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    什么是榫卯?
    時間:2020-1-8 9:22:17



    E景觀 2019-11-18

    頭條時刻,時刻新鮮....




    山無棱,江水為竭

    冬雷震震,夏雨雪,

    天地合,乃敢與君絕

    陪伴是最深情的告白

    有一種地老天荒的相守

    有一種生死相隨的浪漫

    叫——榫卯


    應縣木塔作為世界上最高、最古老的木結構佛塔

    建于遼代清寧二年(公元1056年)

    至今已歷960多年

    雖歷經了狂風暴雨、強烈地震、炮彈轟擊

    (塔身上彈痕累累,可以看見嵌進去的彈頭)

    仍然屹立



    △山西應縣木塔,圖片來源于網絡


    整個建筑主體2600多噸

    純木結構、無釘無鉚,不打膠

    正是通過榫與卯之間巧妙的構架與咬合

    使3000立方米木料渾然一體,生死不棄

    那么問題來了,什么是榫卯?



    什么是榫卯?


    從功能角度來講榫卯是

    木質器物之間起連接作用的一種結構

    多應用于建筑、家具、生產工具等方面

    凸出部分叫榫(或榫頭)

    凹進部分叫卯(或榫眼、榫槽)



    △ 最簡單的一種榫卯結構圖解,圖片來源于網絡



    榫與卯之間通過木材的多與少

    高與低、長與短之間的巧妙組合

    有效地限制木件向各個方向的扭動

    起聯接和固定作用

    古人云:“榫卯萬年牢”

    正是通過榫卯這種巧妙的連接方式

    使得應縣木塔歷經千年的風雨飄搖而屹立不倒



    II 


       榫卯為何如此牢固?

    我們從三個方面來說明問題


    「物理性質上的避弱就強」


    從物理性質方面來講

    木質材料由縱向纖維構成

    只在縱向上具備強度和韌性,橫向容易折斷

    榫卯通過變換其受力方式

    使受力點作用于縱向,避弱就強





    △中國古代楔釘榫,圖片來源于知乎答主筱頑咚



    「結構上的剛柔并濟」


    木質材料受溫度、濕度的影響比較大

    榫卯同質同構的鏈接方式下

    使得連接的兩端共同收縮或舒張,整體結構更加牢固

    而鐵釘等金屬構件與木質材料在同樣的熱力感應下

    應膨脹系數的不同從而在連接處引起松動

    影響整體的使用壽命

    剛的一面,體現在凹凸面相互咬合后

    不用訂、繩、自然形成一個整體

    提高整體的負荷能力

    柔的一面,能夠承受一定的變形

    消耗一些能量、減少結構響應



    △在地震模擬的反應中,整個榫卯結構模型出現輕微的晃動,但沒有出現實質性的破壞。


    「構造上的巧奪天工」


    在東亞地區特別是我國

    古代的能工巧匠

    以其天馬行空的想象力和精湛的工藝手法

    創造出了無與倫比的榫卯構造方式

    將木質材料的應用推到了一個登峰造極的水平

    不僅構造精奇,更是數量眾多

    在牢固的基礎上,不同的榫卯滿足于不同的應用方式

    其榫卯結構樣式更是多達上百種

    話不多說,來幾張動圖感受下~










    △以上動圖為以精巧著稱的日式榫卯,圖片來源于網絡


    接下來再看幾組實物榫卯動圖

    (多為中式榫卯)





    △以上動圖為傳統中式榫卯,雖不似日式榫卯精巧絢麗,但更加實用牢固,圖片來源于網絡


    這只不過是古人榫卯構造方式的冰山一角

    榫卯構造在我國幾千年的沉淀與發展中

    適用、美觀、堅固三者兼備

    代表著木質材料在形式構造方面的最高典范

    (我國古代不同榫卯構造的分力、應力方式將在下文詳細展開)



    △《營造法式》榫卯類型:梁柱等卯口,在1000年前宋代的《營造法式》中已經有各種巧妙的榫卯結構



    III


    那些關于榫卯的錯誤認知



    「榫卯起源于我國,是我國特有的嗎?」


    僅對歐洲而言,貫穿于整個前工業時代

    在歐洲木材豐富的地區,大到教堂屋頂構架橋梁

    小到山野民宿,榫卯都是最常見的構建連接手段

    木材作為最原始的建筑和家具材料是全球性的

    座椅也是途徑西亞傳入中國

    在沒有金屬大規模生產的前工業時代

    世界各地的人不可避免的都有要與土木打交道

    在各地人民長期實踐中自然而然的就掌握了榫卯技術



    △德國出土的古老榫卯結構



    △十九世紀六十年代馬塞諸塞州溫莎市三灣谷倉處的榫卯結構


    應該說榫卯是在整個前工業社會是一個現象級的產物

    我國文明產生較早大規模工業生產到來得太遲

    我國榫卯結構的應用與發展因此有了極長的時間厚度

    加之我國古代聚居地區天然石材較少、人口眾多

    天然親近與榫卯的構建連接方式

    使得我國古代人民對榫卯更有一種別樣的感情




    △建于公元782年(唐代),距今已有1200多年的南禪寺大殿



    「榫卯構造的中國古建筑不用一根釘子,

    究竟是不是事實?」



    釘子作為一種非常方便、實用的加固技術

    古人為何要跟釘子過不去,以至于“一根不用”?

    首先這從情理上是說不通的

    不過就古代生產力水平而言,類似釘子這樣的物件

    都還需要鐵匠一個一個的制作,成本極高

    加之對木質材料而言

    釘子還具有膨脹系數不同、容易生銹等缺點

    所以在我國古代建筑、家具的主體結構中

    榫卯所占比例較大

    部分構筑物、家具采取榫卯與釘子相結合的組合方式



    △宋代張擇端《清明上河圖》中的虹橋沒有橋墩,用的是一種中國古老的“榫卯”結構,就像雙手十指緊扣時那樣難舍難分,使橋異常牢固。




    除釘子之外某些榫卯的連接處也會采用膠來加固

    我國古代大多用魚鰾膠來固定

    魚鰾膠作為榫卯結構的輔助

    其遇熱水可以化開,可以拆卸,可以修補



    “不使用一顆釘子”這個說法偏離事實甚多

    唐代文學家杜牧《阿房宮賦》記載:

    “釘頭磷磷,多于在庾之粟粒;

    瓦縫參差,多于周身之帛縷”

    表明阿房宮中所用釘子的數量之多



    IV


    榫卯的具體應用


    對于我國而言,建筑、家具這兩大類

    對榫桙的應用最為顯著和數量眾

    要明白不同榫卯在建筑和家具中起到的具體作用

    我們先來簡單介紹下我國建筑、家具兩大構造系統



    △故宮@蘇唐詩


    △開封山陜甘會館@蘇唐詩


    建筑中的木構是梁柱系統、家具中的木構是框架系統

    兩個結構系統之間同樣都靠榫卯來連接構造原理相同

    建筑的梁柱系統通過柱子與橫梁的交疊扣搭

    以此來支撐整個屋頂的重量

    梁柱之間不同的搭配

    又可以形成抬梁式與穿斗式等不同的樣式

    在梁柱體系完成以后

    再以磚、夯土、木質板材等形式做墻

    古人所謂“墻倒屋不塌”就是這個道理



    @蘇唐詩




    而對于家具的框架系統而言

    足腿相當于建筑的柱子

    棖(cheng)子跟牙子相當于建筑的梁

    起固定連接作用。案面相當于建筑的屋頂

    其中足腿起支撐作用

    棖(cheng)子跟牙子其分解重量與固定的作用

    三者通過榫卯連接形成,渾然一體









    「榫卯在家具上的應用」


    唐代以前的古人多席地而坐

    此時家具大多重心較低,形態偏厚重

    對榫卯結構性功能要求相對較低








    △電視劇《瑯琊榜》劇照(故事架空背景為南北朝時的梁朝)


    唐代床、椅等高腳家具形式傳入中國后

    古人坐姿的改變便加大對家具的承重要求

    此時榫卯結構充分地與“新式家具”相結合

    經過宋元時期的發展

    中國傳統家具終于在明代達到了頂峰

    明式家具成為為中國家具史上最高的巔峰

    在世界工藝史上也成為獨樹一幟的存在








    △榫卯連接的明式家具


    接下來介紹幾組榫卯在家具中(框架系統)的具體應用


    連接立木與橫木之間的:粽角榫


    在整體構架上傳統家具

    充分發揮木質材料在縱向上的韌性與耐力

    以足腿的立木作支柱

    橫木的棖子、牙子作聯結材,支撐案面

     在足腿與案面之間的支撐多采用粽角榫的榫卯形式



    連接立木和橫木之間的榫卯:插肩榫


    插肩榫為橫木與立木之間的支撐起固定作用

    是我國傳統家具中“牙子”的主要來源方式

    其不僅僅穩定了橫木與立木之間直角關系

    使其不變形分散由上而下的壓力

    同時還有一定的美化裝飾作用






    粽角榫與插肩榫的結合


    高束腰抱肩榫、掛肩四面平榫

    將粽角榫的支撐作用與插肩榫的固定作用充分結合

    使整個家具的框架系統更為穩定




    高束腰抱肩榫


    掛肩四面平榫



    在粽角榫與插肩榫的結合之后

    家具下方往往再加上牙子對整個框架系統再次固定

    重重固定之下使整個系統牢不可破




    加牙子無束腰腿足與案面結合


    一腿三牙結構




    我國家具也多通過

    粽角榫與插肩榫的結合的方式形成束腰

    不僅使整個更加牢固

    同樣也形成了獨有的美感

    束腰有兩種做法

    一種低束腰、一種高束腰

    綜合來說,它們的作用都在于

    使面板與腿足之間增加了一個過渡階段

    從而大大增加了裝飾藝術的發揮空間









    △古代家具的束腰之美


    連接棖子的榫卯


    棖子的連接方式

    同樣是發揮木質材料在縱向上的耐性

    立木足腿橫木為棖子

    在足腿作為整個框架系統的支撐時

    棖子固定幾個足腿的受力方向

    將所有的受力集中在縱向上

    提高整個框架系統的使用年限




    △方腿方棖的連接方式


    △園方結合的連接方式



    △多個棖子之間的交叉固定


    △多個棖子之間的交叉固定





    △椅盤邊抹與椅子腿足的結構


    鏈接兩塊橫向木材和彎形材料的榫卯-楔釘榫


    楔釘榫的作用是用來連接彎形木質材料

    多見于圓形、桌圈椅等

    楔釘榫通過兩片榫頭合掌式交搭

    兩片榫頭各出一節小榫頭

    分別插入對方的榫眼

    這種固定顯然是只從前后、

    上下或者說豎向和縱向上受力

    最后還加上一個方形榫釘

    直接貫穿兩個榫片的交接處

    這樣就巧妙解決了橫向的受力問題



    △楔釘榫


    △圈椅頂部的彎曲木材多通過楔釘榫連接


    面板之間的榫卯鏈接-攢邊打槽裝板、燕尾榫


    跟房屋、臺座一樣,我國家具的案面

    大多都作四方形多見于案、桌、幾

    四方形的結體是可變的、不穩定的

    但由于其利用榫卯使用了“攢邊裝板”的方式

    加強了結點的剛度,迫使角度不變

    將支架固定起來,消除了結體的不穩定因素

    同時還能將重量負荷均勻而又合理地傳遞到腿足上去







               


    除方形攢邊打槽裝板形成方形案面之外

    攢邊打槽裝板的榫卯方式也可以形成圓形的樣式

    多用于園幾、圓桌等



    △圓形攢邊打槽



    △紅木雙拼大圓桌


    △紅木鑲癭木高香幾



    燕尾榫


    因形似燕子的尾巴而得名,相傳為魯班發明

    被后世尊稱為“萬榫之母”

    是指兩塊平角直角相接時

    為了防止受拉力脫開

    將榫頭做成梯臺形,形似燕尾

    使兩者之間相互咬合,極為牢固






    以上只是一些基礎榫卯在家具中的應用

    在不同的實際情況中

    榫卯又會根據不同的要求從而在形式上千變萬化


    「建筑篇」


    建筑中榫卯技術的應用

    最早追溯到我國距今約7000年前的

    河姆渡時期的木質建筑中

    我們的祖先從巢居到干欄式的居住進化過程中

    誕生了此項應用技術



    △河姆渡干欄式建筑遺址


    在河姆渡干欄式建筑中形成了早期的梁柱系統

    作為梁柱系統重要的連接方式——榫卯

    在河姆渡遺址更是出土了上百件之多








    △夏代二里頭遺址復原圖


    秦漢時代,隨著“秦磚漢瓦”的大規模應用

    產生了以阿房宮、西漢長安城為代表的一系列大規模建筑

    以磚瓦為主要材質的屋頂形式

    取代了之前的茅草屋頂

    屋頂結構的改變增加了對梁柱系統的承重要求

    其連接方式——榫卯同樣也面臨著新的挑戰

    由此在梁柱結構與屋頂系統的連接處

    便有榫卯構建連接形成的斗拱等構架形式

    (會在下文詳細展開)


    (“秦磚漢瓦”為宋代金石學對秦漢時代畫像石和瓦當的統稱,我國最早的“瓦”的應用可以追溯到周代)


    △根據建筑史學家楊鴻勛先生的《陜西西安漢長安城未央宮址前殿復原設想鳥瞰圖》制作的漢未央宮模擬圖。(制圖/丁雨佳)


    △漢長安南郊禮制建筑中心建筑復原圖。王世仁復原。


    △中國山東出土的漢代畫像石拓片,淺浮雕。上面已經明顯看到斗拱的存在。



    △五層彩繪陶倉樓,焦作市馬作村出土


    △山東畫像石墓建筑斗拱從魏晉到唐宋時期是佛教在我國的大發展時期佛教建筑中“塔”、“窟”等形式的傳入豐富了我國建筑樣式的同時也加大木質樓閣在建筑中的比例木質‘塔’式結構的廣泛應用加大了對我國古代建筑行業的要求使得我國對榫卯鏈接方式的探索也到達了一種更高層次的水平

    ▲ 攝影師@劉樂俊,山西應縣木塔

    宋代李誡在兩浙工匠喻皓《木經》的基礎上編成的由北宋官方頒布的一部建筑設計、施工的規范書——《營造法式》是我國古代最完整的建筑技術書籍標志著中國古代建筑已經發展到了較高階段


    △《營造法式》(陶本)書影


    △《營造法式》(陶本)大木作制造圖樣之一接下來介紹幾組建筑中的榫卯上文已經提到我國傳統建筑多為梁柱系統,整個建筑結構依靠柱子支撐屋頂重量,柱子之間依靠雀替和枋來防止變形(類似于家具中的牙子跟棖子)。接下來我們就來看一下梁柱系統里榫卯在其中的具體應用。各種榫卯形式構建形成了傳統建筑梁柱系統的主要形式固定柱腳的榫卯構建—— 管腳榫、套頂榫管腳榫,因施于腿足的下部,故名管腳榫顧名思義就是固定柱腳的榫用于各種落地柱的根部,防止柱腳位移圖片來源于:木材圈套頂榫是管腳榫的一種特殊形式它是一種長短、徑寸都遠遠超過管腳榫并穿透柱頂石直接落腳于磉墩(sǎngdūn)的長榫△圖片來源:木材圈圖2、圖3為管腳榫與套頂榫的比較較大規模的建筑,由于柱徑粗大,且有欄墻維護,穩定性好,并為制作安裝方便,常常不做管腳榫,圖1
    柱與梁之間的連接固定部件——饅頭榫、箍頭榫、半榫、透榫、燕尾榫梁柱之間的榫卯構建方式往往根據建筑物體積、材質、用途等方面的不同而呈現出不同的連接構建方式我國古建筑梁柱之間多以饅頭榫、箍頭榫、半榫、透榫、燕尾榫這五種榫卯方式相互配合(饅頭榫) 饅頭榫是柱頭與梁頭垂直相交時所使用的榫子與之相對應的是梁頭底面的海眼饅頭榫用于各種直接與梁相交的柱頭頂部其長短徑寸與管腳榫相同
    (透榫、透榫)“透榫”和“半榫”都屬于丁字型穿插的樣式多用于柱子和梁、枋之間的連接透榫的榫頭穿透榫眼半榫的榫頭不穿頭榫眼透榫構造方式更為牢固半榫更加整潔美觀







    (箍頭榫)
     箍頭榫是兩個橫向木材在盡端或轉角部位相結合時采取的一種特殊結構的榫卯"箍頭"二字顧名思義是"箍住柱頭"的意思將枋子由柱中位置向外加出一柱徑長將枋與柱頭相交的部位做出榫和套椀從而形成箍頭






    梁柱之間的榫卯構建作

    為整個梁柱系統重要的承重節點

    饅頭榫、箍頭榫、半榫、透榫、燕尾榫等

    構建形式往往根據實際需要

    相互搭配組合產生不同的樣式


    幾種榫卯之間的穿插配合(圖片來源于網絡)
    屋頂與柱子、梁架之間的連接——斗拱

    斗拱是柱子與梁架之間的過渡構件主要作用就是擴大梁枋和柱頭的接觸面從而加強梁架與柱頭的聯系以承托中國建筑那高大厚重、出檐深遠的屋頂



    圖片來源于網絡
    其構建形式頗為復雜通過橫木與立木之間巧妙的連接使柱子與屋頂之間的受力面達到最大的同時使得屋頂的跨度長于立柱形成“飛檐”的效果圖片來源于網絡斗拱上承屋頂,下接立柱在中國古建筑中,扮演著頂天立地的角色正因如此,斗拱是中國古建筑抗震能力的關鍵所在俗話說“榫卯萬年牢”如遇地震,在斗拱的起承轉合下,建筑體松而不散能如太極般以柔克剛,巧妙化解地震沖擊



    在地震模擬的反應中

    整個榫卯結構模型出現輕微的晃動

    但沒有出現實質性的破壞




    榫卯的具體表現除了在家具、建筑兩大領域外

    也表現于我國古人生活的方方面面

    建筑、家具、玩具、生產工具等

    處處無一不是它的身影

    基本可以說:

    在我國古代只要有木質材料在的地方便會有榫卯的身影




    魯班鎖(這種三維的拼插器具內部的凹凸部分(即榫卯結構)嚙合,十分巧妙。在三國時期孔明把魯班的這種發明制成了一種玩具——孔明鎖。原創為木質結構,外觀看是嚴絲合縫的十字立方體??酌麈i類玩具比較多,形狀和內部的構造各不相同,一般都是易拆難裝。拼裝時需要仔細觀察,認真思考,分析其內部結構。它有利于開發大腦,靈活手指,是一種很好的益智玩具。)




    正如《營造法式》所言

    榫卯“有定法而無定式”、

    由今視昔往往是一葉障目,不見泰山

    在如今建筑、家具等領域

    多種新材料不斷推陳出新的情況下

    依賴于木質材料的傳統榫卯形式

    如何:“有定法而無定式”

    重新煥發出它的生機與活力

    這同樣有待于你我的思考


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