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摘要:榫卯的作用是將數(shù)千個(gè)獨(dú)立、松散的預(yù)制構(gòu)件緊密地結(jié)合成一個(gè)滿足設(shè)計(jì)要求和使用要求并具有承受各種荷載能力的完整結(jié)構(gòu)。
我國唐代建筑是一門綜合科學(xué),是通過一定的建筑藝術(shù)方法和一定的工藝表現(xiàn)出來的。 有人說“中國唐代的大型木結(jié)構(gòu)不用鐵釘”。 這種說法其實(shí)有些夸張,但如果僅指大型木結(jié)構(gòu)的榫卯結(jié)構(gòu),則完全正確。 中國唐代建筑的結(jié)構(gòu)以木、磚、瓦為主要建筑材料,以木框架結(jié)構(gòu)為主要結(jié)構(gòu)形式。 中國古代建筑是建筑科學(xué)的一種風(fēng)格。 中國古代建筑以木結(jié)構(gòu)為主,木質(zhì)預(yù)制構(gòu)件之間的連接主要是榫卯組合。
國外現(xiàn)存的古建筑大多來自民國(清朝)。 通過對近年來建造和設(shè)計(jì)的仿古建筑的結(jié)構(gòu)和技術(shù)分析可知,預(yù)制構(gòu)件主要采用榫卯連接。 通過學(xué)習(xí)馬秉堅(jiān)先生編寫的《中國古建筑木工施工技術(shù)》、景慶生先生編寫的《清式大型木工操作技術(shù)》、清工部編寫的《工程實(shí)踐規(guī)則》,我們了解了中國古代建筑。 建筑榫卯技術(shù)的方式和多樣化及其功能。
一、榫卯的作用
1.1 榫卯是相輔相成、相互對應(yīng)的。 榫:是指預(yù)制構(gòu)件截面大于的突出部分,又稱公榫,榫:是指與榫結(jié)合的另一預(yù)制構(gòu)件的凹入部分,又稱母榫。
1.2 榫卯的作用是將數(shù)千個(gè)獨(dú)立、松散的預(yù)制構(gòu)件緊密地結(jié)合成一個(gè)滿足設(shè)計(jì)要求和使用要求、能夠承受各種荷載的完整結(jié)構(gòu)。 早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期,木結(jié)構(gòu)的榫卯技術(shù)就得到應(yīng)用并逐漸發(fā)展起來。 到了唐宋時(shí)期,榫卯技術(shù)應(yīng)用到了純粹如火的程度,應(yīng)用更加純熟精致。 明清時(shí)期,唐代工匠簡化了方法,但仍保留了其固有的功能,充分展現(xiàn)了榫卯結(jié)構(gòu)的可靠性。
例如,一座小型的宮殿式木結(jié)構(gòu)建筑是由數(shù)千個(gè)單件組成的,一座結(jié)構(gòu)簡單的小型古建筑也是由數(shù)百個(gè)木制預(yù)制構(gòu)件組成的。 此類建筑的木質(zhì)預(yù)制構(gòu)件中,除椽子、望板外,其余預(yù)制構(gòu)件幾乎全部采用榫卯連接方式。 木結(jié)構(gòu)方式和榫卯連接方式是中國古代建筑的主要結(jié)構(gòu)特征。
2、榫卯結(jié)構(gòu)的分類
木質(zhì)預(yù)制構(gòu)件的榫卯結(jié)構(gòu)種類繁多,形狀各異。 這種類型和形狀的產(chǎn)生,不僅與榫卯的功能有直接關(guān)系,還與木質(zhì)預(yù)制構(gòu)件的位置、預(yù)制構(gòu)件之間的組合角度、組合形式有直接的關(guān)系。以及木質(zhì)預(yù)制構(gòu)件的安裝順序和安裝方法。 按榫卯的作用,大致可分為六類:榫卯,用于固定豎向預(yù)制構(gòu)件;榫卯,用于固定豎向預(yù)制構(gòu)件; 水平預(yù)制構(gòu)件與豎向預(yù)制構(gòu)件相交處的榫頭; 用于重疊和穩(wěn)定構(gòu)件的榫卯; 搭接或半搭接水平或傾斜預(yù)制構(gòu)件的榫頭和榫頭; 下面詳細(xì)介紹木質(zhì)預(yù)制構(gòu)件的種類、形式及使用部位。
2.1. 用于固定垂直預(yù)制構(gòu)件的榫卯連接;
古建筑中,豎向預(yù)制構(gòu)件主要是木柱,木柱又分為落地柱和懸空柱。 落地柱是底座直接落在頂石上的木柱,如檐柱、金柱、中柱、山柱等。 懸柱是架在梁架上或由其他預(yù)制構(gòu)件懸掛、吊裝的木柱,如銅柱、掛柱、雷公柱等都屬于懸柱。 這種立式預(yù)制構(gòu)件無論用在什么地方,其位置都必須用榫卯固定,如管腳榫、頂榫、瓜柱腳、半榫等。
2.1.1. 管腳榫眼用于固定各種落地柱內(nèi)側(cè)、子柱與梁架或墩斗相交處,其作用是避免柱腳位移。 實(shí)際施工中,管榫的規(guī)格一般根據(jù)立柱直徑進(jìn)行調(diào)整,通??刂圃?/10~3/10之間。 稍?。?,外端有凹槽,方便安裝(如圖1-1-2)。 在一些大型建筑中,由于立柱直徑較大,加上門檻墻的圍護(hù),穩(wěn)定性較好,而且為了制作安裝方便,往往不做榫頭,將立柱內(nèi)側(cè)做榫頭。柱頂石未鑿平,柱頂石未鑿。 適用于平面安裝(如圖1-1-1所示)。
2.1.2. 頂榫是管腳榫的一種特殊形式。 它是一種長度和直徑遠(yuǎn)大于管腳榫的長榫,并穿透頂石,直接擱在橋墩(基礎(chǔ))上。 其長度通常為木柱外露部分的1/3~1/5,榫頭直徑約為柱徑的1/2~4/5(如圖1-1-3所示)。 多用于陽臺的木柱(一般每2~3根配一組頂柱),也常用于地勢較高、荷載較重的建筑。 其作用是加強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性,但由于埋在地下較深,容易腐爛,所以埋地部分應(yīng)進(jìn)行防腐處理。
管腳榫、包子榫、頂榫
2.1.3. 瓜柱腳的半榫與梁架垂直相交的瓜柱(金、脊瓜柱、十字芋柱等)。 為了提高穩(wěn)定性,瓜柱常與肩部結(jié)合使用。 瓜柱角半榫的寬度可根據(jù)瓜柱本身的大小適當(dāng)調(diào)整,一般控制在6~8cm。
2.2. 水平預(yù)制構(gòu)件與豎向預(yù)制構(gòu)件之間的榫卯相交;
古建筑的木質(zhì)預(yù)制構(gòu)件中,存在著許多水平預(yù)制構(gòu)件和豎向預(yù)制構(gòu)件相交的接縫。 相交部位有金柱、中心柱等。由于預(yù)制構(gòu)件相交部位的形式不同,榫頭、榫接處的形狀也有很大差異。 如包頭榫、燕尾榫、箍榫、通榫、半榫等。
2.2.1. 饅頭卯是式柱與梁頭垂直相交所用的榫卯,對應(yīng)梁底的海眼。 包子榫用于與梁直接相交的各種款式的底部,其長度和直徑與管腳榫相同。 其作用是使柱、梁豎向結(jié)合并防止水平位移。 (圖1-1)
2.2.2. 燕尾榫用途廣泛,多用于預(yù)制構(gòu)件的撕開和連接,如飛檐、楣、梁尖、金尖、脊尖等與樣式相交的水平預(yù)制構(gòu)件。 燕尾榫又稱大榫、銀元榫。 它的末端較寬,內(nèi)側(cè)較窄。 相應(yīng)的榫眼在上側(cè)較大,在外側(cè)較小。 安裝完成后,預(yù)制構(gòu)件不會被拔出。 是一種很好的結(jié)構(gòu)榫卯。 為了提高木質(zhì)預(yù)制構(gòu)件的穩(wěn)定性,凡是需要綁扎或采用吊裝、落吊方式安裝的部件均應(yīng)采用這種方式固定。 清工部《工程實(shí)踐細(xì)則》規(guī)定燕尾榫的寬度為1/4柱徑。 (圖1-1)
2.2.3. 箍頭榫是方與柱在端部或角部結(jié)合時(shí)使用的特殊結(jié)構(gòu)榫頭。 其方法是從方的中心位置向外側(cè)加一根柱徑,在方與款式的交匯處做榫或碗,以托住款式。 箍頭常制成霸王圈或三岔頭形狀。 霸王泉多用于有斗拱的宮殿式大型木制品,而三岔頭多用于無斗拱或次房的園林建筑。 箍的高度和厚度是方子身體大小的4/5。 箍牙的使用不僅對邊柱或山墻有較強(qiáng)的系緊力柁墩與瓜柱的區(qū)別,而且具有箍鎖保護(hù)樣式的功能,但箍頭仍然是一個(gè)很好的裝飾預(yù)制構(gòu)件。 (圖1-2)
2.2.4. 通榫用于大型木材作為預(yù)制構(gòu)件,常制成大入口、小出口的形狀。 所謂大進(jìn)小出村大門牌坊,是指榫頭的穿入部分與梁或方本身一樣高,穿入部分按穿入部分減半。 這樣既美觀又減少榫頭對木柱的損壞。 榫眼部分的寬度在保潔部《工程實(shí)踐規(guī)程》中規(guī)定為距柱外皮的柱直徑的一半或預(yù)制構(gòu)件本身高度的1/2。 榫頭的長度通常等于或略大于柱直徑的1/4或方(或梁)厚度的1/3。 的。 貫通榫適用于需要捆扎,但不能采用上下方式安裝的部位,如方格兩端相交處、抱頭梁與金柱相交處等。
箍頭榫和式卯
2.2.5。 半榫和通榫的零件和使用方法基本相同。 對于只要柱兩端同時(shí)插入的半榫眼柁墩與瓜柱的區(qū)別,需要分別做等掌和壓掌,以減少榫頭和榫頭的截面積。 半榫僅在難以使用通榫時(shí)才使用,如山梁架后端與山柱相交處。 半榫的一般方法是將榫頭的直徑分成三份,榫頭的高度分成兩份。 例如一端的榫頭長度占柱徑的1/3,下半部分占2/3。 然后另一端的榫頭上半部分占2/3,下半部分占1/3。 半榫容易拉榫,使結(jié)構(gòu)松動。 為了解決這個(gè)問題,古人采取了下面安裝麻雀或代木的方法,減少梁架與木柱的重疊面,在底部安裝麻雀或代木。 在正面與橫梁重疊的地方安裝墊圈或釘子,防止橫梁前后脫出。
2.3. 水平預(yù)制構(gòu)件交互部位常用的榫卯連接
水平預(yù)制構(gòu)件相互交叉,常見于古代大型木制品中檁條與檁條、扶壁與屋脊、平方與平方的順序延續(xù)或交叉重疊。 如大榫、十字刻半榫、十字卡腰榫。
2.3.1. 大榫的方法與燕尾榫的方法基本相同。 也采用升降方式安裝。 常用于屋體的檐、金、脊檁條、扶壁等延遲相交部位,起系帶作用。
2.3.2. 十字刻半榫主要用于圓形預(yù)制構(gòu)件的十字搭接,多見于扁方體的十字交叉。 制作要求是在相交處的正方形上下兩側(cè)雕刻出一半的厚度。 按仿寬度的1/10覆蓋。
2.3.3. 十字榫主要用于方形或預(yù)制構(gòu)件與腰線的交叉相交,用于桁架、檁條的交叉。 制作時(shí),將檁條沿寬邊和窄邊分成四部分,沿高邊和低邊分成兩部分。 按照需要的角度在兩側(cè)切出兩部分。 扣上。
2.4 用于搭接和穩(wěn)定水平或傾斜預(yù)制構(gòu)件的榫卯
水平(或傾斜)預(yù)制構(gòu)件重疊有兩種情況,一種是兩層或多層預(yù)制構(gòu)件疊加,另一種是兩層或多層預(yù)制構(gòu)件垂直(交叉角度為90度)或按一定角度半重疊。 這時(shí),唐代的工匠就采用了種植、佩戴的方法來解決這個(gè)問題。
2.4.1. 植銷是在兩層預(yù)制構(gòu)件搭接面的相應(yīng)位置鉆孔,然后將木銷插入上層預(yù)制構(gòu)件的螺母孔中。 對應(yīng)毛澤東。 螺母的尺寸和長度可根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格靈活控制,但應(yīng)保證上下預(yù)制構(gòu)件的穩(wěn)定性。
2.4.2. 銷釘法與銷釘法類似,不同的是銷釘法中的螺母不穿透預(yù)制構(gòu)件,而銷釘法則穿透兩層或多層預(yù)制構(gòu)件。
2.5. 水平或傾斜預(yù)制構(gòu)件搭接或半搭接的榫卯連接
水平或傾斜預(yù)制構(gòu)件的搭接需要螺母來穩(wěn)定,而預(yù)制構(gòu)件以一定角度搭接或半搭接時(shí)則需要桁架碗、刻榫或壓掌等榫卯結(jié)構(gòu)來穩(wěn)定。 如桁架碗、梁臺階榫眼等起到穩(wěn)定和避免位移的作用,從而提高其安全性。
2.5.1. 桁架碗是指放置桁架檁條的碗口,位于梁頭或瓜柱底部。 古建筑的大木制品有很多好處。 桁架檁條與墩、瓜柱相交處必須采用桁架碗。 桁架碗的尺寸根據(jù)桁架檁條的半徑確定,深度不小于檁條直徑的1/2,深度不大于檁條直徑的1/3。
2.5.2. 臥梁階梯榫多用于臥梁、角梁與桁架檁條半搭接、短臥梁與長臥梁相交的部位。 階梯榫一般做成三層,內(nèi)層為檁條直徑的1/4,即檁條內(nèi)側(cè)的部分; 第二層規(guī)格與第一層相同,第三層制成燕尾榫形狀。 ,起到拉縫的作用,也可用作直榫,榫頭長度不得超過檁條中心。
2.6 面板連接榫卯結(jié)構(gòu)的幾種類型
在古代大型木制品和一些家居裝飾預(yù)制構(gòu)件中,經(jīng)常使用很寬的木板,如接縫板、山花板、掛板、榻板、實(shí)心榻門等,需要拼接??薄板如何拼接,這時(shí)候就需要使用榫卯連接,比如銅錢扣、穿線帶、手工帶、割口、龍鳳榫等來拼接小板變成大板。
2.6.1. 銀元扣又稱銀元榫,是兩端大、中腰細(xì)的榫頭(如圖1-3-1所示)。 將其嵌入兩塊板的接縫之間,可以防止膠帶長期失效后板松動、脫落。 常用于沙發(fā)板、接縫板等。
2.6.2. 穿帶就是在拼接涂膠板的背面剪出燕尾槽(如圖1-3-2)。 凹槽一端稍寬,另一端稍窄,深度約為板厚的1/3。 之后將完成的燕尾膠帶(一端稍寬,另一端稍窄)交入凹槽中。 這些做法可以避免脫落,也可以避免燉好的面條凹凸變形。 每塊板一般要穿3次以上,帶子要戴在頭上,使板的接縫處擠緊。
2.6.3. 抄手帶是另一種穿線方式,但與穿線不同(如圖1-3-3)。 米線帶必須鉆過木板的米線鋪中心。 將膠合木板組裝并縫合在一起。 之后需要將線從需要穿米線膠帶的地方穿過,在面店里鉆好孔,然后把木板粘上去。 將膠帶放在米粉膠帶上,然后將其敲入其中。 米線帶本身必須用硬度高的紅木制成,做成楔形,多用于真沙發(fā)的門上。
2.6.4. 切割就是用刨床將木面店的一半切掉。 切口的寬度和厚度相似。 -4)。
2.6.5。 龍鳳榫稱為導(dǎo)壁。 在木面鋪的中心開一條凹槽,再將一塊與其結(jié)合的鹵面在中心切成榫頭,兩板咬合(如圖1-3-5所示)。
上面我們看到的榫卯方法是工匠們千百年來創(chuàng)造性實(shí)踐的成果,是他們勤勞和智慧的結(jié)晶。 而且,由于木材本身的特性,榫卯連接不可避免地存在一些弱點(diǎn),比如榫卯的剪切面比較小,一些燕尾榫短的節(jié)點(diǎn)只能使用半榫。為了克服這一不足,一般在連接處設(shè)置鐵筋,從而克服木榫接的一些弱點(diǎn),從而提高木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)功能。
參考
保潔部《工程實(shí)踐規(guī)程》
《清式大型木工技藝》文物出版社1985.11
《中國古建筑木構(gòu)建筑技術(shù)》科學(xué)出版社1991.8
2009 年 1 月 9 日
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