榫卯工艺制作工具(什么是榫卯)
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
△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)
△ 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
△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
△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~
△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)
△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)
△《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
△德国出土的古老榫卯结构
△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
△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
△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。
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
△故宫@苏唐诗
△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
@苏唐诗
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
「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
△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
△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》
△元代抽屉桌(图片来源于网络)
△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
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
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
高束腰抱肩榫
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
加牙子无束腰腿足与案面结合
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
△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
△方腿方枨的连接方式
△园方结合的连接方式
△多个枨子之间的交叉固定
△多个枨子之间的交叉固定
△椅盘边抹与椅子腿足的结构
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