榫卯结构分析木构—节点

木构木构节点节点概述概述大型的大型的宫宫殿式木构建筑，成千上万个殿式木构建筑，成千上万个单单件件组组合而成合而成，构造构造简单简单的古建筑，也有的古建筑，也有数以百数以百计计的木构件的木构件这样这样多的木构件，除椽子望板外，其余构件几乎全部是凭多的木构件，除椽子望板外，其余构件几乎全部是凭榫卯榫卯结结合在一起的合在一起的木木结结构的形式和榫构的形式和榫结结合的方法，是中国古代建筑的一个主要合的方法，是中国古代建筑的一个主要结结构特点构特点概念概念榫卯泛指中国传统建筑木构件之间的联结形式。榫卯泛指中国传统建筑木构件之间的联结形式。榫榫，即是构件的凸起部分；，即是构件的凸起部分；卯卯，即是构件的凹进部位。，即是构件的凹进部位。榫卯搭接是指在木料上分别开桦头和卯眼，通过它们之间的榫卯搭接是指在木料上分别开桦头和卯眼，通过它们之间的咬合咬合，把木，把木材连接起来的搭接方式。材连接起来的搭接方式。类型类型木构榫卯种木构榫卯种类类很多，形很多，形态态各异，各异，这这些种些种类类和形状的和形状的形成，形成，不仅不仅与榫卯的与榫卯的功能功能有直接的关糸，而且在木有直接的关糸，而且在木构件所构件所处处位置位置，构件之，构件之间间的的组组合角度合角度，结结合合方式，方式，以及木构件的以及木构件的安装安装顺顺序序和和安装方法安装方法等，均有直接的等，均有直接的关糸关糸1 1 面与面面与面的接合，也可以是两条边的拼合，还的接合，也可以是两条边的拼合，还可以是面合。可以是面合。“槽口榫槽口榫”、“企口榫企口榫”、“燕尾燕尾榫榫”、“穿带榫穿带榫”、“扎榫扎榫”等。等。一一 按结按结合作用合作用，分为，分为三大类型三大类型：2 2 是作为是作为“点点”的结构方法。主要用于作横竖材丁字的结构方法。主要用于作横竖材丁字结合，成角结合，交叉结合，以及直材和弧形材的伸结合，成角结合，交叉结合，以及直材和弧形材的伸延接合延接合,如如“格肩榫格肩榫”、“双榫双榫”、“双夹榫双夹榫”、“勾勾挂榫挂榫”、“锲钉榫锲钉榫”、“半榫半榫”、“通榫通榫”等等。等等。3 3 是将三个构件组合一起并是将三个构件组合一起并相互连结相互连结的构造方法，这种的构造方法，这种方法除运用以上的一些榫卯联合结构外，都是一些更为方法除运用以上的一些榫卯联合结构外，都是一些更为复杂和特殊的做法复杂和特殊的做法.如常见的有如常见的有“托角榫托角榫”、“长短榫长短榫”、“抱肩榫抱肩榫”、“粽角榫粽角榫”等等二二 按按榫卯榫卯功能功能，分，分为为六六类类，一、固定垂直构件的榫卯一、固定垂直构件的榫卯古建大木中的垂直构件主要是古建大木中的垂直构件主要是柱柱柱子可分柱子可分为为落地落地柱和柱和悬悬空空柱两柱两类类落地落地柱即柱脚直接落在柱柱即柱脚直接落在柱顶顶石上的柱子，如石上的柱子，如:金柱、中柱、山柱都属此金柱、中柱、山柱都属此类类悬悬空柱即指落脚在梁架上或被其它构件空柱即指落脚在梁架上或被其它构件悬悬空挑起、摔起的柱子如童柱、瓜空挑起、摔起的柱子如童柱、瓜柱、雷公柱等，都是柱、雷公柱等，都是悬悬空柱空柱这这些垂直构件，不管些垂直构件，不管处处于在什么部位，都需于在什么部位，都需要用榫卯来固定它的位置，于是就要用榫卯来固定它的位置，于是就产产生了用于柱上的各种榫卯生了用于柱上的各种榫卯(一一)管脚榫管脚榫固定柱脚的榫，用于各种落地柱根部，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(二二)套顶榫套顶榫套顶榫是管脚榫的一种特殊形式，它是一处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，常用于地势高受风荷较大的建筑物它的作用在于加固建筑物的稳定性(三三)瓜柱柱脚半榫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)，柱脚亦用管脚榫二二水平构件与垂直构件拉水平构件与垂直构件拉结相交使用的榫卯相交使用的榫卯在石建大木中，水平构件与垂直构件相交的在石建大木中，水平构件与垂直构件相交的节为很多，最常很多，最常见的有的有柱柱与与梁梁柱与枋柱与枋山柱与排山梁架山柱与排山梁架抱抱头梁梁穿插枋及穿插枋及单，双步梁与金柱，双步梁与金柱中柱中柱相交部位等由于构件相交的部位与方式不同，榫卯的形状亦有很大区相交部位等由于构件相交的部位与方式不同，榫卯的形状亦有很大区别(一一)馒头榫馒头榫馒头榫是柱头与梁头垂直相交时所使用的榫子，与之相对应的是梁头底面的海眼镘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中它的作用在于使柱与梁垂直结合，避免水平移位(二二)燕尾榫燕尾榫这种榫多用于拉扯联糸构件，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银定榫它的形状是端部宽根部窄(三三)箍头榫箍头榫箍头榫是枋与柱在尽端或转角部相结合时采取的一种特殊结构榫卯”箍头”一字，顾名思义，是”箍住柱头”的意思(四四)透榫透榫透榫用于大木构件，常做成大进小出的形状所以又称大进小出榫所谓大进小出，是指榫的穿入部分，高按梁或枋本身高(五五)半榫半榫半榫的使用部位与透榫大致相同在古建大木中，常使用山柱相交处在古建大木中，常使用山柱或中柱这样的构件三三水平构件互交部位常用的榫卯水平构件互交部位常用的榫卯水平构件互交，在古建大木中，常水平构件互交，在古建大木中，常见于扶脊木与扶脊木、平板于扶脊木与扶脊木、平板枋与平板枋之枋与平板枋之间的的顺接延接延续或十字搭交或十字搭交(一一)大头榫大头榫亦即燕尾榫做法与枋子上的燕尾榫基本相同，榫头作”乍”，且略作”溜”，以便安装也有不作”溜”的大头榫采用上起下落方法安装，它常用于正身部位的檐、金、脊禀以及扶脊木等的顺延相交接部位，起拉结作用(二二)十字刻半榫十字刻半榫十字刻半榫主要用于方形构件的十字搭交，最多见于平板枋的十字相交方法是按枋子本身宽度，在相交处，各在枋子的上、下面刻掉下面一半的为盖口十字扣搭(三三)十字卡腰榫十字卡腰榫俗称蚂蜂腰，主要用于圆形或带有线条的构件的十字相交古建大木构件中的卡腰，主要用于搭交桁禀四、水平或四、水平或倾斜构件重叠斜构件重叠稳固所用的榫卯固所用的榫卯古建大木的上架古建大木的上架(即柱头以上即柱头以上)构件，都是一层层叠起来的这构件，都是一层层叠起来的这就不仅需要解决每层之中构件与构件的结合问题，而且需要解决上就不仅需要解决每层之中构件与构件的结合问题，而且需要解决上下两层构件之间的结合问题，这样才能使多层构件组成一个完整的下两层构件之间的结合问题，这样才能使多层构件组成一个完整的结构体结构体水平水平(或倾斜或倾斜)构件迭交有两种情况、一种是两层或两层构件迭交有两种情况、一种是两层或两层以上构件叠合，再就是两层或两层以上构件垂直以上构件叠合，再就是两层或两层以上构件垂直(交角成度交角成度)或或按一定角度半叠交按一定角度半叠交在两层或两层以上构件迭合时，采用下面两种销合联结的方法：在两层或两层以上构件迭合时，采用下面两种销合联结的方法：(一一)栽销栽销栽销是在两层构件相叠面的对应位置凿眼，然后把木销栽入下层构件的销子眼内在古建大木中，销子多用于额枋与平枋之间、老角梁与他角梁之间以及迭落在一起的梁与随梁之间、角背、隔架雀替与梁架相迭处等，(二二)穿销穿销穿销与栽销的方法类似，不同这处是，栽销法销子不穿透构件；穿销常用于溜金斗拱后尾各层构件的锁合五、用于水平或五、用于水平或倾斜构件叠交或半叠交的榫卯斜构件叠交或半叠交的榫卯水平或水平或倾斜构件重叠斜构件重叠稳固，需要用固，需要用销子；而当构件按一定角度子；而当构件按一定角度(度或其它需要的角度度或其它需要的角度)叠交或半叠交叠交或半叠交时，则需要采用桁碗刻或需要采用桁碗刻或压掌等榫卯来掌等榫卯来稳固固(一一)桁碗桁碗桁碗(小式称禀碗)在古建大木中用处很多，凡桁碗与柁梁、脊瓜柱相交处，都须使用桁碗桁碗即放置桁禀的碗口，位置在柁梁头部或脊瓜柱顶部(二二)趴梁阶梯榫趴梁阶梯榫多用于趴染、抹角染与桁禀半叠交以及短趴染相交的部位趴梁与桁禀半叠交时，一般作阶梯榫，阶梯榫的做法(三三)压掌榫压掌榫它的形状与人字屋架上弦端点的双槽齿做法很相似这种榫多用于角梁与由戗或由戗之间接续相交的节点压掌榫要求接触面充分、严实不应有实有虚（六六）、用于板、用于板缝缝拼接的几种榫卯拼接的几种榫卯制作古建大木和部分装修构件，常常需要很制作古建大木和部分装修构件，常常需要很宽宽的木板，如制作博的木板，如制作博缝缝板、山花板、挂落板以及榻板、板、山花板、挂落板以及榻板、实实榻大榻大门门等等这这就需要板就需要板缝缝拼接拼接为为使木板拼接牢固，除使用胶膘粘合外，使木板拼接牢固，除使用胶膘粘合外，还还采用榫卯拼合采用榫卯拼合(一一)银锭扣银锭扣银锭扣，又名银锭榫，是两头大，中腰细的榫，因其形状象银锭而得名将它镶入两板缝之间，可防止胶膘年久失效后拼板松散开裂镶银锭扣是一种键合作法用于榻板，博缝板等处(二二)穿带穿带穿带是将拼粘好的板的反面刻出燕尾槽槽一端略宽，另一端略窄它可锁合诸板不使开裂，并有防止板面凹凸变形的作用(三三)抄手带抄手带这是穿带的另一种形式，但又不同于穿带穿抄手带必须在木板小面居中打透眼(四四)裁口裁口是将木板小面用裁刨裁掉一半，裁去的宽与厚近似，木板两边交错裁做，然后搭接使用这种做法常用于山花板(五五)龙风榫龙风榫亦称企口，将木板小面居中打槽，另一块与之结合的板面居中裁作凸榫，将两板互相咬合榫卯的经典例证榫卯的经典例证：斗拱：斗拱小结小结传统榫卯构建搭接的特点特点小结小结:（1 1）榫卯搭接具有一定）榫卯搭接具有一定强度强度、韧性韧性和和变形变形能力。榫头和卯眼的穿插在能力。榫头和卯眼的穿插在力学上相当于铰接点，可以承受特定方向上的拉力和压力。力学上相当于铰接点，可以承受特定方向上的拉力和压力。（2 2）榫卯搭接）榫卯搭接外形简洁外形简洁。榫卯设计的本身就是研究如何去除木料上多。榫卯设计的本身就是研究如何去除木料上多余的部分，来保证榫卯紧密地咬合，同时达到力学的要求。余的部分，来保证榫卯紧密地咬合，同时达到力学的要求。（3 3）榫卯搭）榫卯搭接刚性较低接刚性较低。由于木材断面的损失，造成节点处力学性能。由于木材断面的损失，造成节点处力学性能大大下降，难以承担大型木结构的连接作用。大大下降，难以承担大型木结构的连接作用。简言之：简言之：榫卯的功能，在于使千百件独立，榫卯的功能，在于使千百件独立，松散松散的构件的构件紧紧密密结结合合为为一个符合一个符合设计设计要求和使用要求的，具有承受各种荷要求和使用要求的，具有承受各种荷载载能力的完整的能力的完整的结结构体构体一、榫卯连接一、榫卯连接井干式：将圆木或半圆木两端开凹槽，组合成矩形木框，层层相叠作为墙壁-实际是木承重结构墙。这种方式由于耗材量大，建筑的面阔和进深又受木材长度的限制，外观也比较厚重，应用不广泛，一般仅见于产木丰盛的林区。补充：编织：马特赛住宅:是奥地利林茨的建筑事务所Kleboth Lindinger Partners设计的一座两层私人别墅 绑扎：植物建筑 齿连接是将受压构件的端头做成齿榫，在另一构件上锯成齿槽，使齿榫直接抵承在齿槽内，通过抵承面的承压工作传力。因此，齿连接只能用来传递压力，这是它的特点。优点：构造简单，传力明确，可用简单工具制作；由于其构造外露，易于检查施工质量和观测工作情况。缺点：由于在构件上刻槽，对构件截面削弱较大，从而增加木材用量；在齿槽中除承压工作外，尚伴随着脆性的剪切工作，同时只能用于手工操作，要技术级别较高的木工进行制作，方能保证连接质量。二、齿连接二、齿连接单齿连接双齿连接三、销连接三、销连接 销是用钢或者木做成圆杆状或者片状，用以阻止被连接构件相对移动的连接物。属于圆杆状的，有螺栓、钉、圆钢销、螺钉、玻璃钢圆销等；属于板片状的，有玻璃钢板销，钢板销等。圆杆状销板片状销四四 、钢结构的连接钢结构的连接 大型木建筑设计中，结构跨度及构件尺寸相对较大，传统的结构形式无法满足大型结构的要求，结构设计往往会更多的引用钢结构的设计方法，节点处也会积极地使用金属构件或者钢结构节点来满足结构的要求。轻微结合处可以采用