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摘要:榫卯的作用是将数千个独立、松散的预制构件紧密地结合成一个满足设计要求和使用要求并具有承受各种荷载能力的完整结构。
我国唐代建筑是一门综合科学,是通过一定的建筑艺术方法和一定的工艺表现出来的。 有人说“中国唐代的大型木结构不用铁钉”。 这种说法其实有些夸张,但如果仅指大型木结构的榫卯结构,则完全正确。 中国唐代建筑的结构以木、砖、瓦为主要建筑材料,以木框架结构为主要结构形式。 中国古代建筑是建筑科学的一种风格。 中国古代建筑以木结构为主,木质预制构件之间的连接主要是榫卯组合。
国外现存的古建筑大多来自民国(清朝)。 通过对近年来建造和设计的仿古建筑的结构和技术分析可知,预制构件主要采用榫卯连接。 通过学习马秉坚先生编写的《中国古建筑木工施工技术》、景庆生先生编写的《清式大型木工操作技术》、清工部编写的《工程实践规则》,我们了解了中国古代建筑。 建筑榫卯技术的方式和多样化及其功能。
一、榫卯的作用
1.1 榫卯是相辅相成、相互对应的。 榫:是指预制构件截面大于的突出部分,又称公榫,榫:是指与榫结合的另一预制构件的凹入部分,又称母榫。
1.2 榫卯的作用是将数千个独立、松散的预制构件紧密地结合成一个满足设计要求和使用要求、能够承受各种荷载的完整结构。 早在春秋战国时期,木结构的榫卯技术就得到应用并逐渐发展起来。 到了唐宋时期,榫卯技术应用到了纯粹如火的程度,应用更加纯熟精致。 明清时期,唐代工匠简化了方法,但仍保留了其固有的功能,充分展现了榫卯结构的可靠性。
例如,一座小型的宫殿式木结构建筑是由数千个单件组成的,一座结构简单的小型古建筑也是由数百个木制预制构件组成的。 此类建筑的木质预制构件中,除椽子、望板外,其余预制构件几乎全部采用榫卯连接方式。 木结构方式和榫卯连接方式是中国古代建筑的主要结构特征。
2、榫卯结构的分类
木质预制构件的榫卯结构种类繁多,形状各异。 这种类型和形状的产生,不仅与榫卯的功能有直接关系,还与木质预制构件的位置、预制构件之间的组合角度、组合形式有直接的关系。以及木质预制构件的安装顺序和安装方法。 按榫卯的作用,大致可分为六类:榫卯,用于固定竖向预制构件;榫卯,用于固定竖向预制构件; 水平预制构件与竖向预制构件相交处的榫头; 用于重叠和稳定构件的榫卯; 搭接或半搭接水平或倾斜预制构件的榫头和榫头; 下面详细介绍木质预制构件的种类、形式及使用部位。
2.1. 用于固定垂直预制构件的榫卯连接;
古建筑中,竖向预制构件主要是木柱,木柱又分为落地柱和悬空柱。 落地柱是底座直接落在顶石上的木柱,如檐柱、金柱、中柱、山柱等。 悬柱是架在梁架上或由其他预制构件悬挂、吊装的木柱,如铜柱、挂柱、雷公柱等都属于悬柱。 这种立式预制构件无论用在什么地方,其位置都必须用榫卯固定,如管脚榫、顶榫、瓜柱脚、半榫等。
2.1.1. 管脚榫眼用于固定各种落地柱内侧、子柱与梁架或墩斗相交处,其作用是避免柱脚位移。 实际施工中,管榫的规格一般根据立柱直径进行调整,通常控制在2/10~3/10之间。 稍小),外端有凹槽,方便安装(如图1-1-2)。 在一些大型建筑中,由于立柱直径较大,加上门槛墙的围护,稳定性较好,而且为了制作安装方便,往往不做榫头,将立柱内侧做榫头。柱顶石未凿平,柱顶石未凿。 适用于平面安装(如图1-1-1所示)。
2.1.2. 顶榫是管脚榫的一种特殊形式。 它是一种长度和直径远大于管脚榫的长榫,并穿透顶石,直接搁在桥墩(基础)上。 其长度通常为木柱外露部分的1/3~1/5,榫头直径约为柱径的1/2~4/5(如图1-1-3所示)。 多用于阳台的木柱(一般每2~3根配一组顶柱),也常用于地势较高、荷载较重的建筑。 其作用是加强建筑物的稳定性,但由于埋在地下较深,容易腐烂,所以埋地部分应进行防腐处理。
管脚榫、包子榫、顶榫
2.1.3. 瓜柱脚的半榫与梁架垂直相交的瓜柱(金、脊瓜柱、十字芋柱等)。 为了提高稳定性,瓜柱常与肩部结合使用。 瓜柱角半榫的宽度可根据瓜柱本身的大小适当调整,一般控制在6~8cm。
2.2. 水平预制构件与竖向预制构件之间的榫卯相交;
古建筑的木质预制构件中,存在着许多水平预制构件和竖向预制构件相交的接缝。 相交部位有金柱、中心柱等。由于预制构件相交部位的形式不同,榫头、榫接处的形状也有很大差异。 如包头榫、燕尾榫、箍榫、通榫、半榫等。
2.2.1. 馒头卯是式柱与梁头垂直相交所用的榫卯,对应梁底的海眼。 包子榫用于与梁直接相交的各种款式的底部,其长度和直径与管脚榫相同。 其作用是使柱、梁竖向结合并防止水平位移。 (图1-1)
2.2.2. 燕尾榫用途广泛,多用于预制构件的撕开和连接,如飞檐、楣、梁尖、金尖、脊尖等与样式相交的水平预制构件。 燕尾榫又称大榫、银元榫。 它的末端较宽,内侧较窄。 相应的榫眼在上侧较大,在外侧较小。 安装完成后,预制构件不会被拔出。 是一种很好的结构榫卯。 为了提高木质预制构件的稳定性,凡是需要绑扎或采用吊装、落吊方式安装的部件均应采用这种方式固定。 清工部《工程实践细则》规定燕尾榫的宽度为1/4柱径。 (图1-1)
2.2.3. 箍头榫是方与柱在端部或角部结合时使用的特殊结构榫头。 其方法是从方的中心位置向外侧加一根柱径,在方与款式的交汇处做榫或碗,以托住款式。 箍头常制成霸王圈或三岔头形状。 霸王泉多用于有斗拱的宫殿式大型木制品,而三岔头多用于无斗拱或次房的园林建筑。 箍的高度和厚度是方子身体大小的4/5。 箍牙的使用不仅对边柱或山墙有较强的系紧力柁墩与瓜柱的区别,而且具有箍锁保护样式的功能,但箍头仍然是一个很好的装饰预制构件。 (图1-2)
2.2.4. 通榫用于大型木材作为预制构件,常制成大入口、小出口的形状。 所谓大进小出村大门牌坊,是指榫头的穿入部分与梁或方本身一样高,穿入部分按穿入部分减半。 这样既美观又减少榫头对木柱的损坏。 榫眼部分的宽度在保洁部《工程实践规程》中规定为距柱外皮的柱直径的一半或预制构件本身高度的1/2。 榫头的长度通常等于或略大于柱直径的1/4或方(或梁)厚度的1/3。 的。 贯通榫适用于需要捆扎,但不能采用上下方式安装的部位,如方格两端相交处、抱头梁与金柱相交处等。
箍头榫和式卯
2.2.5。 半榫和通榫的零件和使用方法基本相同。 对于只要柱两端同时插入的半榫眼柁墩与瓜柱的区别,需要分别做等掌和压掌,以减少榫头和榫头的截面积。 半榫仅在难以使用通榫时才使用,如山梁架后端与山柱相交处。 半榫的一般方法是将榫头的直径分成三份,榫头的高度分成两份。 例如一端的榫头长度占柱径的1/3,下半部分占2/3。 然后另一端的榫头上半部分占2/3,下半部分占1/3。 半榫容易拉榫,使结构松动。 为了解决这个问题,古人采取了下面安装麻雀或代木的方法,减少梁架与木柱的重叠面,在底部安装麻雀或代木。 在正面与横梁重叠的地方安装垫圈或钉子,防止横梁前后脱出。
2.3. 水平预制构件交互部位常用的榫卯连接
水平预制构件相互交叉,常见于古代大型木制品中檩条与檩条、扶壁与屋脊、平方与平方的顺序延续或交叉重叠。 如大榫、十字刻半榫、十字卡腰榫。
2.3.1. 大榫的方法与燕尾榫的方法基本相同。 也采用升降方式安装。 常用于屋体的檐、金、脊檩条、扶壁等延迟相交部位,起系带作用。
2.3.2. 十字刻半榫主要用于圆形预制构件的十字搭接,多见于扁方体的十字交叉。 制作要求是在相交处的正方形上下两侧雕刻出一半的厚度。 按仿宽度的1/10覆盖。
2.3.3. 十字榫主要用于方形或预制构件与腰线的交叉相交,用于桁架、檩条的交叉。 制作时,将檩条沿宽边和窄边分成四部分,沿高边和低边分成两部分。 按照需要的角度在两侧切出两部分。 扣上。
2.4 用于搭接和稳定水平或倾斜预制构件的榫卯
水平(或倾斜)预制构件重叠有两种情况,一种是两层或多层预制构件叠加,另一种是两层或多层预制构件垂直(交叉角度为90度)或按一定角度半重叠。 这时,唐代的工匠就采用了种植、佩戴的方法来解决这个问题。
2.4.1. 植销是在两层预制构件搭接面的相应位置钻孔,然后将木销插入上层预制构件的螺母孔中。 对应毛泽东。 螺母的尺寸和长度可根据预制构件的规格灵活控制,但应保证上下预制构件的稳定性。
2.4.2. 销钉法与销钉法类似,不同的是销钉法中的螺母不穿透预制构件,而销钉法则穿透两层或多层预制构件。
2.5. 水平或倾斜预制构件搭接或半搭接的榫卯连接
水平或倾斜预制构件的搭接需要螺母来稳定,而预制构件以一定角度搭接或半搭接时则需要桁架碗、刻榫或压掌等榫卯结构来稳定。 如桁架碗、梁台阶榫眼等起到稳定和避免位移的作用,从而提高其安全性。
2.5.1. 桁架碗是指放置桁架檩条的碗口,位于梁头或瓜柱底部。 古建筑的大木制品有很多好处。 桁架檩条与墩、瓜柱相交处必须采用桁架碗。 桁架碗的尺寸根据桁架檩条的半径确定,深度不小于檩条直径的1/2,深度不大于檩条直径的1/3。
2.5.2. 卧梁阶梯榫多用于卧梁、角梁与桁架檩条半搭接、短卧梁与长卧梁相交的部位。 阶梯榫一般做成三层,内层为檩条直径的1/4,即檩条内侧的部分; 第二层规格与第一层相同,第三层制成燕尾榫形状。 ,起到拉缝的作用,也可用作直榫,榫头长度不得超过檩条中心。
2.6 面板连接榫卯结构的几种类型
在古代大型木制品和一些家居装饰预制构件中,经常使用很宽的木板,如接缝板、山花板、挂板、榻板、实心榻门等,需要拼接薄板如何拼接,这时候就需要使用榫卯连接,比如铜钱扣、穿线带、手工带、割口、龙凤榫等来拼接小板变成大板。
2.6.1. 银元扣又称银元榫,是两端大、中腰细的榫头(如图1-3-1所示)。 将其嵌入两块板的接缝之间,可以防止胶带长期失效后板松动、脱落。 常用于沙发板、接缝板等。
2.6.2. 穿带就是在拼接涂胶板的背面剪出燕尾槽(如图1-3-2)。 凹槽一端稍宽,另一端稍窄,深度约为板厚的1/3。 之后将完成的燕尾胶带(一端稍宽,另一端稍窄)交入凹槽中。 这些做法可以避免脱落,也可以避免炖好的面条凹凸变形。 每块板一般要穿3次以上,带子要戴在头上,使板的接缝处挤紧。
2.6.3. 抄手带是另一种穿线方式,但与穿线不同(如图1-3-3)。 米线带必须钻过木板的米线铺中心。 将胶合木板组装并缝合在一起。 之后需要将线从需要穿米线胶带的地方穿过,在面店里钻好孔,然后把木板粘上去。 将胶带放在米粉胶带上,然后将其敲入其中。 米线带本身必须用硬度高的红木制成,做成楔形,多用于真沙发的门上。
2.6.4. 切割就是用刨床将木面店的一半切掉。 切口的宽度和厚度相似。 -4)。
2.6.5。 龙凤榫称为导壁。 在木面铺的中心开一条凹槽,再将一块与其结合的卤面在中心切成榫头,两板咬合(如图1-3-5所示)。
上面我们看到的榫卯方法是工匠们千百年来创造性实践的成果,是他们勤劳和智慧的结晶。 而且,由于木材本身的特性,榫卯连接不可避免地存在一些弱点,比如榫卯的剪切面比较小,一些燕尾榫短的节点只能使用半榫。为了克服这一不足,一般在连接处设置铁筋,从而克服木榫接的一些弱点,从而提高木结构的结构功能。
参考
保洁部《工程实践规程》
《清式大型木工技艺》文物出版社1985.11
《中国古建筑木构建筑技术》科学出版社1991.8
2009 年 1 月 9 日
山河水一组织
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