云南彝族传统民居构造技术.docx

2005 年 3 月j 1x ian u n iv. o f a rch. & t ech.(n a tu ra l sc ience e d it io n )m a r. 2005云南彝族传统民居构造技术赵西平1 , 刘加平1 , 尚建丽1 , 赵方周2(1. 西安建筑科技大学建筑学院, 陕西 西安 710055; 2. 长安大学建工学院, 陕西 西安 710064)摘 要: 针对我国传统民居的主要结构形式之一 土2木构架结构体系民居可就地取材、建造过程简单、节能、利于基地生态环境的特点, 总结分析该类民居的建造习俗、墙体构造、结构形式、房屋定数及抗震性能等问 题, 从场地选择、地基基础、结构体系、建筑材料、细部构造等几个方面, 为进一步研究该类传统民居提供基础, 且随着研究的逐步深入, 将成为科学定量化标准的依据.关键词: 土2木构架; 彝族民居; 构造技术中图分类号: tu 241. 5文献标识码: a文章编号: 100627930 (2005) 0120040204the study on struc tura l techn ique s of the y im in or itys trad it iona l dwe ll in g sin y unnanz h a o x i2p in g 1 , l iu j ia 2p in g 1 , s h a n g j ia n 2l i1 ,z h a o f a n g 2z h ou 2(1. schoo l o f a rch. , x ian u n iv . o f a rch. & t ech. , x ian 710055, c h ina;2.schoo l o f c iv il, c h angan u n iv. , x ian 710064, c h ina)a bstrac t: a s fo r o ne o f th e m a in st ruc tu ra l fo rm o f c h ine se t rad it io na l dw e lling i. e. ramm ed ea r th 2w oo den f ram e bu ild ing is no t o n ly ch a rac te r ist ic o f acqu ir ing m a te r ia ls ea sily, ene rgy2sav ing, and sim p le co n st ruc t io n, bu t a lso coo rd ina te w ith th e eco lo g ica l env iro nm en t. t h is a r t ic le stud ie s and summ a r ize s th e exp e r ience s w ith th e bu ild ing co nven t io n s, w a ll co n st ruc t io n, st ruc tu ra l fo rm s, and bu ild ing m o du lu s, a s w e ll a s th e se ism ic co n st ruc t io n o f th is typ e o f ho u se. t h e re su lt s co u ld be u sed a s eng inee r ing gu idance and se rve a s standa rd s fo r sc ien t if ic quan t if ica t io n th ro ugh fu r th e r re sea rch e s.key words: ram m ed ea r th 2w ood en f ram e; y i m inor ity dw e l l ing s; cons t ru c t ion tech n iqu es土2木构架建筑, 将土与木构架巧妙地结合起来, 是传统民居建筑形式之一. 其特点是可以就地取材, 易于施工, 便于自建, 造价低廉, 冬暖夏凉, 节省能源, 耗水量小, 不释放有毒有害物质, 隔音减噪, 有 利于生态平衡, 建筑与自然环境融为一体, 所以在我国西部广大乡村地区仍然大量使用. 研究夯土建筑,对于保护和继承传统夯土民居建筑体系文化遗产, 满足人类居住返朴归真、回归自然的生理舒适要求,创造适应新时代的新的生态民居和安全民居意义重大.为保护金沙江、澜沧江、怒江流域自然生态环境和使该区域村民脱离持续贫困的原始耕作状态, 云 南省楚雄自治州永仁县扶贫办公室牵头成立了 (大姚县、永仁县) 易地扶贫移民搬迁指挥部, 从 2001 年 开始从大姚将移民分三批搬迁至永仁, 约 3 000 余户. 西安建筑科技大学、昆明有色冶金设计研究院结 收稿日期: 2004206203基金项目: 国家杰出青年科学基金资助项目 ( 50125821)作者简介: 赵西平 ( 19632) , 男, 陕西咸阳人, 博士研究生, 副教授, 主要从事建筑构造技术与建筑节能方面研究.第 1 期赵西平等: 云南彝族传统民居构造技术41合国家杰出青年科学基金项目传统民居生态建筑经验科学化研究组成了 15 人的课题组积极配合了这次移民大搬迁工作, 对该地区民居的总体规划、单体设计、构造材料、建筑技术、抗震性能、结构体系以 及建造经验等方面通过实地考察、现场测试、实验室试验进行了系统地分析研究. 其研究成果正用于指 导这次易地搬迁工程.构建习俗古人讲究山川形势, 把山称为“龙”, 观察山脉的走向、起伏、围合, 寻找聚气之势, 追踪山系来自何 处, 水的源头何在,“来龙去脉”一说即由此而来. 也就认为山水是自然界中至祥之物, 水即是财富, 山即 是导势. 风水术长期占据着重要的地位, 在确定住宅选址、单体设计、建筑朝向、营建过程、建造时间等时 一系列问题均被认为惟此方能获得好运.当地建房有一些祖辈承传的习俗: 选地由风水先生看, 之后再放线、挖基坑; 立架子时由木匠选日 子, 习惯于晚间立柱, 怕女子“倒架子”, 架子立好前忌日亏 ( 月全食) ; 架脊梁时喜欢给其上放一“红包”1( 内含五谷、六米、金子、银子) , 梁架上放两年幺鸡, 此时如果鸡能两边跑叫几声, 主人会觉得很吉利; 屋面上架椽注意“椽不压顶”, 即中间的椽子不搁置在屋脊正中间, 所以房子中开间的椽子为偶数; 建好房子安门时, 讲究“春不安东门, 夏不安南门, 秋不安西门, 冬不安北门”; 入住时, 会在门柱上写上对 联. 如“周公选就真龙地, 鲁班造就富贵屋”、“金梁朝天兴百代, 玉柱落脚发千秋”. 这些习俗做法, 反映了 彝族的文化传统与构建经验.构造做法彝族民居有三种构造形式: 一是土坯2木构架; 二是夯土墙2木构架填充 ( 图 1) ; 三是木构架内承重, 夯土墙外承重. 不管哪种形式, 木构架定数无太大差异. 下面对该示范基地夯土墙2木构架民居做一简单 介绍1 .2如图 1 所示, 基础大都为毛石砌成的 500 600 mm宽的石基础, 兼以解决墙体防潮问题, 埋深为900 1 500 mm ; 外墙为 400 430 mm 厚夯土墙, 其沿用自殷商时代就有的“版筑”营造方式来建造 ( 图2) , 先用木模固定, 再在其内填土, 之后用木锤逐层夯实, 待干燥到一定程度再脱模换层, 其建造过程有 一定的程式. 同时这一建造技术根据土的特性, 充分挖掘和发挥其保温、隔热、防火及隔音的特性, 使建 筑冬暖夏凉, 也体现了一定的施工技术和力学原理.图 1土2木构架民居f ig. 1 e a r th 2w oo den f ram e dw e lling图 2夯土墙体的施工方法f ig. 2 co u st ruc t io n o f ramm ed ea r th w a ll墙体施工完后, 将墙体局部竖向掏空, 立木柱于其中 ( 图 3) , 再架木梁、檩条、椽子形成木构架. 木构架 的定数是这样的: 边开间一般为 3 200 mm ( 0. 96 丈) , 3 267 mm ( 0. 98 丈) , 3 533 mm ( 1. 06 丈) ,3 600 mm (1. 08 丈) ; 中开间一般为 3 533 mm (1. 06 丈) , 3 867 mm (1. 16 丈) , 3 933 mm ( 1. 18 丈) ; 前 檐进深为 1 333 mm (0. 4 丈) , 1 400 mm (0. 42 丈) , 1 533 mm ( 0. 46 丈) , 1 600 mm ( 0. 48 丈) ; 房屋进深为 4 800 mm (1. 44 丈) , 4 867 mm (1. 46 丈) , 5 532 mm (1. 66 丈) , 6 200 mm ( 1. 86 丈). 由于经济、技术和气候 (保温、避风、防潮、少遭雨淋) 等因素房屋高度较低, 一般为 5 000 mm ( 1. 5 丈) , 5 533 mm ( 1. 66丈) , 5 600 mm (1. 68 丈) , 大多采用 5 000 mm (1. 5 丈) , 即“上七 (尺) 下八 (尺) ”2 .42西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报 (自然科学版)第 37 卷该彝族居住区处于内陆高原地区, 长年室内外温差不大, 加之房屋底层三面不开窗, 通风问题的解决通常通过两个途径: 一是利用前 檐与一层之间的落差形成的空档; 二是屋面上的瓦采用干挂瓦 ( 直接 在椽上铺瓦) , 形成通风通道. 这样从技术上就形成了这一地区独特 的屋顶形式. 图 4 为该地区一典型民居剖面图 ( 括号内尺寸单位为丈, 1 丈为 3 333. 3 mm ).构造经验传统民居在建造的过程中, 关于静力荷载问题, 能工巧匠们已经 积累了相当成熟的经验, 通常也无需经过计算, 这里不再赘述. 现根 据该地区以往地震灾害破坏特征, 结合工匠们总结的抗震经验以及 我国有关规范的规定, 将这次易地搬迁新建房屋应注意的抗震问题3图 3土墙与木构架的结合f ig. 3 inco rpo ra t io n o f ramm ed ea r th w a ll w ith w oo den f ram e1- 海底穿 2- 大穿插 3- 小穿插 4- 厦柱 5- 桁条木 6-图 4云南彝族典型民居剖面图前檐挂 7- 顶挂f ig. 4 t yp ica l sec t io n o f y i m ino r itys t rad it io na l dw e lling in yunnan和房屋抗震措施归纳如下:按照我国现行建筑抗震设计规范(gb 5001122001) 3 , 云南省永仁县抗震设防烈度为 7 度.此次移民搬迁新建房屋抗震措施应从以下几个方面考虑: 场地选择、地基基础、结构体系、建筑材料、细部构造等.3. 1场地选择建筑物选址应选择在有利地段: 稳定基岩, 坚硬土, 开阔、平坦、密实均匀的中硬土等. 避免建在不利 地段: 软弱土、液化土、条状突出的山嘴, 高耸孤立的山丘, 非岩质的徒坡, 河岸和边坡的边缘, 平面分布上成因、岩性明显不均匀的土层等. 严禁建在危险地段: 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流 等及地震断裂带上可能发生地表错位的部位3 .3. 2地基基础永仁地区大多就地取材采用岩石基础, 且民居层数都未超过两层, 建议新建房屋基础仍按传统做法第 1 期赵西平等: 云南彝族传统民居构造技术43实施, 但尚需注意墙体防潮问题.3. 3结构体系永仁县民居所采用的三种结构体系, 从抗震方面来看, 较为合理的结构形式应首推土坯2木构架, 而 且穿斗架二层楼房比一层平房抗震能力强, 主要是因为楼面层把木构架立柱连成一个整体, 使这个整体空间构架中间多了一个加强层, 抵抗水平力的能力显著提高.控制房屋标高, 高度一般在 5 m 左右, 地震时位移较小, 不易倒塌.木构架用穿斗式, 抬梁式混合使用, 利于抗震. 构架每个节点都要用扣榫俗称燕尾榫铰结或用扒钉、 圆钉、铅丝、u 形铁件可靠连接.楼面、承重梁及牵手下, 屋盖梁及牵手下都用穿枋贯通, 形成两道圈梁, 使木构架牢固.后墙、山墙设置竖向木栅装板壁, 堂屋间加密楼楞, 椽与檩的搭接处应满钉, 以增加木构架空间刚度 和稳定性.屋面椽子在檩条处应分坡, 屋面要有“生起”, 约 80 mm (0. 25 尺) , 即屋盖由中向边渐次生起, 这样可 使整个屋盖置于一个凹面上 (保证木构架在侧移时会受到重力沿斜面分力及摩擦力的阻碍, 木构架坐中处于稳定平衡位置) ; 木构架立柱应有“侧脚”, 约 50 mm ( 0. 15 尺) , 即横向柱架外侧柱向外倾斜 ( 木构架在 水平地震力作用下, 侧脚把一部分地震力转化为轴向力, 使地震力得到了分解) , 这些都有利于抗震4 .柱顶应有暗榫插入屋架下弦, 并用 u 形铁件连接.木构架中, 宜在柱檐口以上沿房屋纵向设置竖向剪刀撑等措施, 以增加木构架纵向稳定性.木构件应符合下列要求: 木柱梢径不宜小于 150 mm , 应避免在柱的同一高度处纵、横向同时开槽,且在柱的同一截面开槽面积不应超过截面总面积的 1/2.3. 4建筑材料该地区民居所使用的建筑材料块石基础、墙体土、墙体外粉材料、木构架、屋面瓦以及其他材料都是 就地取材, 而且使用了方便可行的施工方法, 应继续推广.3. 5细部构造墙体厚度适当增大, 并做一定收分.夯土墙与石基结合部的石块应用细条石侧砌, 这样有助于土石之间的传力, 消除滑移面.夯土墙分层放入石块, 内外墙应分层交错夯筑, 确保墙体刚度.夯土墙体内每