中国古建绮丽多姿的风韵在国内众多的旅游景点是随处可见，她的风格已远及日本、韩朝，甚至海外各处华人街市。古建重要的特征在于木构的屋盖，不论双坡的硬山、悬山，多坡的歇山、庑殿及至攒尖、重檐，其优美的曲线造型轮廓，配以屋角起翘，纤细线条，轻巧玲珑、朴素典雅。与西方古建相比，给人以柔和雅丽的印象，更多美的享受。

古建造型轮廓的构造内核是古建的承力结构。近百年来学术界对古建的重视是时有倡导，特别是上世纪初中国营造学社的成立，曾做了大量的古建调研实测，而对古建承力结构的受力探讨未能涉及。上世纪80年代拨乱反正之后以北京古建研究所为主曾在古建结构构造处置细部的调研整理方面做了大量细致工作，并形成了系统专著^[1]、[9]，但在涉及深入到力学理论层面的、古建构件的受力性能方面，则由于古建结构隐含的特殊机理不为当今各类已知明确的结构体系所纳，难以建模，故而一直无人问津。

从历史角度来推敲、解读古建结构作品的形成特点，可以想象得出，今日保留的古建是古代匠师，师徒沿袭传承、学纳外师技巧、一代接一代吸取经验与教训、逐步改进、通过皇室等大型建筑集中多方经验，形成一段时间的法则，再不断改进发展营造出来的建筑结构作品。对这些作品，从今日技术角度来看，由于当时缺泛科学理论引导，因之不难发现其中存有：材料运用不尽完善、节点处置不够完美恰当的不足之处。然而我们必须承认：历经上千年传承下来的古建处置手法是出自历代众多的圣哲匠师的终生琢磨、运思献策、集思广益，且经历了历代飓风与地震的考验，不断改进提练出来的当时最精练的精湛技术。

建于公元1056年的山西应县木塔至今傲然挺立，这有力地说明：中国古建结构的处置手法虽然与当今依据力学理论优化设计的成熟做法不完全符合，但她66米高、四千多吨重，挺立950年的事实，反映了她必然绝对是符合结构力学基本原理能达到强度有余、稳定足够的境地。从这个角度来看，中国古建在力学机理上是存在尚未被同业人士可清晰认辩的深藏特殊机理及超越当今的高明之处。

针对当前现代建筑结构的技术进展，以其具有的力学理论深入、科技手段广泛、用材类广且为大工业生产的综合强势、挤迫古建、湮灭古建单一用材、手工生产效率低下的情况，我们当今国内结构同行应是责无旁贷地投入精力对此项深藏的特殊机理澈底剖析清楚，这样才不愧对圣哲匠师的辛勤劳作，也有利于保护古建并适度发展以对得起后代来者。

古建结构承传竖、风载的情况分析

1.1 古建房屋的构成一般分三部段，即台基、屋身与屋顶。屋身皆为直立的木柱、屋顶为颇多杆件组成的木构架。今参照文献[1]图2-2所示常用的硬山木构架来看，望板承担屋面瓦、泥灰以及其上活载后，将其传给椽条（脑椽、花架椽、檐椽、飞椽），椽条又将荷载传给檩条（檐檩、下金檩、上金檩、脊檩），檩条接受荷载后，除檐檩、下金檩直接将其传给下面的柱顶外，而脊檩、上金檩则是将荷载通过瓜柱、三架梁传给举架底部的柁梁上，再由柁梁最终传柱。这样，从传递竖载来看，当建筑布四排柱时，其主要的结构构件，除柱之外将是柁梁、檐檩和下金檩，它们都是置于柱顶将屋顶全部竖重直接传柱。从受力角度来看，在竖载作用下屋顶构件的受力都是清晰的，椽、檩、柁梁的受力为静定的受弯构件。柱属于轴压或偏心受压构件。对它们进行杆件内力计算及截面应力及至确定截面都是方便的。

1.2 作为地面以上的除了承担竖载之外，也必须考虑承受风载以及偶然出现的地震作用。风载是地面以上空气流动形成的风压，它来的方向可以是随意的四面八方，作用给墙面及屋顶坡面，几经传递最后作用给柱或墙，而后传给基础。当建筑平面中布置轴线正交，柱与墙规格匀称时，风力的传递不论风向如何皆可根据力学中力的分解原则，分解为相互正交并平行于建筑中墙面的力来分别传给双向的墙体来承担，此时柱对水平风力将承担很少甚至不承担，（对低层的砖结构建筑，由于墙量较多，抗风能力大有富裕，故常对风载略而不计）。这样看来对古建中无墙的亭、榭类建筑，以及房屋一侧全开门窗的建筑，其对柱的抗风能力就必须给予妥善解决。

1.3 观测木柱的根部，其底端为一石制柱础（或称柱顶石），在柱础正中凿一卯孔（又称海眼）。加工柱时将其底做出一凸榫，安装时使凸榫插入卯孔。显然这种古代木结构的合理做法和当今现代结构的砼柱底甩筋锚入基础，或钢柱底周边外采用长地脚螺栓锚入砼基础的做法，从力学角度衡量二者差别是很大。若不考虑上部结构具有对柱约束其倾倒作用的存在，则对砼柱、钢柱顶端施加水平力是可以允许、理由是砼柱、钢柱为刚性嵌固于基础的悬臂状态。而木柱底部为铰接，凸榫虽可承受剪力，但不能承担出现于柱根的弯矩，一旦柱顶施加水平力，则木柱必然倾倒。

1.4 观测木柱的顶端可看出，柱顶一般是存在双向多层水平杆件的相互交搭。今以四排柱布局的硬山明间的檐柱与金柱（参见文献[1]中图2-2、图2-3）来说：檐柱顶在纵横双向有檐檩、抱头梁与柱三向交搭（檐檩位在抱头梁之上）；金柱顶在纵横双向有金檩，柁梁与柱三向交搓（檩在柁之上），此种交搭当相接面为平面时，按力学原理来看，该相接面之间仅可传递竖向重力，水平剪力可借助磨擦产生，而对弯矩则在柱顶不变弯情况下是无法出现。

1.5 再观测木柱顶端的下层：在柁梁之下有随梁枋，在金檩、檐檩之下有金枋、檐枋，有抱头梁之下有穿插枋。这些枋件的用料与其上对应平行的梁件用料有时少有减少，但其与柱的连接则皆采用燕尾榫。由于燕尾榫的构造特点是榫呈楔形，安装时由顶落入卯槽就位，对柱头可拉可推，这种连接做法与枋件之上的，梁件与柱连接的性能对比是大有改善，它可以传递一定的水平力及至弯矩，这对柱的倾倒是有着约束作用。