掃盲了!最全古建榫卯種類及其構造
原標題:掃盲了!最全古建榫卯種類及其構造
木結構
榫卯
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榫卯是中國古建築、傢具及其它器械的主要結構方式,是在兩個構件上採用凹凸部位相結合的一種連接方式。凸出部分叫 榫(或叫榫頭);凹進部分叫卯(或叫榫眼、榫槽)。現根據榫卯的功能,將其劃分為六類,為了讓大家能直觀了解榫卯,我們專門做了三維榫卯的模型,接下來將分別對各類榫卯做一大略的介紹。
固定垂直構件的榫卯
古建大木中的垂直構件主要是柱子。柱子可分為落地柱和懸空柱兩類。落地柱即柱腳直接落到柱頂石的柱子,如檐柱。金柱、中柱、山柱都屬此類。懸空柱即指落腳在梁架上或被其他構件懸空挑起、捧起的柱子,如童柱、瓜柱、雷公柱等,都是懸空柱。這些垂直構件,不管處在什麼位置,都需要榫卯來固定它的位置,於是就產生了用於柱上的各種榫卯。
管腳榫
顧名思義,管腳榫即固定柱腳的榫,用於各種落地柱的根部,童柱與梁架或墩斗相交處也用管腳榫。它的作用是防止柱腳位移。在清《工程做法則例》中,規定"每柱徑一尺,外加上下榫各長三寸",將管腳榫的長度定為柱徑的3/10。
在實際施工中,常根據柱徑大小適當調整管腳榫的長短徑寸,一般控制在柱徑的3/10~2/10之間。管腳榫截面或或圓,榫的端部適當收溜(即頭部略小),榫的外端要倒楞,以便安裝。較大規模的建築,由於柱徑粗大,且有檻牆圍護,穩定性好,並為製作安裝方便,常常不作管腳榫,柱根部做成平面,柱頂石亦不鑿海眼。
套頂榫
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,並穿透柱頂石直接落腳於磉墩(基礎)的長榫,其長短一般為柱子露明部分的1/3~1/5,榫徑約為柱徑的1/2~4/5不等,需酌情而定。
套頂榫多用於長廊的柱子(一般每隔二三根用一根套頂柱),也常用於地勢高、受風荷較大的建築物,它的作用在於加強建築物的穩定性。但由於套頂榫深埋地下,易於腐朽,所以,埋入地下部分應做防腐處理。
瓜柱柱腳半榫
與梁架垂直相交的瓜柱(包括金、脊瓜柱、交金瓜柱等),柱腳亦用管腳榫。但這種管腳榫常採用一般的半榫做法。為增強穩定性,瓜柱又常與角背結合來使用。
這時,瓜柱根本的榫就必須雙榫,以便同角背一起安裝。瓜柱柱腳半榫的長度,可根據瓜柱本身大小作適當適當調整,但一般可控制在6~8厘米。
水平構件與垂直構件拉結相交使用的榫卯
在古建大木中,水平構件與垂直構件相交的節點很多,最常見的有柱與梁、柱與枋、山柱與排山樑架、抱頭梁、桃尖梁、穿插枋及單、雙步梁與金柱、中柱相交部位等。由於構件相交的部位與方式不同,榫卯的形狀亦有很大區別。
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。饅頭榫用於各種直接與梁相交的柱頭頂部,其長短徑寸與管腳榫相同。
它的作用在於柱與梁垂直結合時避免水平位移。梁底海眼要根據饅頭榫的長短徑寸鑿作,海眼的四周剷出八字愣,以便安裝。
燕尾榫
這種榫多用於拉接聯繫構件,如檐枋、額枋、隨梁枋、金枋、脊枋等水平構件與柱頭相交的部位、燕尾榫又稱大頭榫、銀錠榫,它的形狀是端部寬,根部窄,與之相應的卯口則裡面大,外面小,安上之後,構件不會出現拔榫現象,是一種很好的結構榫卯。
在大木構件中,凡是需要拉結,並且可以用上起下落的方法進行安裝的部位,都應使用燕尾榫,以增強大木構建啊的穩固性。燕尾榫的長度,《工程做法則例》規定為柱徑的1/4,在實際施工中,也有大於1/4柱徑的,但最長不超過柱徑的3/10.
而且,榫子的長短(即卯口的深淺)與同一柱頭上卯口的多少有直接關係。如果一個柱頭上僅有兩個卯口,則可以稍深,以增強榫的結構功能;如有三個卯口,則口應稍淺,否則就會因剔鑿部分過多而破壞柱頭的整體性。用於額枋、檐枋上的燕尾榫,又有帶袖肩和不帶袖肩兩種做法,做袖肩,是為解決燕尾榫根部斷面小、抗剪力性能差而採取的一種補救措施。做袖肩可以適當增大榫子根部的受剪面,增強榫卯的結構功能。袖肩長為柱徑的1/8,寬與榫的大頭相等。
箍頭榫
箍頭榫是枋與柱在盡端或轉角部位相結合時採取的一種特殊結構榫卯。"箍頭"二字,顧名思義,是"箍住柱頭"的意思。它的做法,是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。柱皮以外部分做成箍頭,箍頭常為霸王拳或三岔頭形狀。
一般帶斗拱的宮殿式大木採用霸王拳做法,而無斗拱的園林建築或處於次要地位的配房則常做成三岔頭形式。箍頭的高低、薄厚均為枋子正身尺寸的8/10。箍頭枋的應用,有一面和兩面兩種情況。一面使用箍頭枋時,只需在柱頭上沿面寬方向開單面卯口,如面寬和進深方向都使用箍頭枋時,則要在柱頭上開十字卯口,兩箍頭枋在卯口內十字相交。
相交時,要注意使山面一根在上,檐面一根在下,叫做山面壓檐面。使用箍頭枋,對於邊柱或角柱既有很強的拉結力,又有箍鎖保護柱頭的作用。而且,箍頭本身還是很好的裝飾構件。所以,箍頭枋在大木榫卯中,不論從那個角度看,都是運用榫卯結構技術非常成功和優秀的一例。
透榫
透榫用於大木構件,常做成大進小出的形狀,所以又稱為大進小出榫。所謂大進小出,是指榫的穿入部分,高按梁或枋本身,而傳出部分,則按穿入部分減半。這樣做,既美觀又可以減小榫對柱子的破壞。透榫穿出部分的凈長,清《工程做法則例》規定為由柱外皮向外出半徑或構件自身高度的1/2榫的厚度一般等於或略小於柱徑的1/4,或等於枋(或梁)厚的1/3。
透榫穿出部分,一般做成方頭,也有時做成三岔頭或麻葉頭狀,這要按建築物的性質、用途而定。一般宮殿式建築多用方頭,以示莊嚴;而游廊或垂花門及園林建築上則多加雕飾,以示精美。透榫適用於需要拉結、但又無法用上起下落的方法進行安裝的部位,如穿插枋兩端、抱頭梁與金柱相交部位等處。
半榫
半榫的使用部位與透榫大致相同。但除特殊的需求以外,使用半榫是在無法使用透榫的情況下,不得已而為之。最典型的要屬排山樑後尾與山柱相交處。在古建大木中,常使用山柱或中柱這樣的構件。這兩種柱子,均位於建築物進深中線上,將梁架分為前後兩段。由於兩邊的梁架都要與柱子相交,這時,就必須用半榫。一般的半榫做法與透榫的穿入部分相同,榫長至柱中。兩端同時插入的半榫,則要分別做出等掌和壓掌,以增加榫卯的接觸面。
方法是將柱徑均分三份,將榫高均分為二份,如一端的榫上半部長佔1/3柱徑,下半部佔2/3,則另一端的榫上半部佔2/3,下半部佔1/3。此外,也有兩個半榫齊頭碰的做法,但較為少見。半榫的結構作用是較差的,易於出現拔榫現象而導致結構鬆散。為解決這個問題,宋代採用"藕批搭掌、簫眼穿串"的方法,這種方法一直延續到明代。明清時又出現了在下面安裝雀替或替木的方法,增大梁架與柱子的搭接面,並且在替木或雀替的上面與梁疊交的地方做銷子或釘鐵定,以防梁架向前後脫出。半榫除用於上述梁與柱的交點外,在由戧與雷公柱、瓜柱與梁背相交處也常使用
水平構件互交部位常用的榫卯
水平構件互交,在古建大木中,常見於檁與檁、扶脊木與扶脊木、平板枋與平板枋之間的順接延續或十字搭交。
大頭榫
亦即燕尾榫。做法與枋子的燕尾榫基本相同,榫頭作"乍",且略作"溜",以便安裝(也有不作"溜"的)。大頭榫採用上起下落方法安裝,它常用於正身部位的檐、金、脊檁以及扶脊木等的順延交接部位,起拉結作用。
十字刻半榫
十字刻半榫主要用於方形構件的十字搭交,最多見於平板枋的十字相交。方法是按枋子本身寬度,在相交處,各在枋子的上、下面刻去薄厚的一半,刻掉上面一半的為等口,刻掉下面一半的為蓋口。然後,等口蓋口十字扣搭。製作時亦注意山面壓檐面,刻口外側要按枋寬的1/10做包掩。
十字卡腰榫
俗稱馬蜂腰,主要用於圓形或帶有線條構件的十字相交。古建大木構件中的卡腰,主要用於搭交桁檁。方法是將桁檁沿寬窄面均分四等份,沿高低面分二等份,依所需角度刻去兩邊各一份,按山面壓檐面的原則各刻去上面或下面一半,然後扣搭相交製作卡腰和刻半時,兩根構件相交的角度應按建築物要求而定,如果是90°轉角的矩形或方形建築,則按90°角相交;如果搭交榫用於六角或八角等建築,則應按所需角度斜十字搭交。
在多角形建築物中,檁、枋扣搭不存在山面壓檐面的問題。在同一根構件上,卯口的方嚮應一致,即一根構件兩端都做等口榫,相鄰一根兩端則都應做蓋口榫。如六角亭的六根檁或枋應三根做等口,三根做蓋口,以便扣搭安裝,而不能在同一根構件上既做等口又做蓋口。
水平或傾斜構件重疊穩固所用的榫卯
古建大木的上架(即柱頭以上)構件,都是一層層疊起來的。這就不僅需要解決每層之中構件與構件的結合問題,而且需要解決上下兩層構件之間的結合問題,這樣才能使多層構件組成一個完整的結構體,比如斗栱就是典型的上下數層構件交互疊加的組合構件,數層構件之間的疊加採用了不少暗銷進行連接,上一張清式單翹單昂斗栱的組合圖。
水平(或傾斜)構件疊交有兩種情況,一種是兩層或兩層以上構件疊合,再就是兩層或兩層以上構件垂直(交角成90°)或按一定角度半疊交。在兩層或兩層以上構件疊合時,採用下面兩種銷合聯結的方法。
栽銷
栽銷是在兩層構件相疊面的對應位置鑿眼,然後把木銷栽入下層的銷子眼內。安裝時,將上層構件的銷子眼與已栽好的銷子榫對應入卯。銷子眼的大小以及眼與眼之間的距離,沒有明確規定,可視木件的大小和長短臨時酌定,以保證上下兩層構件結合穩固為度。
在古建大木中,銷子多用於額枋與平板枋之間、老角梁與子角梁之間以及疊落在一起的梁與隨梁之間、角背、隔架雀替與梁架相疊處等,古時也有在檁子、墊板、枋子之間使用銷子以防止檁、墊、枋走形錯動的,現在已很少採取。另外,在坐斗與平板枋之間、斗栱各層構件之間,也都用栽銷的方法穩固。
穿銷
穿銷與栽銷的方法類似,不同之處是,栽銷法銷子不穿透構件;而穿銷法則要穿透兩層乃至多層構件。穿銷常用於溜金斗拱後尾各層構件的鎖合。用於古建大門門口上的門簪,也是一種比較典型的穿銷。銷子將構件穿住以後,在銷子出頭一端,還需要用簪子別住。
用於大屋脊上的脊樁,兼有穿銷和栽銷兩者的特點。為了保持脊筒子的穩固,它需要穿透扶脊木,並插入檁內1/3~1/4,可看作是栽銷的一種特例。牌樓高拱柱下榫也是穿銷的一種例證,它穿透額枋(龍門枋),帶做出折柱並插入小額枋內1/2~1/3。使高拱柱牢牢地豎立在額枋(或龍門枋)上。
用於水平或傾斜構件疊交或半疊交的榫卯
水平或傾斜構件重疊穩固,需要用銷子;而當構件按一定角度(90°或其他需要的角度)疊交或半疊交時,則需採用桁椀、刻榫或壓掌等榫卯來穩固。
桁椀
桁椀(小式稱檁椀)在古建大木中用處很多,凡桁檁與柁梁、脊瓜柱相交處,都需要使用桁椀。桁椀即放置桁檁的碗口,位置在柁梁頭部或脊瓜柱頂部。碗子開口大小按桁檁直徑定,碗口深淺最深不得超過不檁徑,最淺不應少於1/3檁徑。
為了防止桁檁沿面寬方向移動,在碗口中間常常做出「鼻子」。其方法是將梁頭寬窄均分四等份,鼻子佔中間二份,兩邊碗口各佔一份。梁頭留出鼻子後,要將檁子對應部分刻去,使檁下皮與碗口吻合。脊瓜柱柱頭檁椀可不做鼻子或只做小鼻子。
向山面出銷的檁子與排山樑相交時,梁頭或脊瓜柱頭只需做小鼻子。小鼻子的寬窄高低不應大於檁徑的1/5。桁檁在同角梁相交時,亦按需要做檁碗,有時也在角梁碗口處做鼻子(閘口)。搭交桁檁與斜梁、遞角梁及角雲等相交時,梁頭做搭交桁椀,不留鼻子。
趴梁階梯榫
多用於趴梁、抹角梁與桁檁半疊交以及短趴梁與長趴梁相交的部位。趴梁與桁檁半疊交時,一般做階梯榫,階梯榫的做法如上圖所示。
階梯榫一般做成三層,底下一層深入檁半徑的1/4,為趴梁榫袖入檁內部分;第二層尺寸同第一層;第三層有的做成燕尾榫狀,起拉接作用;也有做成直榫的,榫長最長不得超過檁中。
階梯榫兩側各有1/4包掩部分。長短趴梁相交處榫做法與上略同,可不做包掩。抹角梁與桁檁相交,由於交角為45°,做榫時,需要在抹角梁頭做直榫,在檁木上沿45°方向剔斜卯口。榫卯的具體做法與趴梁階梯榫相同。
壓掌榫
它的形狀與人字屋架上弦端點的雙槽齒做法很相似。這種榫多用於角梁與由戧之間接續相交的節點。
壓掌榫要求接觸面充分、嚴實,不應有實有實有虛。除角梁由戧以外,在椽子的節點處也常用壓掌做法,另外椽子常用固定做法如下圖椽子交掌做法。
不過椽子是採用釘子釘在檁木上,故不應列入榫卯之列。
用於板縫拼接的幾種榫卯
製作古建大木和部分裝修構件,常常需要很寬的木板,如製作博風板、山花板、掛落板以及塌板、實塌大門等。這就需要板縫拼接。為使木板拼接牢固,除使用膠膘粘合外,還採用榫卯來拼合。
銀錠口
銀錠口,又名銀錠榫,是兩頭大、中腰細的榫,因其形狀似銀錠而得名。將它鑲入兩板縫之間,可以防止膠膘年久失效後拼板鬆散開裂。鑲銀錠扣是一種鍵結合作法。用於塌板、博風板等處。
穿帶
穿帶是將拼粘好的板的反面剔出燕尾槽。槽一端略寬,另一端略窄。槽深約為板厚的1/3。然後將事先做好的燕尾帶(一頭略寬、一頭略窄)打入槽內。
它可鎖合諸板不使開裂,並有防止板面凹凸變形的作用。每一塊板一般穿帶三道或三道以上,帶應對頭穿,不要朝一個方向穿,以便將板縫擠嚴。
抄手帶
這是穿帶的另一種形式,但又不同於穿帶,穿抄手帶必須在木板小面居中打透眼。
程序是,將要拼粘的木板配好,拼縫(可採用平縫、裁口或企口縫),然後在需要穿入抄手帶處彈出墨線,在板小面居中打出透眼,再把板粘合起來(要將眼對準),待膠膘干後將已備好的抄手帶抹魚膘對頭打入。抄手帶本身必須是強度很高的硬木,做成楔形。這種作法多用於實榻大門。
裁口
是將木板小面用裁刨裁掉一半,裁去的寬與厚近似,木板兩邊交錯裁做,然後搭接使用。這種做法常用山花板。
龍鳳榫
亦稱企口,將木板小面居中打槽,另一塊與之結合的板面居中裁做凸榫,將兩板互相咬合。
文字圖片來源斗拱榜
好啦,今天的古建課堂就上到這,如果大家想深入學習詳細的古建木結構可關注2018年3月即將開班的第五期北京大學古建規劃設計研修班中由湯崇平老師為大家教授的課程《古建築大木結構與設計》
湯崇平,古建築木作專家,
中國園林古建技術名師,
先後受聘於北京市文物建築職業技術培訓中心、北京建設大學、北京交通學院等學校講授木作技術,
著有《中國傳統建築木作知識入門》,
主講古建築大木結構與設計
第五期


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