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什么是榫卯?
時(shí)間:2020/1/8 9:22:17
頭條時(shí)刻,時(shí)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(yīng)縣木塔作為世界上最高、最古老的木結(jié)構(gòu)佛塔
建于遼代清寧二年(公元1056年)
至今已歷960多年
雖歷經(jīng)了狂風(fēng)暴雨、強(qiáng)烈地震、炮彈轟擊
(塔身上彈痕累累,可以看見嵌進(jìn)去的彈頭)
仍然屹立
△山西應(yīng)縣木塔,圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
整個(gè)建筑主體2600多噸
純木結(jié)構(gòu)、無釘無鉚,不打膠
正是通過榫與卯之間巧妙的構(gòu)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?
I
什么是榫卯?
從功能角度來講榫卯是
木質(zhì)器物之間起連接作用的一種結(jié)構(gòu)
多應(yīng)用于建筑、家具、生產(chǎn)工具等方面
凸出部分叫榫(或榫頭)
凹進(jìn)部分叫卯(或榫眼、榫槽)
△ 最簡(jiǎn)單的一種榫卯結(jié)構(gòu)圖解,圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
榫與卯之間通過木材的多與少
高與低、長(zhǎng)與短之間的巧妙組合
有效地限制木件向各個(gè)方向的扭動(dòng)
起聯(lián)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(yīng)縣木塔歷經(jīng)千年的風(fēng)雨飄搖而屹立不倒
II
榫卯為何如此牢固?
我們從三個(gè)方面來說明問題
「物理性質(zhì)上的避弱就強(qiáng)」
從物理性質(zhì)方面來講
木質(zhì)材料由縱向纖維構(gòu)成
只在縱向上具備強(qiáng)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(diǎn)作用于縱向,避弱就強(qiáng)
△中國(guó)古代楔釘榫,圖片來源于知乎答主筱頑咚
「結(jié)構(gòu)上的剛?cè)岵?jì)」
木質(zhì)材料受溫度、濕度的影響比較大
榫卯同質(zhì)同構(gòu)的鏈接方式下
使得連接的兩端共同收縮或舒張,整體結(jié)構(gòu)更加牢固
而鐵釘?shù)冉饘贅?gòu)件與木質(zhì)材料在同樣的熱力感應(yīng)下
應(yīng)膨脹系數(shù)的不同從而在連接處引起松動(dòng)
影響整體的使用壽命
剛的一面,體現(xiàn)在凹凸面相互咬合后
不用訂、繩、自然形成一個(gè)整體
提高整體的負(fù)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(jié)構(gòu)響應(yīng)
△在地震模擬的反應(yīng)中,整個(gè)榫卯結(jié)構(gòu)模型出現(xiàn)輕微的晃動(dòng),但沒有出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的破壞。
「構(gòu)造上的巧奪天工」
在東亞地區(qū)特別是我國(guó)
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(chuàng)造出了無與倫比的榫卯構(gòu)造方式
將木質(zhì)材料的應(yīng)用推到了一個(gè)登峰造極的水平
不僅構(gòu)造精奇,更是數(shù)量眾多
在牢固的基礎(chǔ)上,不同的榫卯滿足于不同的應(yīng)用方式
其榫卯結(jié)構(gòu)樣式更是多達(dá)上百種
話不多說,來幾張動(dòng)圖感受下~
△以上動(dòng)圖為以精巧著稱的日式榫卯,圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
接下來再看幾組實(shí)物榫卯動(dòng)圖
(多為中式榫卯)
△以上動(dòng)圖為傳統(tǒng)中式榫卯,雖不似日式榫卯精巧絢麗,但更加實(shí)用牢固,圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
這只不過是古人榫卯構(gòu)造方式的冰山一角
榫卯構(gòu)造在我國(guó)幾千年的沉淀與發(fā)展中
適用、美觀、堅(jiān)固三者兼?zhèn)?
代表著木質(zhì)材料在形式構(gòu)造方面的最高典范
(我國(guó)古代不同榫卯構(gòu)造的分力、應(yīng)力方式將在下文詳細(xì)展開)
△《營(yíng)造法式》榫卯類型:梁柱等卯口,在1000年前宋代的《營(yíng)造法式》中已經(jīng)有各種巧妙的榫卯結(jié)構(gòu)
III
那些關(guān)于榫卯的錯(cuò)誤認(rèn)知
「榫卯起源于我國(guó),是我國(guó)特有的嗎?」
僅對(duì)歐洲而言,貫穿于整個(gè)前工業(yè)時(shí)代
在歐洲木材豐富的地區(qū),大到教堂屋頂構(gòu)架橋梁
小到山野民宿,榫卯都是最常見的構(gòu)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(guó)
在沒有金屬大規(guī)模生產(chǎn)的前工業(yè)時(shí)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(zhǎng)期實(shí)踐中自然而然的就掌握了榫卯技術(shù)
△德國(guó)出土的古老榫卯結(jié)構(gòu)
△十九世紀(jì)六十年代馬塞諸塞州溫莎市三灣谷倉處的榫卯結(jié)構(gòu)
應(yīng)該說榫卯是在整個(gè)前工業(yè)社會(huì)是一個(gè)現(xiàn)象級(jí)的產(chǎn)物
我國(guó)文明產(chǎn)生較早大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)到來得太遲
我國(guó)榫卯結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展因此有了極長(zhǎng)的時(shí)間厚度
加之我國(guó)古代聚居地區(qū)天然石材較少、人口眾多
天然親近與榫卯的構(gòu)建連接方式
使得我國(guó)古代人民對(duì)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(gòu)造的中國(guó)古建筑不用一根釘子,
究竟是不是事實(shí)?」
釘子作為一種非常方便、實(shí)用的加固技術(shù)
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(chǎn)力水平而言,類似釘子這樣的物件
都還需要鐵匠一個(gè)一個(gè)的制作,成本極高
加之對(duì)木質(zhì)材料而言
釘子還具有膨脹系數(shù)不同、容易生銹等缺點(diǎn)
所以在我國(guó)古代建筑、家具的主體結(jié)構(gòu)中
榫卯所占比例較大
部分構(gòu)筑物、家具采取榫卯與釘子相結(jié)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(guó)古老的“榫卯”結(jié)構(gòu),就像雙手十指緊扣時(shí)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(huì)采用膠來加固
我國(guó)古代大多用魚鰾膠來固定
魚鰾膠作為榫卯結(jié)構(gòu)的輔助
其遇熱水可以化開,可以拆卸,可以修補(bǔ)
“不使用一顆釘子”這個(gè)說法偏離事實(shí)甚多
唐代文學(xué)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(shù)量之多
IV
榫卯的具體應(yīng)用
對(duì)于我國(guó)而言,建筑、家具這兩大類
對(duì)榫桙的應(yīng)用最為顯著和數(shù)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(jiǎn)單介紹下我國(guó)建筑、家具兩大構(gòu)造系統(tǒng)
△故宮@蘇唐詩
△開封山陜甘會(huì)館@蘇唐詩
建筑中的木構(gòu)是梁柱系統(tǒng)、家具中的木構(gòu)是框架系統(tǒng)
兩個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之間同樣都靠榫卯來連接構(gòu)造原理相同
建筑的梁柱系統(tǒng)通過柱子與橫梁的交疊扣搭
以此來支撐整個(gè)屋頂?shù)闹亓?
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(zhì)板材等形式做墻
古人所謂“墻倒屋不塌”就是這個(gè)道理
而對(duì)于家具的框架系統(tǒng)而言
足腿相當(dāng)于建筑的柱子
棖(cheng)子跟牙子相當(dāng)于建筑的梁
起固定連接作用。案面相當(dāng)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(yīng)用」
唐代以前的古人多席地而坐
此時(shí)家具大多重心較低,形態(tài)偏厚重
對(duì)榫卯結(jié)構(gòu)性功能要求相對(duì)較低
△電視劇《瑯琊榜》劇照(故事架空背景為南北朝時(shí)的梁朝)
唐代床、椅等高腳家具形式傳入中國(guó)后
古人坐姿的改變便加大對(duì)家具的承重要求
此時(shí)榫卯結(jié)構(gòu)充分地與“新式家具”相結(jié)合
經(jīng)過宋元時(shí)期的發(fā)展
中國(guó)傳統(tǒng)家具終于在明代達(dá)到了頂峰
明式家具成為為中國(guó)家具史上最高的巔峰
在世界工藝史上也成為獨(dú)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(tǒng))的具體應(yīng)用
連接立木與橫木之間的:粽角榫
在整體構(gòu)架上傳統(tǒng)家具
充分發(fā)揮木質(zhì)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(lián)結(jié)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(guó)傳統(tǒng)家具中“牙子”的主要來源方式
其不僅僅穩(wěn)定了橫木與立木之間直角關(guān)系
使其不變形分散由上而下的壓力
同時(shí)還有一定的美化裝飾作用
粽角榫與插肩榫的結(jié)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(jié)合
使整個(gè)家具的框架系統(tǒng)更為穩(wěn)定
高束腰抱肩榫
掛肩四面平榫
在粽角榫與插肩榫的結(jié)合之后
家具下方往往再加上牙子對(duì)整個(gè)框架系統(tǒng)再次固定
重重固定之下使整個(gè)系統(tǒng)牢不可破
加牙子無束腰腿足與案面結(jié)合
一腿三牙結(jié)構(gòu)
我國(guó)家具也多通過
粽角榫與插肩榫的結(jié)合的方式形成束腰
不僅使整個(gè)更加牢固
同樣也形成了獨(dú)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(gè)過渡階段
從而大大增加了裝飾藝術(shù)的發(fā)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(fā)揮木質(zhì)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(gè)框架系統(tǒng)的支撐時(shí)
棖子固定幾個(gè)足腿的受力方向
將所有的受力集中在縱向上
提高整個(gè)框架系統(tǒng)的使用年限
△方腿方棖的連接方式
△園方結(jié)合的連接方式
△多個(gè)棖子之間的交叉固定
△多個(gè)棖子之間的交叉固定
△椅盤邊抹與椅子腿足的結(jié)構(gòu)
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(zhì)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(jié)小榫頭
分別插入對(duì)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(gè)方形榫釘
直接貫穿兩個(gè)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(tái)座一樣,我國(guó)家具的案面
大多都作四方形多見于案、桌、幾
四方形的結(jié)體是可變的、不穩(wěn)定的
但由于其利用榫卯使用了“攢邊裝板”的方式
加強(qiáng)了結(jié)點(diǎn)的剛度,迫使角度不變
將支架固定起來,消除了結(jié)體的不穩(wěn)定因素
同時(shí)還能將重量負(fù)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(fā)明
被后世尊稱為“萬榫之母”
是指兩塊平角直角相接時(shí)
為了防止受拉力脫開
將榫頭做成梯臺(tái)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(chǔ)榫卯在家具中的應(yīng)用
在不同的實(shí)際情況中
榫卯又會(huì)根據(jù)不同的要求從而在形式上千變?nèi)f化
「建筑篇」
建筑中榫卯技術(shù)的應(yīng)用
最早追溯到我國(guó)距今約7000年前的
河姆渡時(shí)期的木質(zhì)建筑中
我們的祖先從巢居到干欄式的居住進(jìn)化過程中
誕生了此項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)
△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(tǒng)
作為梁柱系統(tǒng)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(fù)原圖
秦漢時(shí)代,隨著“秦磚漢瓦”的大規(guī)模應(yīng)用
產(chǎn)生了以阿房宮、西漢長(zhǎng)安城為代表的一系列大規(guī)模建筑
以磚瓦為主要材質(zhì)的屋頂形式
取代了之前的茅草屋頂
屋頂結(jié)構(gòu)的改變?cè)黾恿藢?duì)梁柱系統(tǒng)的承重要求
其連接方式——榫卯同樣也面臨著新的挑戰(zhàn)
由此在梁柱結(jié)構(gòu)與屋頂系統(tǒng)的連接處
便有榫卯構(gòu)建連接形成的斗拱等構(gòu)架形式
(會(huì)在下文詳細(xì)展開)
(“秦磚漢瓦”為宋代金石學(xué)對(duì)秦漢時(shí)代畫像石和瓦當(dāng)?shù)慕y(tǒng)稱,我國(guó)最早的“瓦”的應(yīng)用可以追溯到周代)
△漢長(zhǎng)安南郊禮制建筑中心建筑復(fù)原圖。王世仁復(fù)原。
△中國(guó)山東出土的漢代畫像石拓片,淺浮雕。上面已經(jīng)明顯看到斗拱的存在。
△五層彩繪陶倉樓,焦作市馬作村出土
▲ 攝影師@劉樂俊,山西應(yīng)縣木塔
宋代李誡在兩浙工匠喻皓《木經(jīng)》的基礎(chǔ)上編成的由北宋官方頒布的一部建筑設(shè)計(jì)、施工的規(guī)范書——《營(yíng)造法式》是我國(guó)古代最完整的建筑技術(shù)書籍標(biāo)志著中國(guó)古代建筑已經(jīng)發(fā)展到了較高階段
△《營(yíng)造法式》(陶本)書影
△《營(yíng)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(jīng)提到我國(guó)傳統(tǒng)建筑多為梁柱系統(tǒng),整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)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(tǒng)里榫卯在其中的具體應(yīng)用。各種榫卯形式構(gòu)建形成了傳統(tǒng)建筑梁柱系統(tǒng)的主要形式固定柱腳的榫卯構(gòu)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(zhǎng)短、徑寸都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過管腳榫并穿透柱頂石直接落腳于磉墩(sǎngdūn)的長(zhǎng)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(guī)模的建筑,由于柱徑粗大,且有欄墻維護(hù),穩(wěn)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(gòu)建方式往往根據(jù)建筑物體積、材質(zhì)、用途等方面的不同而呈現(xiàn)出不同的連接構(gòu)建方式我國(guó)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(shí)所使用的榫子與之相對(duì)應(yīng)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(zhǎng)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(gòu)造方式更為牢固半榫更加整潔美觀
箍頭榫是兩個(gè)橫向木材在盡端或轉(zhuǎn)角部位相結(jié)合時(shí)采取的一種特殊結(jié)構(gòu)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(zhǎng)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(gòu)建作
為整個(gè)梁柱系統(tǒng)重要的承重節(jié)點(diǎn)
饅頭榫、箍頭榫、半榫、透榫、燕尾榫等
構(gòu)建形式往往根據(jù)實(shí)際需要
相互搭配組合產(chǎn)生不同的樣式
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(gòu)件主要作用就是擴(kuò)大梁枋和柱頭的接觸面從而加強(qiáng)梁架與柱頭的聯(lián)系以承托中國(guó)建筑那高大厚重、出檐深遠(yuǎn)的屋頂
圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
其構(gòu)建形式頗為復(fù)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(dá)到最大的同時(shí)使得屋頂?shù)目缍乳L(zhǎng)于立柱形成“飛檐”的效果圖片來源于網(wǎng)絡(luò)斗拱上承屋頂,下接立柱在中國(guó)古建筑中,扮演著頂天立地的角色正因如此,斗拱是中國(guó)古建筑抗震能力的關(guān)鍵所在俗話說“榫卯萬年牢”如遇地震,在斗拱的起承轉(zhuǎn)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(yīng)中
整個(gè)榫卯結(jié)構(gòu)模型出現(xiàn)輕微的晃動(dòng)
但沒有出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的破壞
榫卯的具體表現(xiàn)除了在家具、建筑兩大領(lǐng)域外
也表現(xiàn)于我國(guó)古人生活的方方面面
建筑、家具、玩具、生產(chǎn)工具等
處處無一不是它的身影
基本可以說:
在我國(guó)古代只要有木質(zhì)材料在的地方便會(huì)有榫卯的身影
魯班鎖(這種三維的拼插器具內(nèi)部的凹凸部分(即榫卯結(jié)構(gòu))嚙合,十分巧妙。在三國(guó)時(shí)期孔明把魯班的這種發(fā)明制成了一種玩具——孔明鎖。原創(chuàng)為木質(zhì)結(jié)構(gòu),外觀看是嚴(yán)絲合縫的十字立方體。孔明鎖類玩具比較多,形狀和內(nèi)部的構(gòu)造各不相同,一般都是易拆難裝。拼裝時(shí)需要仔細(xì)觀察,認(rèn)真思考,分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。它有利于開發(fā)大腦,靈活手指,是一種很好的益智玩具。)
正如《營(yíng)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(lǐng)域
多種新材料不斷推陳出新的情況下
依賴于木質(zhì)材料的傳統(tǒng)榫卯形式
如何:“有定法而無定式”
重新煥發(fā)出它的生機(jī)與活力
這同樣有待于你我的思考