曲直举折之势,规矩绳墨之宜,皆以所用材之分以为制度。”  《营造法式》的产生,反映了北宋时大兴土木对于做法规范及工料定额的需要,同时也说明了当时建筑技术的成熟水平。古代的一座带斗拱的木构建筑,有几十种构体,大小数千个零件,要一件件预先做好然后加以安装,是一个极复杂的过程。在设计方面规定标准对于提高施工效率有极大的意义。现存辽代木构建筑实物中,用材多采用 3∶2的断面,曾为数十种构件,但其标准断面也统一为少数几种。  辽金建筑,基本上继承了唐宋的传统技术,而辽更主要是继承了唐。辽金是我国古代建筑史上很有创造的时期。现存最早最高大的木建筑恰恰是辽代建筑,一为应县木塔,另外几座大殿如大同上华严寺海会殿、善化寺大殿、义县奉国寺大殿等。特别是公元 11世纪的应县佛宫寺五层木塔,高达 66米,充分显示了古代工匠运用木材及其结构技术建造高层建筑所达到的成就。塔身利用里外两圈梁柱互相拉接及柱间斜柱起支撑作用,形成了空间结构的整体刚性,上层柱立于下层柱大斗上,采用了“叉柱”做法,抗住了大风的袭击,经受住地震的摇动,风雨苍沧经历 900年,仍然屹立。  《营造法式》所载的这个时期应用和发展的梁柱式构架者两种形式:一种是内外柱同高或内柱稍高,内外柱均为斗拱;一种是内柱升高至檩下,内柱不做斗拱。这两种形式是对唐宋木构的总结,也为明清木构发展打下了基础。  我国古代木构架,很早就出现了三角形结构。在辽、金建筑中应用叉手、斜撑的例子很多,如应县木塔、朔县崇福寺观音殿等,也突破了传统的框框,有所创新。金代建筑中,减柱和移柱的作法比宋代又前进了一步,这也是对传统木结构技术的突破和发展,进而开创了“头额”结构技术。  宋代砖塔结构在唐塔基础上作了较大的改进,反映出它的技术进入了新的阶段。宋塔除大多数仍用黄泥外,个别已用白灰砌筑,高度可达 80米以上,大大超过了唐塔的规模。特别是塔身将空筒式、木楼层的结构改为塔壁及楼层、梯阶全用砖砌,使塔成为一个整体。宋塔改进了唐塔结构上的弱点,看重加强塔身的刚性,如开封开宝寺塔、定州开元寺塔。此外,南方地区砖木混合塔也很多。  琉璃制造是我国独特的技术,其制造技术在唐代已经成熟,宋代琉璃瓦的应用更多,但仍主要用于屋脊和屋面边沿,既重防水,也重装饰。  石构建筑也是我国古代建筑中的一部分,有石窑、墓室、塔、桥梁等石构建筑。我国宋代的石工技术有较大的发展。在一些宽阔的水面上,出现了跨梁式石桥。如福建泉州的洛阳桥、安平桥、金鸡桥等。宋代以后又普遍出现了多跨连续拱桥,以北京芦沟桥最为典型。宋代的石塔是一种高层建筑,形式上仿木构楼阁式。在木构建筑需要重点防潮、防腐的部位,一般也都采用石材,如宋太平兴国七年(公元 982年)建造的苏州寿宁万岁禅院大殿,尚存有青石雕刻精美的石檐柱、石础等。另外,作为我国古代伟大工程之一的海塘,在北宋开始用巨石砌成。  (二)木结构建筑技术  木结构建筑,就是以木材构成各种形式的梁架作为整个建筑物的承重结构主体。墙壁只起围护作用,不承担荷载。古代世界上有许多民族的建筑,起初都经过木结构阶段,随后就逐渐转向砖木混合结构或砖石结构方向发展。但我国的古代建筑却一直沿着木结构为主的方向发展,在世界古代建筑中独树一帜,取得了木结构技术的高度成就。这与我国漫长的封建社会自给自足的自然经济的特点是分不开的。木结构建筑对于农民、手工业工人而言,便于储备材料,有易于施工、扩建,能适应山区地形等优点,所以它成为我国古代建筑的主流。  1.宋代的木结构  我国宋代元符三年(1100年)颁布的《营造法式》,在建筑技术发展中占着重要的地位,它对我国古代长期的建筑实践做了比较全面的技术总结,尤其是木结构中模数制的确定,对以后建筑影响至深。《营造法式》中对材契的运用范围更加广泛,更便于设计施工质量的提高。宋代的木结构建筑,多属于梁柱式结构系统的殿堂式和厅堂式,比隋唐又有许多改进。建筑造型比唐代更富于变化,到南宋末年,柔和绚丽的建筑风格已成为宋代建筑造型的显着特征。  宋代建筑在平面柱网布置方面有所改进,开间的尺寸明显增大,这说明宋代匠师对木材力学性能较前代有更深入的了解。还多采用了“减柱”手法,除周围的十二檐柱外,大多数减去前边的两根金柱,扩大室内使用空间,保留的后边两根金柱中间砌以扇面墙,使小殿显得比较宽敞,保留的柱子与周围檐柱仍是纵横成行。晋祠圣母殿的前廊,四根老檐柱不直接落地,在平面上也呈减柱式样。另外,在河北省正定县隆兴寺的转轮藏殿最早采用了“移柱”的技术,由于转轮藏置于室内正中,转动起来与室内纵横成行按柱缝排列的四根金柱要发生冲撞,为此,底层的四根金柱分别向外侧移动。  宋代木构架的式样向多样化发展,《营造法式》将当时的木架分成殿堂式、厅堂式,柱梁作三大类型。木构梁发展到宋代,与隋唐时期相比技术更加完善,主要表现在柱框刚度增加,拼合物件出现,大木构件的艺术加工更加精细等几个方面。  对宋代现存的木构古建筑的考察发现,从北宋开始,在柱头上加“普拍枋”的逐渐增多,在柱框的顶部用一圈普拍枋联成一道木质的“圈梁”,与现代建筑结构中的结构原理相似,普拍枋相接之处用比较复杂牢固的榫卯联结。转角处在角柱顶十字相交,上下扣榫出柱头,各个柱头利用柱头的斗拱穿过普拍枋插入大斗底,将柱头、普拍枋、大斗联成一体使之不能轻易移动。额与柱相交,出现了《营造法式》所绘的梁柱对卯的新式样,“藕批搭掌,萧眼穿串”,比原来的半榫入柱的办法坚固得多。宋代建筑中,大多数阑额至角柱伸出柱外,上下刻半榫搭交,比唐代不出头的做法有所改进,增加了阑额转角处的固结和稳定性。我国古代木构建筑中外檐柱子不是垂直的,而是微向里侧倾斜,约为柱高的百分之几。周围的柱子都向内倾斜,这种做法称作“侧脚”。建筑每面的柱子,自明间开始向外至角柱逐渐升高,这种做法叫做“生起”。虽然隋唐、五代时就已出现,北宋建筑中更加重视强调柱侧脚与柱上起的作用。由于这两种技术措施都可产生整体建筑的重心向内的作用,对增强整体建筑结构中柱框的刚度是有益的,因此在宋代的建筑中被普遍采用。  宋代出现的新结构是拼合构件,其主要目的是为了节约木材,用小料拼成大料,常用的有拼合梁和拼合柱。常见的拼合梁在大梁上加“缴背”,用来补救大梁断面不足。两根构件一般用木榫相联,缴背分担部分荷载,减轻下面大梁的负担。《营造法式》卷三十所绘的两拼柱或三拼柱,一般每根用2—4块木料合成一根整柱,各块木料之间的内部用“暗鼓卯”和“楔”,合缝用铁鞠,表面另以“盖鞠明鼓卯”盖面。浙江宁波保国寺大殿共有十六根柱,表面围成八个连续的圆弧,形似瓜瓣称为“瓜棱柱”,过去以为是一根整木料砍制成瓜棱状。1975年维修时发现,外檐 12根柱为整根木料制成的,殿内 4根金柱是拼合柱,其中 3根是用 4条圆木相拼,拼缝处各贴 10根“瓜棱”;另一根中心是整根圆木,周围用 8根半圆枋木贴成瓜棱柱;这根柱由9根木料拼成。  宋代斗拱的发展,从总体式样到细节,都继承了唐代风格,但也出现了一些新的变化。首先,斗拱结构在整体木构架结构中所占比例逐步缩小,改变了唐代建筑整体造型头大身短的现象,斗拱的装饰性能逐渐增强。  宋代的木结构建筑中值得一提的还有“虹桥”。它是一种独特的木拱桥,据《渑水燕谈录》记载,“垒固巨石其岸,取大木数十相贯,架为飞桥,无柱,至今五十年桥不坏”。在宋代画家张择端的《清明上河图》中,也忠实地描绘了这种木桥的结构。虹桥是一座单跨木拱桥,跨径约 20米,拱矢约 5米,桥宽 8米,拱券高度薄,配以丹饰栏杆和两岸桥头的华表,整体造型轻盈若长虹当空,桥拱主要部分为 5根拱骨互相搭架,每根拱骨搁于另 2根拱骨中部横木上。单独一片拱架不能站立,至少须有两片拱架用横木联系起来。横木除了支撑联系的作用外,同时又是拱架分配力量的关键,在各节点上使用类似“铁马”的铁件把下缘的拱骨和上缘的拱骨联成整体。这样又以利用拱骨密排的挤束作用,达到限制结构几何变形,具有现代结构中纵横联结的作用。  虹桥的外形虽是拱形,结构的组合仍是以梁交叠而成,称作“虹梁结构”,不仅造型优美,而且构造简便,整体骨架有纵横两种构件,纵横搭置,互相承托,具有简单梁的特点。构件类型少,形体简单,加工简易,构件之间比较容易连接。虹梁结构的另一大优点是用短构件建造大跨径的构造物。  从《清明上河图》中所绘比例分析,每个纵向构件长约 8米,与桥宽相等,就是说全桥主桥所用大木,是用若干 8米长木料支起跨径 25米的大桥。虹桥的结构坚固,寿命一般在八九十年以上。900多年前的木桥能达到如此长的寿命,可见结构的坚固性是相当强的。  2.辽代木结构  游牧时期的契丹人月朔旦都要东向拜日,以东方为尊。所以,辽王朝建立后,兴建的某些建筑群都采取了这一朝向。辽代的木构建筑物多出自汉匠之手,其建筑技术手法,保留着不少晚唐五代的传统。  对于单层檐的建筑,门是主要的出入孔道,因此,门的平面柱列往往是前后三排,即两排檐柱,一排中柱,其柱架侧样,多属于三柱一梁型。如蓟县独乐寺的山门,宽三间,进深二间,两排檐柱一排中柱,按《营造法式》称为“分心柱”,共用柱 12根。12根柱子,柱头内外等差,檐柱侧脚显着,柱头之间以阑额相连,各柱头上施硕大斗拱以承梁架。山门的梁架以四椽为主梁,以平梁为上部次梁,主次梁梁头各承圆型断面的檩条,前后各 5件,但柱头枋不施圆檩,脊檩下不用蜀柱直把,而以叉手斜支,这些都反映了当时建筑技法的特点。  单层单檐的佛殿,按结构形式分,有二柱一梁型、三柱二梁型、前后对称四柱三梁型、前后不对称四柱三梁型几种。前二者都使用在辽代的小型佛殿上。有些佛殿显示出一些特殊的斗拱作法,如易县开元寺观音殿的外檐柱头辅作,在华拱与栌斗之间添了一层替木,同时,在跳头上不施令拱,华头直托替木及其上方的撩檐。大同下华严寺薄伽教藏殿是前后对称四柱三梁型的具有代表性的实例。该殿面宽五间,进深八架椽。殿内共用内柱 10根,明间用前后金柱各一件,到了梢间,则在前后金柱间又加分心柱一件以增强承受上部荷载的能力。内外柱同高,是辽代前期建筑的一个特点。新城县开善寺大殿也是辽代的遗物,它的梁架斗拱与大同下华严寺薄伽教藏殿有许多相同之处。但该殿殿内只见 4根内柱,显得很宽敞,内柱排列也不对称。这是因为殿内群像繁多,需要减柱或移柱的作法,以扩大瞻仰礼拜的视野范围。明间的两缝柱采用了“四椽柱对乳栿用三柱”的侧样,而次间两侧却使用通檐六椽栿下加支柱的办法以承传上部的荷重。  义县奉国寺大殿是辽代大型佛殿建筑的代表作,它在柱网装置、用材尺寸的选择及梁架结构上有突出的技术成就。辽代匠师从实用出发,在中央七间的前槽和内槽各减去内柱 12根,共用内柱 20根,突破了匀齐对称的传统习惯,使殿内有一个相当开阔的空间。辽代的工匠还将 30多种用材简化为 7种标准断面,多采用 3∶2或 2∶1的断面比例,用材经济合理。它的梁架结构为四柱三梁式的厅堂构架作法,采用了内外柱不等高,前后槽内柱又不对称的排架方式,在横向、纵向的结构方面出现了一些新的作法,结构形式已趋向简化。斗拱只在外檐部分和梁的交结点上使用,已退居次要地位,不如独乐寺观音阁等辽代早期建筑那样重要了。这是古木结构中一个很大的转变,这一简化结构的趋向给后代的辽金建筑带来了极其深刻的影响。  辽代的多层檐的建筑,最富有代表性的是建于辽统和二年(公元 984年)的天津蓟县独乐寺观音阁,和建于辽道宗清宁二年(1056年)的山西应县佛宫来的释伽塔。  独乐寺观音阁是一座三层的木构楼阁,通高 22米。阁中央有一座高 16米的观音像。观音阁全部结构、梁枋、斗拱不计千数,层栌叠架,结构精巧,工匠们采用了 6种标准截面,为设计、施工和估料提供了方便条件。这是辽代建筑技术的一项重大成就。梁枋采用的截面比例,高宽比接近 2∶1,不仅能保证刚度,符合现代材料力学的原理,而且又节省木料,经济合理。这也是一种成功的经验。  观音阁的柱网布置采用内外两环的配置方法,外檐柱 18根,内柱 10根,构成一个大圈套小圈的双层柱网平面。殿面东西宽 20.20米,南北深 14.2O米,宽深高进,比例适度,重心稳定。观音阁高三层,外观两层,重檐九脊顶,中间是平座暗层。使用内外两槽构架和明栿、草栿两套屋架。整个构架,从下至上由三个结构层叠而成。全部结构都是按水平方向分层制作安装的。同时内外柱略同高,而且柱身比例低矮,因此具有很好的稳定性,这一点保持了唐代的技术传统。三层梁柱构架都是由双层柱网所组成的。还广泛使用了斜撑作为加固构件,如使斜撑隐在墙中,增加了墙体刚度,防止框架变形,比砖墙不仅质量轻,而且具有弹性,有利于抗震,是辽宋木构楼阁中流行的作法。观音阁的各层柱子都有明显的侧脚和生起,在建筑物的稳定方面收到了良好效果。  由于观音阁内要竖立一个高 16米的泥塑像,需在中层(暗层)和上层的中心部位开出一个贯通上下的空中。因此阁门便开了两层井口,有可能减弱原有构架的稳体性和强度。中层的长方形井口容易变形,为克服这一缺点,上下二层井口相错配置,上层用一个扁平的六角形井口。由于上下层空井的形状不同,改善了受力条件,有利于防止空开的结构变形,而空中又是容纳塑像的空间,做到结构和功能的统一。这是多层结构建筑在技术上的突出成就。  观音阁的另一特点就是其斗拱的形式多样,或承檐,或承平屋,或承梁枋,或在柱头,或在转角,或在补间,内外上下,繁简不同,共有 24种之多。但结构功能明确,类型虽多却井然有序,并无杂乱之感。  山西应县佛宫来的释伽塔(又称应县木塔),是我国现存最古老、最高大的一座楼阁式木塔。它 900多年来经受过多次地震的考验,是我国古代建筑史上的一个奇迹。  应县木塔塔平面为八角形,底层直径为 30.27米,外观为五层六檐,全塔结构从下至上可分为基座、塔身、塔刹三部分。最下是砖石垒砌的基底,高 4.40米,塔身自基底至塔顶砖刹座下,全部用木结构,高 51.35米,砖刹座高 1.65米;最上是铁制塔刹,高 9.91米。木塔总高 67.31米,体形高大,结构复杂,轮廓优美,是一座典型的楼阁式木塔。它改变了隋唐以前的方形平面,使应力分布比较均匀,同时改变了中心柱的做法,采用连结内外槽柱所构成的筒型柱架的结构方式,这既争取了中部空间,便于布置佛像,也提高了抗弯剪的能力,使塔身更加牢固,是古代木结构发展中的重大进步。  木塔建筑在一个八角形的夯土心的砖石基座上。在其上布置有内槽柱、外檐柱以及副阶前檐柱。所有的柱子用梁枋连结成一个筒型的框架,塔身底层的内槽和外檐角都用双柱,并砌在 1米厚的土坯墙里。墙的下部是砖砌裙墙,裙墙和土坯墙体交接处垫木枋一层以防潮。转角增设一柱,可以减少梁柱和柱头斗拱交接处的剪力,增加构架的稳定性。柱间用厚墙填充,可以防止构架的扭曲,提高坚固性,保证结构的稳定性。  底层以上设平座夹层,再上是第二层,二层上又设夹层,一直重叠到五层,各层柱子衔接而上,每层外檐柱都和它下面的平座层柱同一轴线,都比下层的外檐柱向塔心退入约半柱径。平座层外柱则立在下层斗拱所挑承的梁上。这使塔身曲线优美,结构合理。整体上看下大上小,也正是结构稳定性的要求。而内槽柱,根据力学要求,把上下各层柱放在同一个轴线上,并使8根轴线都略向塔心倾斜。这座木塔构造上最大的成功之一,就是合理地解决了水平荷载问题,使它能够经受长时间自然力的侵袭。为了抵制风力和地震横波的推力,防止水平方向的位移和扭动,在木塔上使用了大量的斜撑固定复梁。这些撑杆和复梁的组合体,性能上分为两类,一类能使平座内槽系统和外檐系统各自加大它们的稳定性,另一类能使内外两层系统保持它们的相对位置。这些结构构成整体空间系统,一经受力,各构件都可联合作用。平座夹层的结构是用斜撑和梁柱组成的一道平行桁架式的圈梁。在这个券梁的内环上,又叠置由四层枋子组成的一道牛干式的圈梁。整个夹层成为一个牢固的构架,在五层塔身中,间隔均布了这样四道刚性构架。在外观上,夹层成为一个牢固的构架,这也就是应县木塔经受了 900多年的风风雨雨,地震灾害,仍然巍然屹立的原因。  在应县木塔的五个楼层上,内槽柱里的中央空间供奉佛像,内槽和外檐柱之间供人通行,因此不设斜撑。塔的四个正方向各面三开间,中间辟门。壁外平座设阑干形成周围挑台,供人凭眺。在四个斜方向上,两层间的柱间原有剪刀撑,封上荆笆抹泥墙。这是出于结构的需要,同时在建筑构图上,和四个正方向的门窗隔扇形成虚实的对比,颇为得体。塔里扶梯的设计,既考虑上下交通的实用要求,又兼顾结构的合理性。为使扶梯坡度不致太陡,每层都分作两折而上,利用平座夹层做休息板。由于夹层中每在楼梯处都不能安置斜撑,因而形成结构上的弱点。为使弱点分散,扶梯每隔一面安置一道,采取塔身螺旋而上的办法。  在全塔的细部构造处理,如构件比例、榫卯搭接等方面,建筑手法很值得称道。以斗拱来说,由于作了因地制宜的处理,全塔采用了 60多种式样,按照不同结构构造的要求和材料的经济使用,灵活设计,既承担了结构任务,又美化了建筑外观,表现了古代工匠高超纯熟的技艺。  3.金代的木结构  1115年,东北地区的女真民族建立了金王朝。在建筑技术上,金代早期建筑受辽代影响较大。辽代一些建筑物使用内外柱不等高的八椽屋,金代的佛光寺文殊殿、崇福寺、弥陀殿也采用了这种结构形式;辽代的斜拱,到了金代更为普遍流行,而在同时的南宋建筑中却很少使用。金代的建筑技术受北宋影响也较深,如晋祠献殿等。  金代单体建筑的平面柱网与辽一样采用移柱、减柱的做法,由于柱数减少,梁架结构随之变化,建筑内部避免了雷同。由于采用了减柱、移柱法,立梁荷重不能直接传到立柱,常常是前檐内柱之间的大额要承受立梁传下来的巨大荷重。当时使用近似于桁架的大额解决承重问题,如朔县崇福寺弥陀殿,它使用了上下两根横枋,斗子驼峰,以及约 45°的斜材(叉手),共同把主梁的荷重向金柱传递。为了降低横枋端部的剪力影响,柱上端还加用两道悬臂梁,承受在横枋与金柱之间。尽管这种横枋结构还不是完全的桁架,但 800年前的金代出现了这种实例,是木结构技术发展过程中的一种创造。  (三)砖结构建筑  与木结构相比,我国古代砖结构建筑处于次要地位,但仍取得了很高的成就。南宋时我国南方不少州府已有砖包砌的记载,据陆游《入蜀记》所述,南宋已开始出现全部用砖砌筑的建筑。  经人工烧制的砖,强度、耐磨、耐水性等方面大为提高,最早应用于古代建筑中耐磨和防水的部位,在基葬中也长期被运用。叠涩结构的砖顶结构最早产生于东汉,它保持了拱壳结构的外形,采用逐皮砖面成水平逐层出挑的砌法,较拱结构施工简单得多,这种叠涩结构唐、宋、辽、金代在砖基、砖塔上长期应用。南宋时,砖筒拱结构开始在城门洞上出现。  砖塔是我国古代主要的高层砖结构工程,有些砖塔高达 60—80米,经历近千年风暴和地震的考验,仍巍然屹立,表现出砖塔良好的结构性能,是我国古代砖结构技术的重大成就。五代末及两宋时期,是砖塔发展的全盛时期,出现了一批七、八十米高的大塔。现存我国最高的砖塔,是建于北宋皇佑四年(1052年)的河北定州开元寺塔(料敌塔)。  塔是随着佛教传入而出现的。有实心和空筒之分。我国的塔与佛教教义和印度型塔又略有不同,有登高了望的要求,这就必须对塔的结构、梯级、走道、门窗开口方式等提出一系列的改进。砖塔代替木塔逐渐占主要地位,耐火是一个重要原因。砖塔内的梯级、楼层也逐渐由砖石材料代替木料。  空筒结构的砖塔,就是用砖砌成很厚的壁体,中心形成一个空筒。宋时,还是有一些空筒结构的塔,用砖壁、木楼层。由于塔内净空间有限,木梁足以胜任负荷。由于木料易燃易朽,五代末开始尝试用砖料代替木料做梯层和砖阶,砖阶梯下面必须有承重的砌砖实体,因此它的结构方法对塔体结构有极大的影响。现存最早的砖阶梯实物,是建于北宋太平兴国年间(公元 977—984年)的开封繁塔。它的底层墙体内,辟甬道形成阶梯达到上面。这种把阶梯甬道布置在外墙之内,随外墙的转折而转折的方式,称为“壁内折上”式。砖阶梯还有在塔心柱内开辟登塔的阶梯甬道的,称为“穿心式塔”,最着名的是河北定州的开元寺塔。这种塔的厚重的塔心柱,是塔结构的主干。外壁相应地减少了负担,可以做得较薄。内廊是为了登塔的需要而产生的,宽度不大,楼层可以用砖券或叠涩砖构成。砖阶梯还可以穿过外壁(而不是在外壁之内盘旋)开辟而成,称为“穿壁式塔”;此外,还有“回旋式”塔,全塔视作一个空心柱体,梯级在其中盘旋而上,甬道向外一侧的墙身上适当位置开窗口采光或通风。这种塔结构整体性好,纵断面积小,有利于抗风抗震。最着名的实例是开封佑国寺塔(铁塔)。  总而言之,宋代已经尝试和解决了包括阶梯、楼层在内用砖料的楼阁式砖塔的各种处理方法,并留下丰富的塔例。以后的元、明、清没有更多的增添。宋代是古代砖塔技术成熟和高峰的时期。  砖木混合式塔,是在砖砌的塔身上,加有木构的塔檐和平坐,其顶端用木刹柱,底层一般有木构的围廊。塔身模仿木构的柱、枋、窗棂等形象,使塔的外貌给人以木构的形象。这种塔的结构要点,在于解决木料和砖的结合。宋代时砖木混合塔在华拱断面尺寸、出跳长度、外檐、砖壁结构及墙面等方面,已经形成了一套比较典型的作法,明清多沿袭宋式。  实心塔,则是全部用砖砌出塔型,从外观看似一座楼阁,实际上是用砖砌成的实心体。在辽代将这种实心结构建成高大的塔,用来摹仿密檐塔和楼阁式塔。辽代的密檐塔的建造大量吸取了唐代的式样和风格,如辽代涿州普救寺塔、北京天宁寺塔等;而楼阁式的实心塔则与宋塔没有多大区别,如辽庆州白塔。辽代庆州白塔位于巴林左旗(林东县),有八角七层,塔下一个高基座,上再做一个扁座。第一层塔身每间均作三间,在中心处东西南北四面开假门,无门之处当心间设置棂窗,稍间雕出密檐小塔,其余部分为莲花纹飞天等。第二层以上各层,每间均刻出密檐小塔,塔刹部位用砖砌出一种小型塔,上端做金属相轮刹或用金葫芦刹。  辽代砖塔塔心内部构造方法是先砌外壁,接着将内部填砖砌平,逐层高起。考古证实内部砌砖没有严格的规律。此外,辽塔中因为雕刻的花纹多,常用磨砖对缝砌,加工细致,形象与尺度完全模仿木构手法,是砖工技术的一大进步。砖间多用白灰渗浆,内部结构全部用黄土泥浆。而塔身的半圆雕和浮雕、斗拱、柱子等都采用预制方法,事先进行砖制、雕凿、镌刻、磨制等加工过程。  古代的砖塔,都用砖砌出很厚的壁体,承受上面传递的压力。早期的塔壁构造从基础开始用砖砌壁体,直接从地面开始,不加基底。到了宋代,塔壁下部用砖基座或用石块砌筑基底。壁体表面砌砖方法,宋代主要采用一层丁头、一层顺砖、互相叠错的式样,也有顺砖连续交错砌筑,比唐代一层丁头,三层顺砖互相叠错又进了一步。为了稳定起见,塔壁越往上体积越小,塔身壁面随之向里收,产生了侧脚。宋辽时期砖塔仿木构外形,在塔身上砌出倚柱、梁枋、斗拱、门窗、浮雕等,这都增加了砌砖的复杂程度。塔身上的门窗在宋代多为隔层相错,这是为了避免在砌体上出现开口过于集中的薄弱部位,增加了塔身的抗震性。这种形式最早表现在建于北宋太平兴国七年(公元 982年)的苏州双塔。  砖塔,尤其是高塔的建造绝非易事,关键在于足以承受最大起重件重量的脚手架和有效的提升工具。施工的第一步是塔基,然后在基层面上划线定位,再划出塔身多边形的各角位置,开始砌筑。在砌筑中除了保持正多边形在逐层尺度缩小而分角不变外,还应保证各层的几何中心在同一垂直线上。古代砖塔的轮廓、各角的位置相当准确挺直,表现了古代匠师在校正技术上的水平。建造高塔用的脚手架本身,也是水平很高的技术。一般呈井状构架包绕塔身,并与塔身保持一定距离,避开出檐等突出部分,并随塔身向内倾斜,倚附于塔身。砖塔最困难的施工环节是安装木塔刹,因为一般来说塔刹是最重及最长的起重件。  由此可见造塔需要极其繁重的劳动和高超的技术,反映出我国古代劳动人民的勤劳和智慧。  (四)石结构建筑  石构建筑是我国古代建筑的一个组成部分,早在南北朝就已开凿石窟寺,到宋元时逐渐衰落。石构建筑在地下的有墓室,地上的有石塔、房屋和桥梁等。  宋代我国石工技术有了较大的发展,在一些宽阔的水面上出现了多跨梁式石桥,如福建泉州的洛阳桥。宋以后又出现了多跨连续拱桥,以金明昌三年(1192年)始建的北京芦沟桥最为典型。  石塔是一种高层建筑,在福建地区保留着不少宋时的遗物,形式上都属于仿木构楼阁式的,类型有设有塔室的小型塔、空筒型石塔和带有塔心柱的石塔等。  石构中还有石阚、经幢等建筑小品,介于建筑工程与雕刻艺术之间,多是仿木建筑,具有一定的艺术价值。在木构建筑需防潮、防腐部位,多采用石材。石材的构造、形式虽然往往受木构建筑的影响,但在结构上能符合石材的性能和力学原理。此外,石料的加工、雕刻技术表现出古代匠师们的高超技巧和艺术才能。  宋代石构建筑发展比前代迅速,有许多建筑为了永久性都采用石构件。在石料的开采上,除了用“火烧”办法外,火药的应用对开石也起了促进作用。在采石地区以石梁为主,在非采石地区,则以采用小料的石拱为主。  1.石塔及石幢、石亭  宋代的石塔建筑达到极盛时期,今存最古最大的石塔都是这一时期的作品,其中首推福建泉州开元寺双石塔。  泉州开元寺双塔,东称镇国塔,西为仁寿塔。东塔始建于宋嘉熙二年(1238年),高 48.24米,前后 12年完成;西塔始建于宋绍定元年(1228年),高 44.06米,10年完工。两塔平面八角形,五层,各层塔第八隅列圆柱,上施阑额;柱之间为门或窗及梯柱等;阑额之上出双抄斗拱以承檐。各层腰檐以上为勾阑无平座。内廊出华拱两跳承枋,用以联系塔中心柱与塔壁。此二塔形制大致相同,结构上完全模仿木结构。西塔内部的石梁枋,皆作刀梁形,较东塔更像木构。  这两座塔虽为国内最高大的石塔,但就结构而论,所用石料并不大。倚柱用数段拼接,塔壁以横条石与丁石互砌。因此该塔之塔心柱与塔壁,据考察为“双轨”造,类似于空斗砖墙,不是实砌。这样不但减轻了塔身自重,在砌垒时亦平整妥贴。在转角处皆用搭角交接以增强联系,使成为整体。这时的石面加工,已能用水磨光,表面平洁,砌缝严密。  现存的宋代石构除石塔外,还有多处石幢。宋代石幢结构比唐代层数加高,施工技术中吊装和胶结技术更为提高。最着名的有赵县经幢,高 15米有余。而石亭建筑,完全仿木结构,如江西庐山万杉寺南的宋石亭,全部用花岗石造,亭平面方形,上有四角攒尖顶,仿木结构形式。亭四角用八棱柱,上与檐额相连,下贯地,再加有普拍枋,完全是木结构的形式。石亭上有熙宁十年(1077年)的题纪。  2.石桥  两宋时期是我国古代石桥建桥技术发展和提高阶段。北宋虽然石料的开采生产技术有一定的提高,但建桥的数量和规模仍受限制。北宋时福建泉州建成的洛阳桥是我国桥梁史上的一个突破,它不仅达到一个新的长度记录,而且开创了在江河入海口建桥的先例。到了南宋,泉州由全国四大外贸商港之一上升到当时世界上最大的港口之一。由于商民往来、货物转运的需要,出现了大规模的民间造桥热潮。北宋泉州洛阳桥的建造,也为后来的造桥工程提供了宝贵的经验。  北宋泉州城东北洛阳江口的洛阳桥,处于从泉州北上福州,转从江西、湖北,抵达汴京(开封)的“官道”上,是南北物资必经之地。洛阳桥建于宋皇佑五年(1053年),完成于嘉佑四年(1059年),据当时记录桥长三百六十丈,宽一丈五尺,分 47桥孔,建造时间 6年零 8个月。  洛阳桥工程的最大困难是桥基的建造。桥址位于江海汇合处,潮浪夹击,流急水深。在这种困难的自然条件下,当时的桥工首创了现代所谓的“筏形基础”的新型桥基,就是在江底沿着桥梁中线抛大石块,并向两侧展开相当的宽度,成一横跨江底的矮石堤,以此作为桥墩的基址。洛阳桥的筏形桥基宽约 25米,长约 500米。  石堤刚筑成时,石块间仅靠自重互相叠压,联结牢度很差,经过长时间风浪潮汐的冲击,石堤各部分必然发生陷落、漂动等情况。在这样基础上砌筑的桥墩不稳固,需采取加固措施。当时又发明了“种蛎固基”的方法。  牡蛎是生殖在浅海区域、长有贝壳的软体动物,它的背附在岩礁上,与附上物相互胶结成一体,繁殖力很强。成片成丛的牡蛎无孔不入地在海边岩礁间密集繁生,可以把分散的石块胶结成很牢固的整体。“种蛎固基”就是利用这种牡蛎的大量迅速繁殖,把原来比较松散的石堤胶成牢固的整体。这一过程需 2—3年,这期间石堤经受浪潮的往复冲击撼动,乱石孔隙调整密实,使整条石堤达到相当稳定坚固的程度。这种方法后来还应用于加固桥墩。  洛阳桥的筑墩和建梁工程则是“激浪以涨舟,悬机以弦牵”。 ①前者是利用潮汐的涨落控制运石船只的高低位置,以便于石料的浮运、下卸、就位,和现代浮运架桥法基本相同;后者可能指当时的一种吊装设备。用这样的方法,将每块重达 20—30吨、共 300余块的大石梁和重达 10吨左右的几万块桥墩石条起架于洛阳江上,工作量极为繁重,从中也可以想见古代桥工付出的艰苦劳动。  南宋短短 150年间,泉州地区建造了几十座大中型石梁桥。泉州的桥梁多出于外贸发展需要而建造,目的是为了尽量使各个港区、码头与泉州联系紧密,往来便捷,所以桥都是近海、靠海甚至伸入海湾。这样的桥就势必要造得很长,南宋泉州桥梁之长和长桥之多是一大特点。  安平桥是泉州长桥中的代表,以“天下无桥长此桥”闻名。该桥跨越于安海港海湾上,连接东边的石牛镇和西边的水灵镇。桥长据当时记载为 811丈,362跨,超过五里,又名五里桥。桥上设有五座亭子,供过桥行人休息,中间一座称为“水心亭”,是两县的分界处。这是我国古代历史上遗留下来的最长的一座桥。其他的长桥还有盘光桥、无尾桥、泉州南门外的玉澜桥等,可惜已倾毁无存。  由于是近海建桥,水底泥沙受浪潮冲击,经常漂移集散,很不稳定,难以采用围堰筑堤、抽水筑基直达水底岩层的作法,多采用筏形桥基的形式。南宋所建金鸡桥桥基,称为“睡木沉基”,是另一种筏形基础。筑基的方法是先在潮落水枯时,将墩基泥沙抄平,然后用几层纵横交错编成的木筏固定在筑墩处的水面,再在木筏上垒筑墩石,随墩石逐层增高,分量逐渐加重,木筏逐渐下沉到水底。解放后在金鸡桥位上修筑水闸时,挖开旧桥墩,发现了“睡木”桥基。这是用几十根 5—6米长的松圆木一层横一层纵编成的两层木筏,面积达 30平方米。利用这样的木筏作基,一方面使石墩下传的巨大压重得到大约一倍于墩身平面面积的河底来承受;另一方面对河底大片泥沙起到压实、固定作用,都对桥墩的稳定安全有利。这是继洛阳桥的长条石堤式筏形基础后的又一项可贵的创造,比石堤式筏形基础工程量减少很多。  泉州当时建的桥都是石墩桥,而不是石柱桥。这是由于石柱桥的柱式结构过于单薄,难以抵抗猛烈冲击。泉州的石墩桥又与其他地方的形式有所不同,是用整条大石,一层纵一层横垒置而成,不用胶结,构造简单,施工快捷,压重大,整体性好,可以很好地对付水流冲刷和浪潮拍击。  我国南宋时期以后,拱式桥也有很大发展。最为着名的是北方金代的芦沟桥和南宋的宝带桥。  芦沟桥是现存最早的连拱石桥。它位于北京西南 10公里,跨永定河,于金明昌三年(1192年)建成。全桥 11孔,每孔跨距约 16米,桥身长 212米,连桥长 265米,宽约 8米。芦沟桥位于后代金、元、明、清的都城近郊,车马行人频繁。桥的结构坚密,尺度宏伟,早已闻名中外,成为北京近郊的名胜。芦沟桥所采取的砌拱方式,不同于赵县安济桥的并列拱,而是券石横向成列的横联拱,这种拱券的整体性比并列拱好,荷载传达分布更为均匀,没有向外分离崩裂的可能。由于各跨距离相近,各拱矢高大致相同,在拱背填平之后,桥面坡度平缓,可以行车。  苏州附近运河支流澹台河上所建的宝带桥,全长 317米,是我国最长的连续拱桥之一。它重建于南宋绍定五年(1232年),明正统十年(1445年)曾大修。全桥共 53孔,跨距除三孔外,均为 4.6米左右,保证了桥面平坦。位于主航道的三孔,中间一孔跨距 7.45米,两旁各 6.5米,桥面至此有一斜坡。在最大桥孔处,运河船只放下桅杆即可通行。桥宽 4.1米。除了人行交通外,主要是纤道用;由于纤挽所需,桥两侧不设拦板。石拱券由一般纵向并列石条与一条横向石条(锁石,与桥宽等)相间砌成。这是南宋以来江浙一带常见的砌拱方法,不仅用于石桥,也见于石拱门道。这种砌法可减少石料整形修边的加工工作量。另外,宝带桥的桥墩比较单薄,属于柔性墩。这种墩的好处是减少阻水面积,节省石料用量。  梁式桥在各地均有建造。着名的有绍兴八字桥,建于南宋宝佑四年(1256年),特点是引桥与桥身垂直,沿河岸延伸,不致截断沿河道路,因布置方式类似八字而得名。  总之,宋以后石桥逐步取代浮桥和木梁桥,成为桥的主流。  3.石海塘  最早的海塘是沿海人民为保护农田发展生产修筑起的简陋海堤。我国早在汉代就已大规模地兴筑海塘。据宋《咸淳临安志》记载,五代钱鏐(li ú,音流)筑海塘之前,土塘建筑主要是“版筑法”。钱鏐之后,虽仍有不少海塘为土塘,但已开始了石塘的历史。石海塘建筑技术之一的竹笼法,就是实石于竹笼,筑成海塘,临水处再打上高大木桩。《咸淳临安志》中所说“造竹笼,积巨石,槛以大木”,就是指这种方法。据《宋史·河渠志》所载,在宋大中祥符七年(1014年)石笼法仍在采用,未被新的方法代替。  但竹笼长期浸在水中,日久要朽坏,每隔 2—3年必须修塘一次。北宋时屡次修筑钱塘江北岸洪塘,起初还用竹笼法,后来发明用巨石砌成海塘。景佑年间(年)张夏作转运使,专门采石在杭州六和塔至庆春门一带修筑海塘,这是钱塘江上最早的石塘。庆历元年(1041年)又筑石塘 2200丈。  单纯的石塘内侧的土堤不厚,不易牢固。如果在石塘内侧厚筑土堤,大条石依靠土堤,就不容易晃动,海塘也比较安全。在庆历元年就出现内侧实填黄土堤的石塘。  宋庆历七年至黄佑二年(年)王安石任鄞县(现宁波市)知县。在领导修筑海塘时有所改革,石塘的临潮面用坡陀形而不是垂直面。对于坡陀形海塘,海潮的水平冲击力在坡陀形塘面分解成平行于塘面和垂直于塘面的两个力。而海塘临潮面坡度越小,潮汐对海塘正面冲击力量就越小,海塘就越安全。坡陀法的采用是一大进步。明、清以后砌塘法有了很大改变,但潮面成坡陀形作为先进方法一直流传下来。  (五)建筑材料的加工、制作  建筑材料的发展水平是建筑技术发展水平的标志之一。天然材料以木材为主。宋以后,石材的生产、加工效率大幅度提高,为建筑上广泛采用石材创造了条件。人工建筑材料方面主要是陶质建筑材料,有砖、瓦之类,其次是石灰,主要用于粉刷墙壁、胶结砖砌体、配制灰土基础等。宋以后石灰的运用逐渐增多,宫殿内的粉刷材料渐渐为石灰所取代。  我国古建筑以木构为主,木材的采伐加工技术历史悠久。宋代的《营造法式》与木材加工有关的有:大木作,小木作,雕作,旋作,锯作等描述详细,并规定有用料功限等。  宋代采石生产效率的提高与火药的发明应用是分不开的。据考证,宋代泉州石桥上的石材有应用火药的痕迹。古代用黑色火药对石材开采起震动作用,这种黑色火药用木炭、硝石、硫磺的细末混合而成,威力小,气体发生速度慢,适合开采大块料石。宋代的石材加工按《营造法式》有打剥、细漉、褊棱、斫砟和磨硥等工序,此法现在南方(苏州一带)石工仍在使用。  砖是古代重要的人工建筑材料,从春秋后期应用就开始逐渐普遍。宋代以前砖的规格还不统一。《营造法式》对制砖技术进行了总结推广,对功限、用途及砖的规格尺寸做了统一规定,使大规模的建筑活动有了方便的条件。宋代制砖基本已不再压纹饰。当时宫殿铺地方砖和砌筑条砖都要经过研和磨,这就是后世所谓的“磨砖对缝”。制砖技术发展到宋代已达到成熟水平,宋之后砖的使用范围和生产数量都是空前的。  瓦是重要的屋面防水材料,它有效地解决了屋面防水问题。最早源于西周,秦汉极为兴盛。《营造法式》中记述了完整的瓦作制度和窑作制度。宋辽金时期,瓦在民间建筑中得到较普及的推广。从北宋的画卷上可以看到我国古代灰陶瓦发展的最后面貌。  焙烧是砖瓦生产的重要环节。宋代的砖瓦焙烧技术已是集大成的时代。由宋《营造法式》的窑作制度看,当时焙烧砖瓦的主要燃料是低质的芟草。宋代砖瓦同窑合烧“搭带烧变”,反映出当时已能利用窑室中各部分温度的不均匀来使砖瓦一同烧成,简化生产工序,避免了“欠火”和“过火”,大大缩短了生产周期。宋代在具体烧法上充分了解砖瓦坯焙烧的变化过程,对“烧变次序”有严密合理的规定,准确地应用了氧化、还原、渗碳等方法。在宋代半连续的龙窑已经应用在陶瓷的生产上,但在砖瓦窑上并没有得到应用。  另外,特别值得一提的是琉璃瓦的使用,这是我国古代建筑的重要特征之一。在宋代已出现整体建筑使用琉璃构件,如河南开封的“铁塔”,就是宋代所建琉璃塔,以琉璃赭黑色远看似黑铁而得名。《营造法式》对琉璃制作工艺有很详细的记录,一般要制胎、预烧、挂釉,然后放入烧色窑中进行第二次焙烧。  (六)李诫与《营造法式》  李诫的《营造法式》是我国流传至今的第一部最完善的建筑技术专着。这部关于建筑设计、施工的典籍,性质类似现代的设计手册加建筑规范,是我国最早有关于劳动定额的科技着作,是研究宋代建筑的珍贵文献。  李诫,字明仲,郑州官城县(今河南郑州)人。生年不详,逝于大观四年(1110年)。他出身于官宦之家,祖父在祠部掌管庙祭、卜祝、祠祀,使他从小就有较多的机会接触古代的庙宇宫殿。他曾随父亲生活于西安、成都、洛阳、郑州等古代名城,很早便受到古代官式建筑的熏陶。李诫于元佑七年(1092年)以承奉郎为将作监主簿,开始了他管理建筑工程的生涯。崇宁元年(1102年)升任将作监,主持国家的建筑工程工作,因设计管理之功屡次受到封赏。他主持设计和修建的大工程有五王邸、辟雍尚书省官衙、龙德宫、棣华宅、开封府、太庙及钦慈太后佛寺,因建筑设计与工程管理上的成绩,在将作监连升十六级。  绍兴四年(1079年),他奉诏重修《营造法式》。他早在长期的建筑设计与施工实践中就积累了丰富的知识、经验。除了运用自己的知识和经验外,还潜心研究古人经验,并“勤匠人逐讲说”,收集能工巧匠的成功经验,集思广益,总揽古今,于元符三年(1100年)撰成《营造法式》,崇宁二年(1103年)颁行全国。它是我国古代建筑史上的光辉着作,标志着我国古代建筑设计和技术发展到一个新水平。  《营造法式》全书三十四卷,357篇,3555条。除诠释名称的二卷 238条外,其他 308篇、3272条都是来自工匠的相传并经久可以行用的方法。  第一卷“总释上”、  第二卷“总释下”都是根据《周易》、《考工记》、《尔雅》等典籍诠释建筑物(宫、殿、阚)及其构件(如栋、壕、椽)的名称及几何图形计算。其余各卷包括壕寨、石、大木、小木、彩画、砖、瓦、窑、泥、雕、施、锯、竹等各作制度,以及施工的功料、定额和各种建筑图样。第三到十五卷是 13个工种的制度。  第三卷是壕寨制度和石作制度。“壕寨”是指地基、筑墙等土石方工程;还记述了工程中取正、定平的工具(景表版、望筒、水平真尺等)及其使用方法。“面作”是讲述殿基、台阶、柱础、石栏的作法和雕刻,其中造石的 6道工序、雕镌的 4种制度、11种花纹类型和27种石工建筑的标准尺度、打造方法、砌置技术等,是宋代石工技术的重要成就。  第四卷到第五卷是“大木作制度”,对各种建筑物的梁柱、斗拱、檩椽的选材规格、加工、安装和挑檐、举折的尺度、方法等进行了详细的叙述。  第六到第十一卷是“小木作制度”,首先讲述了门窗、栏杆、照壁等装修技术,然后讲解庙宇寺观内佛、道二教的神龛和经卷书架的装修技术。  第十二卷是“雕作”、“旋作”、“锯作”、“竹作”4种制度。前 3种讲解了木料的加工方法,后者讲述了竹材的选择、分类和编织方法。  第十三卷是“瓦作”、“泥作”制度。“瓦作”分“结瓦”、“用瓦”、“垒屋脊”等,叙述瓦类尺寸、等级和用法;“泥作”分“垒墙”、“用泥”、“画壁”等,讲解抹、刷、垒砌的技术与规定。  第十四卷是“彩画作制度”。首先记叙彩画的绘图、颜料的配制法则和使用方法;其次按不同部位、构件和等级,讲解不同图案的画法和各种题材的构图。  第十五卷是“砖作”、“窑作”两种制度,前者讲砖的规格与砌法;后者记叙砖瓦琉璃等的规格、制作和垒砌方法。  《营造法式》编着的目的是为统治阶级管理的需要,是作为朝廷法令性典籍颁发的。它用了十三卷的篇幅规定功限和料例。如把各种建筑构件的加工,按工艺技术的难易程度和劳动量分作上、中、下三等;根据木材质地软硬程度不同、物资运输距离的远近、河道驳运、分顺流、逆流等不同,用功量也不同。这些计功数值相当苛刻,反映了封建统治者对劳动工匠的压迫和剥削。  第十六到二十五卷是按照各作制度的内容,规定了各种劳动定额和计算方法。第十六卷是壕寨、石作的“功限”,有关台、城、墙及柱础、角石、地面石等的劳动定额;第十七至十九卷,是“大木作功限”有关各类门、壁、帐等的劳动定额;第二十四到二十五卷,“诸作功限”,有关于“雕木作”、“锯木作”、“彩画作”的劳动定额。  第二十六至二十八卷是“诸作料例”,规定了各工种、各构件的等级、大小所需材料的限量。  第二十九至三十四卷是“诸作图作”,图样包括测量工具、地盘平面图、柱架断面图、木构件详图,各种雕饰以及彩画图案。  全书内容按照释名、各作制度、功限、料例、图样五部分写成,极有条理。《营造法式》一书最杰出的成就在于它根据前代经验,总结出一套木构架建筑的“材、分”模数制。“材”分为“单材”、“足材”。“单材”是斗拱或木方的断面,高十五“分”,宽十“分”;而“足材”的断面高二十“分”,宽十“分”。“单材”与足材之差为“楔”,高六“分”,宽四“分”。“材”分成 8个等级,可以按殿、堂、榭的种类和规模选用。只要选定了某种材,殿、堂、榭的总体尺寸、构件长短、屋顶坡度等尺度都可以按选用材的“分”数做基数,通过书中规定的比例关系推算出来。“材、分”模数制中,“材”是 8种规格的结构枋木,又是建筑物结构设计中运用的 8种模数,而“分”是它的分模。“楔”是补充模数,是以“材”、“分”为依据的。这样,殿、堂、榭等建筑物的各种尺度便可用多少材、多少分、多少楔来表示。  “材、分”模数制体现了宋代工匠在力学方面的高度成就。它所规定梁的矩形断面都具有 3∶2的高宽比,完全符合现代力学的原理。《营造法式》将梁断面高宽定为 3∶2,是结构力学发展史上的重大成就。伽利略在 5个世纪后,才明确地得出了梁的强度与梁的断面型式定量的关系。《营造法式》中表示构件的尺寸、构造方法一般用几材几楔。由于“材、分”模数制的实行和普及,在施工交底时,只要向工匠们讲明某一节点是几材几楔,就等于现代给出了具体的节点构造大样。“材、分”模数制还便于估工备料,更便于构件的分工制作与总体装配,保证了加工构件具有标准化的节点和准确无误的拼装,不仅简化了设计程序,还可提高施工速度,减少差错。它体现出了宋代木构架建筑体系的高度成熟。  此外,《营造法式》还总结了“素平”、“减地平”、“压地隐起”、“剔地起突”4种雕刻技法,集中反映了北宋时期建筑雕刻技艺的成就。它所总结的技法,在现代依然运用。

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