浅析中国古建筑大木结构的榫卯形式
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古建筑木结构榫卯节点分析一、前言中国是四大文明古国之一,在源远的历史长河中,流传下了无数珍贵的物质和文化遗产,而其中重要的一部分就是古建筑木结构。
古建筑木结构在世界建筑之林中独树一帜,影响深远,是东方建筑的代表。
古建筑木结构有其独特的构造方式,如高台基、榫卯连接、平摆浮搁、侧脚和升起、雀替、斗拱铺作层等,展现出良好的抗震性能。
不用一钉一铆,整体体系以木构架为主要承重构件,全靠木构件之间相互搭接和穿插而建造。
被称为三大“世界奇塔”之一的释迦塔,是中国现存最高最古老的木塔,历经九百多年依然屹立不倒。
二、榫卯节点古建筑木结构总体可分为井干式、抬梁式和穿斗式等三种结构形式。
梁柱是主要的受力构件,承载建筑的自身及外界荷载,而榫卯节点将梁柱构件连接到一起,形成木构架。
因此,梁柱节点的榫卯连接是木结构研究中的重要部分。
榫卯节点中,“榫”即为凸出木构件,“卯”为凹部木构件。
榫卯节点具有不同于现代建筑结构节点的特性,其既具有很强的转动能力又能够传递一定的弯矩,具有明显的半刚性特性。
常见的榫卯连接形式有直榫和燕尾榫两种。
直榫中榫径与榫头同宽,多用于木构件的穿插。
燕尾榫榫头大于榫径,一般用于水平木构件与竖直木构件间的连接。
三、榫卯连接工作机理以燕尾榫为例,分析榫卯节点在地震中的受力机理。
为了施工安装方便,一般卯口尺寸略大于榫头尺寸,因此榫卯节点中会存在一定的间隙。
当外部震动较小时,榫卯之间发生微小转动,结构利用构件转动与接触面间的摩擦抵消震动破坏的能量。
当震动较大时,榫卯节点会产生弯矩,轴力和剪力。
此时,梁受到力的作用,榫头与卯口产生挤压应力,梁上的轴力与摩擦力、挤压应力平衡。
随着梁震动位移增大,榫头以榫径为支点,与卯口内壁之间发生位移。
由于燕尾榫榫头宽度大于榫径宽度,位移产生时,榫头侧面受到卯口侧壁挤压应力增大,摩擦力也相应增加。
相对滑移产生剪力,此时榫头顶部与卯口上部挤压作用明显,弯矩作用产生。
当转角增大到一定程度时,卯口侧壁与榫头侧面的挤压应力达到极限值,会导致卯口破坏或榫头折断。
中国古建筑的木结构结构详解中国古建筑的木结构结构主要由梁、柱、枋、榫卯等构件组成。
木梁是悬在柱上的木制水平构件,承担着屋顶和地板等重量。
木柱是垂直支撑梁和屋顶的主要构件。
木梁和木柱之间通过枋连接,使结构更加稳固。
榫卯则是木构件之间的连接方式,采用榫头榫眼的结构,使得构件能够牢固地连接在一起。
中国古建筑的木结构结构采用了木制榫卯结构,这也是中国建筑史上最具特色的一种结构形式。
榫卯结构有着很高的可塑性,可以实现各种不同形式的建筑结构,例如大型木构建筑和小型的木构家居。
同时,榫卯结构还能够有效地分担负荷,提高建筑的稳定性和耐久性。
榫卯结构的特点是连接牢固、拆卸方便、结构简洁。
榫头和榫眼的设计非常巧妙,形状和尺寸经过精确计算和实践总结,使得构件可以牢固地连接在一起,即使在地震等自然灾害中也能够保持稳定。
同时,榫头和榫眼的设计也考虑了拆卸的需求,使得在需要维修或更换部分构件时能够方便地进行拆卸和重建。
除了榫卯结构,中国古建筑的木结构结构还采用了其他一些特殊的设计和加固方式。
例如,通过使用斗栱、斗拱和斗额等构件,可以增强建筑的稳定性和抗震性能。
斗栱是木结构的桁梁,用于支撑梁的两端,增强梁的承载能力。
斗拱是一种将梁和柱连接在一起的结构,通过斗拱的作用可以有效地增加建筑的稳定性。
斗额则是悬挑在屋檐下部的构件,不仅起到装饰作用,还可以加固屋顶的结构。
此外,中国古建筑的木结构结构还注重平衡和对称的原则。
例如,在建筑的平面布局中,常常采用对称的设计,使得建筑在外观上显得平衡和谐。
在建筑的结构上,也常常采用悬挑的设计,使得梁和柱之间的力能够平衡,提高建筑的稳定性。
总体而言,中国古建筑的木结构结构是一种巧妙而复杂的设计,表现出中国古代人民的智慧和建筑技术水平。
这种结构形式通过采用榫卯连接和其他特殊的设计和加固方式,使得建筑能够保持稳定和坚固,并且具有很高的可塑性和适应性。
不仅如此,木结构结构还体现出中国古代人民对平衡、对称和美的追求,为中国古建筑增添了独特的魅力。
浅谈中国古建筑的木结构中国古建筑的木结构是中国传统建筑特有的建筑形式之一,具有悠久的历史和独特的文化内涵。
它以木材为主要材料,采用了许多特殊的工艺和构造方法,以实现建筑物的结构稳定和美观。
下面将从构造原理、材料选择和技术特点等方面浅谈中国古建筑的木结构。
首先,中国古建筑的木结构以榫卯结构为主要形式。
榫卯结构是在木材上雕刻出凸出和凹进的零件,通过零件间的榫头和卯榫来连接木材。
这种结构形式可以提高建筑物的稳定性和承重能力,使整体更加坚固耐用。
另外,榫卯结构还能够减小木材与木材之间的接触面积,减少摩擦力,提高了木结构的抗震性能。
其次,中国古建筑中使用的木材多为松木、柏木等耐腐木材。
这些木材具有轻巧、柔软、耐腐蚀等特点,非常适合用于木结构建筑。
此外,由于这些木材含有丰富的树脂和香气成分,对于防虫防腐等方面具有一定的作用。
这些木材在经过特殊的处理和加工后,可以更好地适应各种环境条件,并保持建筑物的稳定性和寿命。
最后,中国古建筑的木结构具有独特的技术特点。
一是注重结构的平衡和均衡。
在设计和搭建过程中,通过合理的布局和结构设计,使木结构能够更好地承受自身重量和外部荷载,保证建筑物的结构稳定和安全性。
二是讲究材料的质量和选用。
在选择木材时,要注重挑选原料优良、纹理清晰、不易开裂变形的木材,以保证建筑物的整体质量和美观程度。
三是重视装饰和雕刻。
在木结构的处理中,会加入丰富的装饰和雕刻元素,以丰富建筑物的艺术感和文化氛围。
总之,中国古建筑的木结构是中国传统建筑的重要组成部分,它以榫卯结构为主要形式,采用耐腐木材作为主要材料,具有独特的技术特点和装饰风格。
它不仅体现了中国古代建筑的智慧和创造力,还展示了中国传统文化的丰富内涵和精神风貌。
在今天,虽然现代建筑已经发展得如火如荼,但中国古建筑的木结构依然有着深远的影响和意义,是中国建筑文化宝库中不可或缺的一部分。
古建榫卯种类及其结构图解内容导读榫卯是中国古建筑、家具及其它器械的主要结构方式,是在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式。
凸出部分叫榫(或叫榫头);凹进部分叫卯(或叫榫眼、榫槽)。
现根据榫卯的功能,将其划分为六类,为了让大家能直观了解榫卯,我们专门做了三维榫卯的模型,接下来将分别对各类榫卯做一大略的介绍一、固定垂直构件的榫卯古建大木中的垂直构件主要是柱子。
柱子可分为落地柱和悬空柱两类。
落地柱即柱脚直接落到柱顶石的柱子,如檐柱。
金柱、中柱、山柱都属此类。
悬空柱即指落脚在梁架上或被其他构件悬空挑起、捧起的柱子,如童柱、瓜柱、雷公柱等,都是悬空柱。
这些垂直构件,不管处在什么位置,都需要榫卯来固定它的位置,于是就产生了用于柱上的各种榫卯。
1.管脚榫顾名思义,管脚榫即固定柱脚的榫,用于各种落地柱的根部,童柱与梁架或墩斗相交处也用管脚榫。
它的作用是防止柱脚位移。
在清《工程做法则例》中,规定"每柱径一尺,外加上下榫各长三寸",将管脚榫的长度定为柱径的3/10。
在实际施工中,常根据柱径大小适当调整管脚榫的长短径寸,一般控制在柱径的3/10~2/10之间。
管脚榫截面或或圆,榫的端部适当收溜(即头部略小),榫的外端要倒楞,以便安装。
较大规模的建筑,由于柱径粗大,且有槛墙围护,稳定性好,并为制作安装方便,常常不作管脚榫,柱根部做成平面,柱顶石亦不凿海眼。
2.套顶榫套顶榫是管脚榫的一种特殊形式,它是一种长短、径寸都远远超过管脚榫,并穿透柱顶石直接落脚于磉墩(基础)的长榫,其长短一般为柱子露明部分的1/3~1/5,榫径约为柱径的1/2~4/5不等,需酌情而定。
套顶榫多用于长廊的柱子(一般每隔二三根用一根套顶柱),也常用于地势高、受风荷较大的建筑物,它的作用在于加强建筑物的稳定性。
但由于套顶榫深埋地下,易于腐朽,所以,埋入地下部分应做防腐处理。
3.瓜柱柱脚半榫与梁架垂直相交的瓜柱(包括金、脊瓜柱、交金瓜柱等),柱脚亦用管脚榫。
榫卯结构的主要构架方式
榫卯结构是一种传统的建筑结构方式,其主要构架方式有以下几种:
1.榫卯榫卯结构:这种结构方式是指榫头榫尾相互咬合,形成一个稳固的结构。
这种结构方式常用于木屋建筑、木桥等木结构建筑中。
2.榫卯台基式结构:这种结构方式是指将榫头和榫尾统一进行榫卯设计,利用台基的高度使结构更加牢固。
这种结构方式常见于中国古建筑中的门楼、亭子、牌楼等建筑中。
3.榫卯古板式结构:这种结构方式是指将榫头和榫尾放置于同一平面上,通过细长的榫头和凸出的榫尾相互卡合,形成一个类似于拼图的结构。
这种结构方式常用于屏风、门窗等家居装饰中。
总之,榫卯结构是一种非常古老并且优秀的结构方式,其具有稳定、耐久、美观等优点,在传统建筑中得到了广泛应用。
中国传统木结构榫卯的建构研究中国传统的木结构建筑以其独特的风格和精湛的技艺闻名于世。
其中,榫卯结构作为木结构建筑的重要组成部分,不仅体现了古代建筑师的智慧和匠心,也为中国传统建筑文化增添了丰富的内涵。
本文将深入探讨中国传统木结构榫卯的建构研究,以期为相关领域的学者和爱好者提供有益的参考。
榫卯是一种用于连接和固定木结构建筑的独特结构形式。
它通过在木材上加工出特定的凹凸部分,使得两根木材能够精确地咬合在一起,从而达到稳定和承重的效果。
榫卯结构以其耐久性、稳定性和抗震性而备受赞誉,是中国传统木结构建筑的一大特色。
根据不同的建构目的和结构特点,榫卯可分为多种类型。
常见的榫卯结构包括直榫、燕尾榫、弧形榫、格肩榫等。
每种榫卯都有其特定的用途和特点,如直榫适用于简单的连接,燕尾榫则具有较好的抗震性能等。
传统木结构榫卯的建构流程包括选材、加工和组装三个主要步骤。
选择合适的木材,确保其质量和纹理符合要求;通过斧、锯、刨等工具将木材加工成所需的形状和尺寸;进行组装,将各个部分按照设计要求组合在一起,完成榫卯结构的制作。
在传统木结构榫卯建构过程中,有一些技巧和注意事项。
选材方面应选择干燥程度合适、无裂缝、无节疤的优质木材;在加工过程中,要注意保持木材的精度和一致性,以确保榫卯的配合紧密;在组装过程中,应遵循设计图纸,正确安装各个部分,确保结构稳固。
同时,对于不同类型的榫卯,要采取相应的施工方法,充分考虑其特点和用途。
例如,在制作燕尾榫时,要特别注意其角度和尺寸的准确性,以确保其具有良好的抗震性能。
中国传统木结构榫卯作为古代建筑师们的智慧结晶,不仅在建筑美学上有着卓越的表现,更在工程实用上有着不可替代的作用。
通过对榫卯结构的深入研究和探讨,我们可以更好地了解和传承这份宝贵的文化遗产。
随着现代科技的发展和应用,我们可以结合传统工艺和现代技术,进一步发展和创新榫卯结构,为保护和传承中国传统文化,以及推动现代木结构建筑的发展做出贡献。
中国家具·榫卯结构篇榫卯,是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。
凸出部分叫榫(或榫头);凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)这是我国古代建筑、家具及其它木制器械的主要结构方式。
一、中国木建筑中的榫卯结构中国的木建筑构架一般包括柱、梁、枋、垫板、衍檀、斗拱、椽子、望板等基本构件。
这些构件相互独立,需要用一定的方式连结起来才能组成房屋。
在中国建筑中,原则上采取榫卯连接的方式,必要时也会用铁钉。
二、明清家具常用榫卯结构钢筋城市里,大到高架、地铁,小到家中的任意一件家具,都需要铁钉、螺帽来做“关节”。
可这些关节并非铮铮铁骨,温差变化、遇水潮湿,金属容易变形、生锈,造成螺帽松脱,而家具就在不知不觉中变得“不齐整”了。
中式的传统实木家具就毫无此类后顾之忧。
中式家具的结构灵魂,便是榫卯——凸出部分叫榫(或榫头),凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)——不用铁钉,不破坏木质本身生长结构,依靠测量、切割、打磨、安装等纯手工制作,在相连接的两构件上采用凹凸结合的处理方式,完成一件家具。
古人讲究纯天然、无添加,光用木头打造家具,钉子、胶水一概不考虑,遂也用木头巧夺天工地制成了榫卯。
凸起的榫与凹进的卯,但相互间的匹配更浑然天成,更天衣无缝,就这样把一件大家具捣鼓成了一副“七巧板”。
我国家具把各个部件连接起来的“榫卯”做法,是家具造型的主要结构方式。
各种榫卯做法不同,应用X围不同,但它们在每件家具上都具有形体构造的“关节”作用。
三、榫卯结构类型榫卯结构从宋代开始愈趋成熟,自宋历明,经过不断的改进和发展,各部位的组合简单明确,合乎力学原理,美观与实用并驾。
几十种不同的“榫卯”,按构合作用来归类,大致可分为三大类型:一类主要是作面与面的接合,也可以是两条边的拼合,还可以是面与边的交接构合。
如“槽口榫”、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿带榫”、“扎榫”等。
适合用于板与板的结拼合或者大板与边框的结合。
槽口榫燕尾榫另一类是作为“点”的结构方法。
榫卯结构八大方法
榫卯结构是一种古老的建筑结构,常见于中国传统木结构建筑中。
下面介绍一下榫卯结构的八大方法:
1.榫头卯眼相同法:榫头和卯眼大小、形状相同,以便卯入榫头。
2.榫头卯眼异形法:榫头和卯眼大小、形状不同,可加强结构的稳定性和承载能力。
3.超大榫头法:大榫头可以分散承重,减小结构的应力,增强结构的稳定性。
4.榫卯多接法:将多个榫卯连接在一起,可以增强结构的承载能力和稳定性。
5.卯头逼口法:卯头逼口可以增强卯入榫头的稳定性。
6.斜切口榫头法:将榫头斜切,可以增加榫头与卯眼的接触面积,增强结构的稳定性。
7.卯眼异形连接法:卯眼呈梯形或者斜角形状,可以增强榫卯的连接稳定性。
8.雕刻榫头法:在榫头上雕刻花纹,不仅可以美化结构,还可以增加榫头与卯眼的接触面积,增强结构的稳定性。
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藏在木头里的中国智慧——榫卯结构东风导读随着现代社会的发展,木质结构的灵魂榫卯早已被人们所淡忘,取而代之的是工业生产阶段中的钉子和胶水。
我们希望通过榫卯,能使大家拾起已被遗忘的灵魂,一起感受中国传承了几千年的传统文化和匠人之心。
榫卯(sǔn mǎo)是古典建筑之魂,一榫一卯之间,凝结着中国几千年传统建筑文化的精粹,一转一折之际,沉淀着流光回转中经典结构的传承。
榫卯,是中国古建筑,以木材、砖瓦为主要建筑材料,以木构架结构为主要的结构方式,由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成,各个构件之间的结点以榫卯相吻合,构成富有弹性的框架。
在那个科技并不发达,人们的劳动力全在双手的年代,我们的先人,做出了后人都无法超越的作品,世世代代传承,一榫一卯· 没有钉胶。
榫卯,是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式,凸出部分叫榫(或榫),凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽),榫和卯咬合,起到连接作用。
是中国古代建筑、家具及其它木制器械的主要结构方式。
榫和卯的结合,是木件之间多与少、高与低、长与短之间的巧妙组合,这可有效地限制木件向各个方向的扭动。
最基本的榫卯结构由两个构件组成,其中一个的榫头插入另一个的卯眼中,使两个构件连接并固定。
榫头伸入卯眼的部分被称为榫舌,其余部分则称作榫肩。
榫卯结构广泛用于建筑和家具,应用于房屋建筑后,虽然每个构件都比较单薄,但是它整体上却能承受巨大的压力。
这种结构不在于个体的强大,而是互相结合,互相支撑,充分体现我国人民的智慧和精神,成了后代建筑和中式家具的基本模式。
这极为精巧的发明,使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体,不但可以承受较大的荷载,而且允许产生一定的变形。
在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量,减小结构的地震响应。
家具中的设计,必须在满足人们的视觉美感后,还要求科学合理性,使其长久耐用。
这就要求每个木料的榫头、卯眼,必须根据家具的造型进行组合,还要考虑力学上每个木料所需的承受力,这一点,古代经验丰富的木工师傅能够通过目测,准确地判断出来,足以证明中国古典家具的榫卯设计智慧过人、巧夺天工。
榫卯结构类型介绍
榫卯结构,是一种传统的木结构建筑技术,常用于搭建古建筑、寺庙、宫殿等建筑物。
它采用卯榫和榫卯相嵌的方法,将木材连接在一起,形成牢固的结构。
根据结构的不同形式和用途,榫卯结构可以分为多种类型。
其中,最常见的类型有斗拱式、单榫卯式、对称式、不对称式、山形式等。
斗拱式榫卯结构是一种采用斗拱作为支撑结构的建筑形式,具有较高的空间性能和承重能力。
单榫卯式榫卯结构则是一种采用单一的榫卯连接方式的建筑形式,适用于小型建筑、桥梁等。
对称式榫卯结构是指左右对称的建筑结构,适用于门楼、神殿等建筑物的搭建。
不对称式榫卯结构则是指左右不对称的建筑结构,适用于斜坡、天花板等建筑部位的连接。
山形式榫卯结构则是一种采用山形结构作为主要承重结构的建
筑形式,适用于楼房、桥梁等建筑物的搭建。
总之,榫卯结构是我国传统建筑文化的重要组成部分,其丰富多样的类型和形式,为我们提供了极为宝贵的文化遗产和建筑技术。
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浅谈古建筑中的榫卯技艺在中国建筑历史的长河中,不论是古代建筑文化,还是现代建筑文化,榫卯结构及其技艺都是它们发展过程中的重要组成成分,榫卯结构用自己的魅力吸引着全世界人们驻足展望。
中国古代传统的木构件建筑思想与西方传统的石质建筑思想的相比,正是柔与刚对比。
标签:榫卯技艺;传承与创新一、榫卯技艺的发展传统的中国古代建筑文化体系在亚洲乃至于在全世界范围内的建筑史上都有着举足轻重的地位。
中国古建筑中最负有盛名和最具有特点的就是榫卯结构,它是中国古代木结构建筑发展的精神支柱,甚至是命脉。
一榫一卯,一阴一阳,一转一折,都聚集了中国千万年来的文化精神,代表着古建筑历史发展的脉络。
榫卯技艺的发展代表了中国古代匠人的智慧和心血,它是技术与艺术的结合体,榫卯技艺的传承和发展对古建筑有着不可避免的影响,所以我们要传承和创新榫卯技艺。
其实,榫卯技艺早在几千年前的河姆渡时期,就已经被研发出来了,那时候我们的先祖就已经能够熟练地使用榫卯技艺了。
大约在公元七八世纪,榫卯技术开始传入日本、朝鲜等东南亚国家,至今还在这些国家的建筑设计中处于核心地位,并影响这他们的建筑业、家具业的发展。
在此之后,榫卯技艺还通过明清两代的家具,流向了全世界,使其在西方木制家具上得到很好的利用,为全世界人民做出来巨大的贡献。
二、榫卯技艺的概要榫卯,是中国古代传统木构件建筑、古典家具以及其他木构件或者其他器械用品的主要连接方式,它是通过榫跟卯的不同方面的结合。
凸出部分叫榫头;凹进部分叫卯。
卯榫互补,意似古代太极阴阳;榫卯结合,不使用钉子,方便领灵活。
有人认为榫卯技艺代表了古代工匠和人们的人生观和世界观,也是意识形态的表现。
榫卯技艺最早最早的出现是在古代中国传统建筑中,也就是现在我们所熟知的斗拱结构,斗拱其实就是不同榫卯结构连接而成的承重物体,所以说榫卯结构是木构件建筑中不可或缺的重要组成成分。
榫卯凝聚着古代工匠的大智慧,挡两块木头被裁剪成榫卯结构的组成成分,将他们连接在一起,它们便会紧紧融合,不再分离。
我国古代木构架的三种结构方式在我国古代建筑中,木构架一直占据着重要地位。
木构架是我国古代建筑的核心组成部分,它的结构方式体现了古代我国人民对建筑工程的精湛技艺和智慧。
本文将深入探讨我国古代木构架的三种结构方式,并对其进行全面评估。
一、单榫结构单榫结构是我国古代木构架的一种经典方式,它是指在建筑中使用单一的榫头和榫眼进行连接的结构方式。
这种方式简洁、稳固,在古代建筑中得到了广泛应用。
单榫结构的特点是榫头和榫眼的形状精确,连接牢固,能够承受较大的负荷。
在古代建筑中,单榫结构常常用于搭建屋顶和框架结构,为建筑提供了坚固的支撑。
二、斗拱结构斗拱结构是我国古代木构架的另一种重要方式,它是我国建筑中独特的一种形式。
斗拱结构通过将多个木构件连接在一起,形成弓形结构,从而增加了建筑的稳固性和承重能力。
斗拱结构不仅可以用于建筑的梁架结构,还可以用于建筑的门楼和天花板的装饰。
在古代建筑中,斗拱结构常常用于搭建大型宫殿、寺庙和桥梁,展现了古代我国工匠的精湛技艺和建筑美学。
三、斗栱结构斗栱结构是我国古代木构架的另一种独特方式,它是指在建筑中通过多个横向和竖向的木构件连接在一起,形成承重框架的结构方式。
斗栱结构的特点是连接方式复杂,结构精致,可以实现较大跨度的建筑。
斗栱结构在古代建筑中得到了广泛的应用,为建筑提供了良好的承重支撑和美观的装饰效果。
在古代建筑中,斗栱结构常常用于搭建寺庙、宫殿和园林建筑的大型跨度屋顶,展现了古代我国人民的建筑智慧和审美情趣。
总结回顾我国古代木构架的三种结构方式,即单榫结构、斗拱结构和斗栱结构,展现了古代我国人民对建筑工程的丰富经验和深厚造诣。
这三种结构方式各具特色,既能够满足建筑的承重需求,又能够体现我国古代建筑的美学理念。
在今天,这些古代木构架的结构方式仍然对现代建筑有着重要的借鉴意义。
我们应该从中汲取建筑智慧,传承古代我国人民的工匠精神和建筑文化,为现代建筑注入新的活力和魅力。
个人观点和理解作为建筑的重要组成部分,我国古代木构架的三种结构方式体现了我国古代工匠在建筑工程领域的非凡才华和智慧。
传统中国古建筑木结构的特征之榫卯结构与模数制度及文化内涵在浙江余姚河姆渡,考古人员发现了一处新石器时代的遗址,人们在这些倒塌木构件上发现有用石斧、石凿、石楔、骨凿等原始工具加工而成的榫头和卯口,这也是中国现已发现的古代木构建筑中最早的榫卯实例,开创了中国传统建筑榫卯技术的先河。
中国古代木构建筑绝大部分构件,特别是主要构件都是采用榫卯形式结合。
几千件,及至数十万件的大小构件用榫卯形式严丝合缝地组合成一座精美的殿堂或楼宇,反映出装配结构知识的成熟,构件加工水平和施工组织水平的高超。
榫卯结构的优点在于构件之间是柔性连接,可以吸收横向水平冲击,具有良好的抗震性能;此外可以预制装配,节省施工期。
缺点是削弱材料断面,不能充分发挥材料的受力潜能。
模树制度中国古典建筑的一个主要特征,是各个结构部分和结构构件之间有着统一的数字比例关系,即模数关系。
不仅如此,古代中国建筑群体的平面构图或单体建筑的平立面比例,也力求一种内在的谐和。
如宋代建筑「构屋之制,以材为祖」的材分制度,清代建筑控制建筑尺度和比例的斗口制度,都蕴含某种内在的和谐与韵律。
这种以某一组有节律的尺寸作为建筑单体和组群的基本模数的观念,早于上古时代建筑中已有体现。
模数制的产生虽有其施工、构造及结构上的原因,但事实上,中国古代的模数制在很大程度上还起到确定建筑单体间的等级秩序、单体建筑自身内在秩序等重要而独特的作用。
比如作为国家法典兼官书公文而面向全国颁发的《营造法式》,明确规定的材分制度包括如下三部分内容:一是「凡构屋之制,皆以材为祖」。
二是「材有八等,度屋之大小,因而用之」。
三是「凡屋宇之高深,名物之长短,曲直之势,规矩绳墨之宜,皆以所用之材之分以为制度焉」。
至唐宋时期,人们已经对建筑的设计、结构、用料、施工做了规范,创造出极富内在秩序的模数制度,通过这个模数制度就把整个中国古典建筑的形制制度化和系统化了。
模数系统的建立,不但在一座建筑内部产生了和谐的比例关系,而且被用来统领和协调建筑群的秩序,即按照单体建筑不同位置及其在群体中的不同作用,来选择确定其材分或斗口,从而确定其建筑的规模和等级,达到群体内部各单体建筑之间的和谐。
中国古建筑之魅力——木结构千年牢固的秘密找好角度,这两块木头就可以插接在一起,连结起来之后非常牢固。
这就是榫卯结构。
中国古代,榫卯工艺的盛名,源远流长。
据说从河姆渡文化遗址算起,榫卯结构在中国至少已有7000年的历史。
榫卯结构,即凸榫、凹卯的木结构,合乎阴阳相融,互相平衡。
这一结构表现上,一阴一阳,一进一出,一高一低,一长一短,彼此能够牢固地结合,不仅能承受压力荷载,还能产生一定的塑形。
无论小型家具,还是大型宫廷建筑,卯榫工艺能确保家具、木制建筑牢固稳当。
如果发生地震,榫卯结构建筑能吸收、卸载能量,就算经历剧烈晃动也鲜少会倒塌,可以将建筑物的受损情况减至最小。
这一结构可谓独具匠心。
北京故宫太和殿的转角柱头榫卯结构。
除了卯榫之外,木器还经常使用天然胶水作为辅助,其中之一便是鱼鳔胶。
有一种说法,榫卯撑起木制工艺的风骨,而鱼鳔胶是让木器更加牢固的法宝。
鱼鳔胶,原料取自深海鱼鳔。
关于鱼鳔的使用,在南北朝的《齐民要术》、明代的《本草纲目》、元代的《饮膳正要》中均有记载。
《本草纲目》卷四十四中,关于鳔胶的描述。
鱼鳔可作为药物与食用,也可用于工艺。
鱼鳔药用、食用,可滋养筋脉、止血、散瘀、消除破伤风。
用于工艺,鱼鳔经过加工,可制成粘性十足的胶水,能牢牢锁住卯榫,加固木制建筑。
鱼鳔是鱼类体内的一个内充气体的囊状器官,可调节鱼在水中的沉浮。
现代化学胶含有甲醛,对人体和接触的材质都有双重危害。
鱼鳔胶是纯天然的粘合剂,且具备很好的伸缩特性,其粘接强度,比一般的动物胶还要大。
木料随着季节变更会有微小的变化,或遇热膨胀或遇冷收缩。
鱼鳔胶水凝固后会随着榫卯结构同步伸缩变动,形成弹性衔接,不会因单纯的硬性粘接,而撕裂木制品的榫卯结构。
采用卯榫结构与鱼鳔胶的木制品,也便于拆卸。
通过鱼鳔胶能溶于热水的特性,融化鱼鳔胶,拆卸木制品时,不会因为粘度过硬而撕伤木制品,影响整体结构。
从这一点来看,古人的智慧是圆容的,能考虑到多层面以及更长远,将智慧巧妙地融合在不同环节中,令后人叹为观止。
浅析中国古建筑大木结构的榫卯形式----------吴其钢徐州市园林技术工程处摘要:榫卯的功能,在于使千百件独立、松散的构件紧密结合为一个符合设计要求和使用要求的,具有承受各种荷载能力的完整的结构体。
关键词:榫卯功能分类名称使用部位我国古代建筑学是一门综合性的科学,是通过一定的建筑艺术形式和一定的工艺技术表现出来的。
有人说“中国古代建筑的大木结构不用一根钉子”,这个说法实际上是一种夸大的说法,但如果单指大木结构的榫卯则是完全正确的。
中国古代建筑的结构,以木材、砖瓦为主要建筑材料,又以木构架结构为主要的结构方式。
中国古建筑是一门独具风格的建筑科学,中国古建筑又以木结构为主,木构件间的联接又以榫卯组合为主。
而今国内现存的古建筑以清代(明代)居多。
通过近几年施工和设计的仿古建筑,剖析其结构形式与工艺技术,得悉其构件联接以榫卯组合为主。
通过对马炳坚先生所著的《中国古建筑木作营造技术》,井庆升先生所著的《清式大木作操作工艺》,及清工部《工程做法则例》的学习,了解了中国古建筑的榫卯技术的形式和多样化以及其功能。
1、榫卯的功能1.1榫卯是相辅相成,相互对应的。
榫:就是小于构件断面凸出的部分,俗称公榫,卯:就是指与榫相结合的另一构件凹下去的部分,俗称母榫。
1.2榫卯的功能,在于使千百件独立、松散的构件紧密结合为一个符合设计要求和使用要求的,具有承受各种荷载能力的完整的结构体。
木结构榫卯技术早在春秋战国时期,就得以应用并逐渐发展,到唐宋时期榫卯技术的应用以达到如火纯清的程度,应用的更加纯熟和讲究。
到明、清时期古代的工匠们将其形式简化,但仍保留其固有的功能,从中充分体现榫卯结构的可靠性。
如一座大型的宫殿式木构建筑要由成千上万个单件组合而成,一座小式的构造简单的古建筑,也要由数以百计的木构件组成。
在这些建筑的木构件中,除椽子和望板外,其余构件几乎全部是用榫卯结合在一起的。
木结构的形式和榫卯结合的方法,是中国古建筑的一个主要结构特点。
2、榫卯的分类木构件榫卯种类很多,形态各异,这些种类和形状的形成,不仅与榫卯的功能有直接关系,而且还与木构件所处的位置,构件之间的组合角度,结合方式以及木构件的安装顺序和安装方法等均有直接关系。
根据榫卯的功能大致可分为六类:固定垂直构件的榫卯;水平构件与垂直构件的拉结相交使用的榫卯;水平构件互交部位的榫卯;水平或倾斜构件重叠稳固所用的榫卯;用于水平或倾斜构件叠交或半叠交的榫卯;用于板缝拼接的几种榫卯。
下面详细介绍一下木构件榫卯的种类、形式及使用部位。
2.1、固定垂直构件的榫卯;在古建筑中垂直构件主要柱子,柱子又分为落地柱和悬空柱两类。
落地柱即柱脚直接落在柱顶石上的柱子,如檐柱、金柱、中柱、山柱都属此类。
悬空柱即落脚在梁架上或被其它构件悬空挑起、捧起的柱子,如童柱、瓜柱、雷公柱等都是悬空柱。
这些垂直构件不管用在什么部位,都要用榫卯来固定它的位置,如管脚榫、套顶榫、瓜柱柱脚半榫。
2.1.1、管脚榫用于固定各种落地的柱根部,童柱与梁架或墩斗相交处,它的作用是防止柱脚位移。
在实际施工中,通常根据柱径大小适当调整管脚榫的尺寸,一般控制在2/10~3/10之间 ,管脚榫截面通常为方形,榫的端部适当收留(即头部略小),外端倒楞,以方便安装(如图1—1--2)。
有些较大规模的建筑,由于柱径粗大,且有槛墙围护,稳定性好,并为制作安装方便,常常不作榫头,柱根部做成平面,柱顶石也不凿海眼,平对平安装(如图1—1--1)。
2.1.2、套顶榫是管脚榫的一种特殊形式,这是一种长短径寸都远远超过管脚榫,并穿透柱顶石直接落脚于磉墩(基础)上的长榫,其长短一般为柱子露明部分的1/3~1/5,榫径约为柱径的1/2~4/5不等(如图1—1--3)。
多用于长廊的柱子(一般每隔2~3根用一根套顶柱),也常用于地势高,受荷载较大的建筑物,它的作用在于加强建筑物的稳定性,但由于深埋地下,易于腐朽,所以埋入地下部分应作防腐处理。
图1--1 管脚榫、馒头榫、套顶榫燕尾榫槽方柱圆柱圆柱透眼套顶榫管脚榫海眼馒头榫2.1.3、瓜柱柱脚半榫与梁架垂直相交的瓜柱(金、脊瓜柱,交金瓜柱等)柱脚也用管脚榫,但这种管脚榫常采用半榫做法。
为增强稳定性,瓜柱又常与脊背结合起来使用。
瓜柱柱角半榫的长度,可根据瓜柱本身的大小适当调整,一般控制在6~8㎝。
2.2、水平构件与垂直构件的拉结相交使用的榫卯;在古建木构件中水平构件与垂直构件相交的节点很多,最常见的有柱与梁,柱与枋,山柱与排山梁架,抱头梁,穿插枋及单、双步梁与金柱、中柱相交部位等。
由于构件相交部位的方式不同,榫卯的形状也有很大的区别。
如馒头榫、燕尾榫、箍头榫、透榫、半榫。
2.2.1、馒头榫是柱头与梁头垂直相交进所使用的榫,与之相对应的是梁底面的海眼。
馒头榫用于各种直接与梁相交的柱头顶部,其长短径寸与管脚榫相同。
它的作用在于使柱与梁垂直结合,避免水平位移。
(如图1—1)2.2.2、燕尾榫用途极为广泛,多用于拉扯联系构件,如檐枋、额枋、随梁枋、金枋、脊枋等水平构件与柱头相交的部位。
燕尾榫又称大头榫和银锭榫。
它的端部宽,根部窄与之相应的卯口则里面大,外面小,安装之后,构件不会出现拔榫现象,是一种很好的结构榫卯。
为增强木构件的稳固性凡需拉结或需用上起下落和方法安装的部位,都应使用此种形式进行卯固。
燕尾榫的长度清工部《工程做法则例》中规定为1/4柱径。
(如图1—1)2.2.3、箍头榫是枋与柱在尽端或转角部相结合时采用的一种特殊结构的榫卯。
它的做法是将枋子由柱中位置向外加出一柱径长,将枋与柱头相交的部位做出榫或套碗,以箍住柱头。
箍头常做成霸王拳或三岔头形状。
一般带斗栱的宫殿式大木作采用霸王拳作法,而无斗栱的园林建筑或处于次要地位的配房常采用三岔头形式。
箍头的高低薄厚均为枋子正身尺寸的4/5。
使用箍头枋,对于边柱或角柱既有很强的拉结力,又有箍锁保护柱头的作用,而且箍头还是很好的装饰构件。
(如图1—2)2.2.4、透榫用于大木作构件,常做成大进小出的形状。
所谓大进小出是指榫的穿入部分,高按梁或枋本身高,而穿出部分则按穿入部分减半。
这样做既美观又减小榫头对柱子的伤害面。
透榫穿出部分的长度清工部《工程做法则例》中规定由柱外皮向外出半柱径或构件自身高度的1/2。
榫的厚度一般等于或略小于柱径的1/4或等于枋(或梁)厚的1/3,透榫穿出部分,一般做成方头,也有做三岔头或麻叶头形状的。
透榫适用于需要拉结,但无法用上起下落的方法进行安装的部位,如穿插枋两端,抱头梁与金柱相交部位等。
(2)组合透视(1)剖析透视柱图1--2 箍头榫与柱头卯合山面檐面柱山面檐面2.2.5、半榫与透榫的使用部位和做法基本相同,榫长至柱中两端同时插入的半榫,则要分别做出等掌和压掌,以增加榫卯的截面积。
半榫是在无法使用透榫的情况下才使用半榫如排山梁架后尾与山柱相交处。
半榫的通常做法是将培训班径均分三份,榫高均分两份,如一端的榫上部长占1/3柱径,下半部占2/3,则另一端的榫上半部占2/3,下半部占1/3。
半榫易出现拔榫现象,从而使结构松散,为解决这个问题古人采取在下面安装雀替或替木的方法,增大梁架与柱子的搭接面,并在雀替或替木的上面与梁迭交的地方安装销子榫或钉铁钉,以防止梁架向前后脱出。
2.3、水平构件互交部位常用的榫卯水平构件互交,在古建大木作中常见于檩与檩、扶脊木与扶脊木、平板枋与平板枋之间的顺接延续或十字搭交。
如大头榫、十字刻半榫、十字卡腰榫。
2.3.1、大头榫的做法与燕尾榫基本相同,也是采用上起下落的方法安装,它常用于正身部位檐、金、脊檩以及扶脊木等的顺延相交部位,起拉结作用。
2.3.2、十字刻半榫主要用于方形构件的十字搭接,多见于平板枋的十字相交。
制作要求是在相交处各在枋上、下面刻去薄厚的一半,刻掉上面一半的为等口,下面的为盖口,制作时应为山面压檐面,刻口外侧要按仿宽的1/10做包掩。
2.3.3、十字卡腰榫主要用于圆形或带有线条的构件的十字相交,用于搭交桁檩。
制作时将桁檩沿宽窄面均分四份,沿高低两面分二份,根据所需角度刻去两边二份,按山面压檐面的原则各刻去上面和下面的一半,然后扣接。
2.4、水平或倾斜构件重叠稳固所用的榫卯水平(或倾斜)构件叠交有两种情况,一种是两层或两层以上构件叠合,再一种就是两层或两层以上构件垂直(交角成90度)或按一定角度半叠交。
在这时古代工匠们采取了栽销和穿销的方法不解决这些问题。
2.4.1、栽销就是在两层构件叠交面的对应位置凿眼,然后把木销栽入下层构件的销子眼内,安装时将上层构件的销子眼与栽好的销子榫对应入卯。
销子的大小长短可根据构件的尺寸灵活控制,但应保证上下两层构件的稳固度。
2.4.2、穿销与栽销的方法类似,不同之处是栽销法销子不穿透构件,而穿销法则穿透两层或多层构件。
2.5、用于水平或倾斜构件叠交或半叠交的榫卯水平或倾斜构件重叠稳固需用销子,而当构件按一定角度叠交或半叠交时,则需采用桁碗,刻榫或压掌等榫卯来稳固。
如桁碗、趴梁阶梯榫之类来稳固防止位移,以增强其安全性。
2.5.1、桁碗即放置桁檩的碗口,在柁梁头或脊瓜柱顶部。
在古建大木作中用处很多,凡桁檩与柁墩、脊瓜柱相交处都须使用桁碗。
桁碗的大小根据桁檩的直径来确定,深不大于1/2檩径,浅不小于1/3檩径。
2.5.2、趴梁阶梯榫多用于趴梁、抹角梁与桁檩半叠交以及短趴梁与长趴梁相交的部位。
阶梯榫一般做成三层,底下一层深入檩半径的1/4,为趴梁榫袖入檩内部分;第二层尺寸与第一层相同,第三层有的做成燕尾榫状,起拉接作用,也可以做直榫,榫长不得超过檩中。
2.6、用于板缝接的几种榫卯在古建大木作和部分装修构件常需用很宽的木板,如博缝板、山花板、挂落板以及榻板、实榻大门等,这就需要用板材拼接,如何拼接,这时就需用榫卯来拼合,如银锭扣、穿带、抄手带、裁口、龙凤榫之类来将小板拼接成大板。
2.6.1、银锭扣又叫银锭榫,是两头大,中腰细的榫(如图1—3--1)。
将其嵌入两板缝之间,可发防止胶水年久失效后拼板松散开裂。
常用于榻板,博缝板等处。
2.6.2、穿带是将拼粘好的板的反面刻剔出燕尾槽(如图1—3--2)。
槽的一端略宽,另一端略窄,深约为板厚的1/3。
然后交将做好的燕尾带(一头略宽,一头略窄)打入槽内。
这种做法可以防止开裂,还可以防止板面凸凹变形。
每块板一般穿三道或三道以上,带应对头穿,以便将板缝挤严。
2.6.3、抄手带是穿带的另一种形式,但不同于穿带(如图1—3--3)。
抄手带必须在木板的小面居中打透眼,将要拼粘的木板配好,拼好缝,然后在需要穿入抄手带处弹出线,在小面打透眼,再把板粘合起来,将准备好的抄手带抹好胶水对头打入。
抄手带本身必须是强度很高的硬木,做成楔形,多用于实榻大门。
(1)银锭扣燕尾槽(5)龙凤榫(4)裁口(3)抄手带(2)穿带图1--3 板缝拼接榫卯2.6.4、裁口是将木板小面用裁刨裁掉一半,裁去的宽与厚近似,木板两边交错裁去,然后搭接使用,这种作法常用于山花板(如图1—3--4)。