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岳阳楼建筑力学与文化内涵探究

发布时间:2024-09-22  作者:

岳阳楼是中国古代建筑的杰出代表之一,位于湖南省岳阳市岳阳楼区洞庭北路,紧靠洞庭湖畔,下瞰洞庭,前望君山,是一座历史悠久、文化底蕴深厚的建筑。 自古有“洞庭天下水,岳阳天下楼”之美誉,与湖北武汉黄鹤楼、江西南昌滕王阁并称为“江南三大名楼”,是“中国十大历史文化名楼”,古代四大名楼之一,世称“天下第一楼”。

这座众所周知的江南名楼,以其独特的建筑形式与浑厚的历史底蕴而蜚声海内外。其始建年代较早(约公元220年前后),前身相传为三国时期东吴的阅军楼;两晋南北朝时称巴陵城楼,唐始称南楼,后称岳阳楼;宋代庆历五年(公元1045 年)滕子京重修岳阳楼,之后请范仲淹作《岳阳楼记》,自此名声大噪。

岳阳楼的土木建筑结构独特,可概括为三层、四柱、飞檐、盔顶、纯木结构。

“三层”,即岳阳楼通高有三层,高达19.3米;

“飞檐”,即岳阳楼每层都有飞檐,一楼为“茶花护凤”,二楼为“海藻绕龙”,三楼为“荷花托云”,整个是“龙凤呈祥”的寓意。

“盔顶”,即岳阳楼的楼顶程现出古代将军头盔的壮美造型,岳阳楼盔顶平面成矩形,盔顶望板至檐板高4.51米,顶部由大小6个琉璃珠垒叠成大宝顶,高3米,重约1吨。宝顶向四角伸出4条隆起陡曲,正面两角翘首相距约13.6米,侧面翘首相距约10.6米。如此大的盔顶建筑,在中国今存的古建筑中是独一无二的,也是国内最大的盔顶式建筑。

“纯木”,是指岳阳楼从柱、月梁、轩枋、卷棚龙骨、屋顶、举架、门窗,到楼梯、栏杆、屏风等都采用纯木结构,闩缝对榫,构件严密,工艺精巧,彼此牵制,结为整体,相互咬合,稳如磐石。这种结构形式既保证了建筑的稳固性,又体现了中国古代建筑的特色。在建筑外观上,斗拱、飞檐等传统建筑元素,使得建筑显得高大挺拔,气势磅礴。建筑的细节处理十分精致,体现了中国古代建筑的精湛技艺。

岳阳楼的土木建筑结构具有良好的力学性能。

岳阳楼三楼采用斗拱形式,重叠相衬,荷重承力,拱托楼顶,用伞形架传载负荷。

斗拱这一木质建筑结构是中国建筑中最为著名的,最具代表性的木质结构。在横梁和立柱相互交接的地方,在立柱顶端相加的一层一层伸出如“弓”一样用来承重的结构叫“拱”,拱与拱之间利用一种方形木块用来连接“拱” 结构的方形木质结构叫做“斗”,我们将这种“斗”、“拱”相连的木质结构称为斗拱。

在重重叠叠的多层拱结构下,大大缩减了每个拱的“跨度”,多层拱的应用将载荷分散到每个插拱之中,将拱的受力,进行了分化、削弱。斗拱结构在房屋屋檐下使用,具有增加出檐,保护台基、墙体、立柱等免受雨雪冲刷的作用。

除了辅助出檐的功能,斗拱的另一个主要作用是安装在柱头,向左右两端伸出,起到增强稳定性的作用。结合我们所学的专业课程,结构力学,可以解释其原理。如下图所示,设梁只受其自重载荷时,绘出其剪力弯矩图。最大剪力发生在梁的两端,最大为𝐹𝑠 = 𝑞𝑙/2 ,将斗拱中的替木与梁视为整体,相当于增强了梁在两端抵抗剪力的功能。从弯矩图可以看出,最大弯矩发生在梁中点,最大为𝑀 = 𝑞𝑙²/8 ,斗拱替木的应用相当于梁两端的约束向内平移,减小的梁的跨度 𝑙,减小了梁中点的最大弯矩,提高了梁的安全性。如果考虑变形,当梁被压缩时,梁向下挠曲,水平方向长度减小,斗拱替木延长了立柱的支撑范围,确保了梁不至于弯曲时滑出柱头,确保了稳定性。

岳阳楼的文化内涵丰富而独特。中国古建筑学家、园林学家、上海同济大学建筑系教授陈从周(1918—2000)认为“全楼结构复杂,十分牢固”,充分显示了中国江南古建筑的独特风格,凝聚着中国劳动人民的聪明智慧,彰显精湛的艺术才能和美学、力学、建筑学、工艺学等方面的艺术成就。岳阳楼古朴独特,气势恢宏凝重,艺术精致美好,是中国古代文化和艺术的结晶,体现了中国古代建筑的精髓和哲学思想。

同时,《岳阳楼记》等文学作品赋予了岳阳楼深厚的文学文化内涵,使得岳阳楼成为了中国古代文学的重要代表之一。散去岳阳阅军楼的刀光剑影,燕国公张说常会文人学士登楼歌咏,开始形成文化的岳阳楼。继而,孟浩然、李白、杜甫、韩愈、白居易、李商隐等文人墨客接踵而至,形成岳阳楼诗歌创作第一个高峰。此后,虽然岳阳楼屡圮屡修,但岳阳楼的艺文创作从来没有断裂过、终止过,并且发扬光大,越来越繁荣。这些隽永瑰丽的文学作品依托岳阳楼而生,岳阳楼因之而名扬天下、流芳千古。岳阳楼及诗文联文化构成一个艺术世界,是展示和传播湖湘文化的重要物质载体,是中华民族宝贵的文化遗产。

纵观中国的楼观,为何独岳阳楼被称为“天下第一楼”?清代窦垿的长联中回答了这一问题:“一楼何奇?杜少陵五言绝唱,范希文两字关情”。杜甫在“亲朋无一字,老病有孤舟”,贫病交加的情况下,不是关心个人身世和不幸遭遇,而是“戎马关山北,凭轩涕泗流”的忧国忧民。范仲淹在自己被贬谪,遭受冷落打击、身患疾病的逆境中,不是个人怨苦、愤懑、牢骚,而是大声道出“不以物喜,不以己悲”“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”。这“先忧后乐”观是千年岳阳楼文化永生的灵魂和永远的精神,让五千年中华民族优秀精神高度浓缩和升华。

审稿人:田建湘