榫卯工艺制作工具(什么是榫卯)

榫卯工艺制作工具(什么是榫卯)(1)

山无棱,江水为竭

冬雷震震,夏雨雪,

天地合,乃敢与君绝

陪伴是最深情的告白

有一种地老天荒的相守

有一种生死相随的浪漫

叫——榫卯

应县木塔作为世界上最高、最古老的木结构佛塔

建于辽代清宁二年(公元1056年)

至今已历960多年

虽历经了狂风暴雨、强烈地震、炮弹轰击

(塔身上弹痕累累,可以看见嵌进去的弹头)

仍然屹立

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△山西应县木塔,图片来源于网络

整个建筑主体2600多吨

纯木结构、无钉无铆,不打胶

正是通过榫与卯之间巧妙的构架与咬合

使3000立方米木料浑然一体,生死不弃

那么问题来了,什么是榫卯?



I



什么是榫卯?

从功能角度来讲榫卯是

木质器物之间起连接作用的一种结构

多应用于建筑、家具、生产工具等方面

凸出部分叫榫(或榫头)

凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)

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△ 最简单的一种榫卯结构图解,图片来源于网络

榫与卯之间通过木材的多与少

高与低、长与短之间的巧妙组合

有效地限制木件向各个方向的扭动

起联接和固定作用

古人云:“榫卯万年牢”

正是通过榫卯这种巧妙的连接方式

使得应县木塔历经千年的风雨飘摇而屹立不倒

II



榫卯为何如此牢固?

我们从三个方面来说明问题

「物理性质上的避弱就强」



从物理性质方面来讲

木质材料由纵向纤维构成

只在纵向上具备强度和韧性,横向容易折断

榫卯通过变换其受力方式

使受力点作用于纵向,避弱就强





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△中国古代楔钉榫,图片来源于知乎答主筱顽咚

「结构上的刚柔并济」



木质材料受温度、湿度的影响比较大

榫卯同质同构的链接方式下

使得连接的两端共同收缩或舒张,整体结构更加牢固

而铁钉等金属构件与木质材料在同样的热力感应下

应膨胀系数的不同从而在连接处引起松动

影响整体的使用寿命

刚的一面,体现在凹凸面相互咬合后

不用订、绳、自然形成一个整体

提高整体的负荷能力

柔的一面,能够承受一定的变形

消耗一些能量、减少结构响应

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△在地震模拟的反应中,整个榫卯结构模型出现轻微的晃动,但没有出现实质性的破坏。

「构造上的巧夺天工」



在东亚地区特别是我国

古代的能工巧匠

以其天马行空的想象力和精湛的工艺手法

创造出了无与伦比的榫卯构造方式

将木质材料的应用推到了一个登峰造极的水平

不仅构造精奇,更是数量众多

在牢固的基础上,不同的榫卯满足于不同的应用方式

其榫卯结构样式更是多达上百种

话不多说,来几张动图感受下~

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△以上动图为以精巧著称的日式榫卯,图片来源于网络

接下来再看几组实物榫卯动图

(多为中式榫卯)

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△以上动图为传统中式榫卯,虽不似日式榫卯精巧绚丽,但更加实用牢固,图片来源于网络

这只不过是古人榫卯构造方式的冰山一角

榫卯构造在我国几千年的沉淀与发展中

适用、美观、坚固三者兼备

代表着木质材料在形式构造方面的最高典范

(我国古代不同榫卯构造的分力、应力方式将在下文详细展开)



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△《营造法式》榫卯类型:梁柱等卯口,在1000年前宋代的《营造法式》中已经有各种巧妙的榫卯结构
III



那些关于榫卯的错误认知

「榫卯起源于我国,是我国特有的吗?」

仅对欧洲而言,贯穿于整个前工业时代

在欧洲木材丰富的地区,大到教堂屋顶构架桥梁

小到山野民宿,榫卯都是最常见的构建连接手段

木材作为最原始的建筑和家具材料是全球性的

座椅也是途径西亚传入中国

在没有金属大规模生产的前工业时代

世界各地的人不可避免的都有要与土木打交道

在各地人民长期实践中自然而然的就掌握了榫卯技术

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△德国出土的古老榫卯结构

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△十九世纪六十年代马塞诸塞州温莎市三湾谷仓处的榫卯结构

应该说榫卯是在整个前工业社会是一个现象级的产物

我国文明产生较早大规模工业生产到来得太迟

我国榫卯结构的应用与发展因此有了极长的时间厚度

加之我国古代聚居地区天然石材较少、人口众多

天然亲近与榫卯的构建连接方式

使得我国古代人民对榫卯更有一种别样的感情

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△建于公元782年(唐代),距今已有1200多年的南禅寺大殿

「榫卯构造的中国古建筑不用一根钉子,

究竟是不是事实?」

钉子作为一种非常方便、实用的加固技术

古人为何要跟钉子过不去,以至于“一根不用”?

首先这从情理上是说不通的

不过就古代生产力水平而言,类似钉子这样的物件

都还需要铁匠一个一个的制作,成本极高

加之对木质材料而言

钉子还具有膨胀系数不同、容易生锈等缺点

所以在我国古代建筑、家具的主体结构中

榫卯所占比例较大

部分构筑物、家具采取榫卯与钉子相结合的组合方式

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△宋代张择端《清明上河图》中的虹桥没有桥墩,用的是一种中国古老的“榫卯”结构,就像双手十指紧扣时那样难舍难分,使桥异常牢固。




榫卯工艺制作工具(什么是榫卯)(24)

除钉子之外某些榫卯的连接处也会采用胶来加固

我国古代大多用鱼鳔胶来固定

鱼鳔胶作为榫卯结构的辅助

其遇热水可以化开,可以拆卸,可以修补

“不使用一颗钉子”这个说法偏离事实甚多

唐代文学家杜牧《阿房宫赋》记载:

“钉头磷磷,多于在庾之粟粒;

瓦缝参差,多于周身之帛缕”

表明阿房宫中所用钉子的数量之多

IV



榫卯的具体应用



对于我国而言,建筑、家具这两大类

对榫桙的应用最为显著和数量众

要明白不同榫卯在建筑和家具中起到的具体作用

我们先来简单介绍下我国建筑、家具两大构造系统

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△故宫@苏唐诗

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△开封山陕甘会馆@苏唐诗

建筑中的木构是梁柱系统、家具中的木构是框架系统

两个结构系统之间同样都靠榫卯来连接构造原理相同

建筑的梁柱系统通过柱子与横梁的交叠扣搭

以此来支撑整个屋顶的重量

梁柱之间不同的搭配

又可以形成抬梁式与穿斗式等不同的样式

在梁柱体系完成以后

再以砖、夯土、木质板材等形式做墙

古人所谓“墙倒屋不塌”就是这个道理

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@苏唐诗

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而对于家具的框架系统而言

足腿相当于建筑的柱子

枨(cheng)子跟牙子相当于建筑的梁

起固定连接作用。案面相当于建筑的屋顶

其中足腿起支撑作用

枨(cheng)子跟牙子其分解重量与固定的作用

三者通过榫卯连接形成,浑然一体

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「榫卯在家具上的应用」

唐代以前的古人多席地而坐

此时家具大多重心较低,形态偏厚重

对榫卯结构性功能要求相对较低

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△电视剧《琅琊榜》剧照(故事架空背景为南北朝时的梁朝)

唐代床、椅等高脚家具形式传入中国后

古人坐姿的改变便加大对家具的承重要求

此时榫卯结构充分地与“新式家具”相结合

经过宋元时期的发展

中国传统家具终于在明代达到了顶峰

明式家具成为为中国家具史上最高的巅峰

在世界工艺史上也成为独树一帜的存在

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△宋代绘画中的家具、上图为宋《蕉荫击球图》下图北宋宋徽宗《听琴图》

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△元代抽屉桌(图片来源于网络)

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△榫卯连接的明式家具

接下来介绍几组榫卯在家具中(框架系统)的具体应用

连接立木与横木之间的:粽角榫



在整体构架上传统家具

充分发挥木质材料在纵向上的韧性与耐力

以足腿的立木作支柱

横木的枨子、牙子作联结材,支撑案面

在足腿与案面之间的支撑多采用粽角榫的榫卯形式

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带板粽角榫 双榫粽角榫 传统粽角榫

连接立木和横木之间的榫卯:插肩榫

插肩榫为横木与立木之间的支撑起固定作用

是我国传统家具中“牙子”的主要来源方式

其不仅仅稳定了横木与立木之间直角关系

使其不变形分散由上而下的压力

同时还有一定的美化装饰作用

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云型插肩榫 扇形插肩榫 夹头插肩榫

粽角榫与插肩榫的结合

高束腰抱肩榫、挂肩四面平榫

将粽角榫的支撑作用与插肩榫的固定作用充分结合

使整个家具的框架系统更为稳定

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高束腰抱肩榫

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挂肩四面平榫

在粽角榫与插肩榫的结合之后

家具下方往往再加上牙子对整个框架系统再次固定

重重固定之下使整个系统牢不可破

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加牙子无束腰腿足与案面结合

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一腿三牙结构

我国家具也多通过

粽角榫与插肩榫的结合的方式形成束腰

不仅使整个更加牢固

同样也形成了独有的美感

束腰有两种做法

一种低束腰、一种高束腰

综合来说,它们的作用都在于

使面板与腿足之间增加了一个过渡阶段

从而大大增加了装饰艺术的发挥空间

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△古代家具的束腰之美

连接枨子的榫卯

枨子的连接方式

同样是发挥木质材料在纵向上的耐性

立木足腿横木为枨子

在足腿作为整个框架系统的支撑时

枨子固定几个足腿的受力方向

将所有的受力集中在纵向上

提高整个框架系统的使用年限

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△方腿方枨的连接方式

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△园方结合的连接方式

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△多个枨子之间的交叉固定

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△多个枨子之间的交叉固定

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△椅盘边抹与椅子腿足的结构

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