榫卯结构
榫卯结构是中国传统建筑、家具和其他木制器具的主要结构模式是木纤维强度和摩擦力的结合。最早有榫卯结构的物件是河姆渡遗址的木质清水墙建筑,后来随着木质工具功能的增加,、随着青铜冶炼技术的成熟,夏商代开始出现简单的木制家具,榫卯结构的应用逐渐广泛、使用木制器具,唐代榫卯结构连接类型较多到了元明清时期,榫卯结构更加精细,也越来越复杂现代的榫卯结构遵循了绿色设计原则等诸多原则,并以榫卯结构为载体,对其进行了发展和创新。有榫卯结构的物品容易保养、修改、拆装;榫卯结构具有很大的灵活性,也有利于抗震、抗震。
榫卯结构是中华民族在漫长的历史中的积累和创造,体现了中国传统文化的内涵和智慧,可以为当今的设计和创作提供宝贵的财富和经验。不同建筑中的榫卯结构、木制工具的结构和构造有不同的形式、功能和工艺,其中中国古代榫卯结构的木结构建筑有紫禁城、山西悬空寺、应县木塔、栗原木桥博物馆等等;中国古代家具在结构或形式上使用了多种榫卯,榫卯成为中国古典家具设计的造型手段,其中明式家具是中国乃至世界家具史上的一座高峰;榫卯结构在玩具中的应用大致可以分为古建筑、有三种解谜和动物题材比如鲁班索就是利用榫卯结构的可逆特性和凹凸互补特性制作的益智玩具。
历史沿革 编辑本段
河姆渡时期
中国发现的最早的榫卯结构器物出土于浙江河姆渡遗址(大约7000年前)木质干墙式建筑遗存的结构类型是将木桩打入地下作为建筑的基础,然后用大小横梁支撑悬空的楼层整个木质建筑由成千上万的干墙组成,板材之间用榫头和榫眼连接,接口处看不到接缝。干围楼楼上有人住,防潮、防野兽的作用;下层用来养家畜、存放粮食等。这件遗物中有上百个带榫卯的木质构件,都是垂直交叉的榫卯,包括柱头和柱脚的榫头、梁头榫等,从这部分构件有便于绑扎的凹槽来看,当时还不能排除结构节点的绑扎方式,当时是用石凿进行生产的、骨凿、骨锥、斧等工具。这一时期河姆渡人使用榫卯结构建造房屋,但没有将榫卯结构应用于生活家具。
夏至秦汉时期
商、随着周代青铜冶炼技术的成熟,青铜作为工具的制木能力提高,榫卯结构逐渐从木结构建筑的使用发展到制作生活家具,出现了低矮的木质家具床面和家具床脚的结合是通过简单的榫眼和榫头实现的。
到了春秋战国时期,青铜木器的平面加工能力大大提高,榫卯结构进一步发展榫卯结构的设计复杂多样,不再是简单的凹凸配合,除了更多的使用明榫、交角榫、除了燕尾接合和企口拼接,还有各种形式的榫头、槽榫、暗榫、圆榫、楔钉榫以及插接、镶角、银锭榫、格角榫等等。大多数榫卯结构都是在战国时期的墓葬中挖掘出来的这一时期的墓葬仍保持着商周以来的形制,且多为木质,有严格的阶级和等级之分等级越高,工艺越精细。但这一时期的家具都是木材经过简单加工制成的,战国时期的主流家具是漆器家具。还有一位著名的工匠鲁班,利用榫卯结构的可逆特性和凹凸互补的特性,发明了鲁班锁鲁班锁就像一个木结,形状单一但拆卸结构不可预测,结构种类繁多,数学排列组合庞大榫卯结构的使用使得榫卯结构技术更加成熟。
秦汉时期,主体的木框架越来越成熟,榫卯结构的使用也逐渐越来越广泛据《西京杂记》,胡闯出现在这个时期(楔钉榫)同时,禅床等家具的传入和民族的融合也导致了石制砖的种类繁多。
魏晋南北朝至唐宋
金属与固体的结合在魏晋南北朝时期仍很普遍,但随着时代的变迁美国的生活方式,民族大融合和新思想新习俗的影响,出现了一些新的家具和用具,如胡床、高凳、圆凳、筌蹄、椅子等高座家具。
随着唐代锯的演变和钹的出现,榫卯的运用也更加讲究,组合方式已经非常扎实,上下衔接、穿插重叠的形式,因为交通便利,思想开放,国强民富,所以也是榫卯结构和建筑、家具的发展创造了有利条件,榫卯结构的连接类型也更多了比如官帽椅中的扶手椅原型有了很大的发展,整体做成木框的形式,用榫卯结构连接,不易变形与此同时,“胡床”受少数民族习俗影响,改名为“交椅”或“交床”
宋代是榫卯发展的高峰期,也是审美的巅峰榫卯结构也由繁变简,框架家具结构变得更加成熟和丰富,有了夹头榫、宋《营造法式》年记载和规范了一些榫卯,但宋代家具很少,这一时期的建筑都有边脚、随着榫卯拱建筑的发展,现存的代表是中国现存最高的木结构建筑应县木塔。
元明清时期
在木锯和平钹的影响下,木制工具的改进和社会文化对精致奢华的追求,榫卯结构类型逐渐丰富、设计逐渐复杂、加工逐渐走向精加工以硬木和优质柴木为代表的明式木家具,在明清时期达到了中国传统家具发展的顶峰,榫卯结构多达100多种,工艺精湛、结构缜密、设计特别有名,这个时期的独特风格造就了故宫。明式家具的榫卯结构,充分发挥了材料本身的特性,不使用塑料钉,灵活科学,拆装方便。
近现代时期
榫卯结构在现代的使用和发展,在造型和结构上有了发展和创新,并遵循了安全原则、传统榫卯形式的原理、绿色设计理念和现代机械化原理以榫卯结构为载体,承载了更多新时代材料技术发展的成果,并参考了现代人的审美和需求,如以弹性材料作为建筑的主要材料,根据不同的材料选择不同的榫卯结构,使榫卯呈现出新的独特亮点。
榫卯种类 编辑本段
榫卯结构是中国传统建筑、家具和其他木制器具的主要结构模式是木纤维强度和摩擦力的结合。榫头是凸起的部分,榫眼是凹陷的部分称为榫卯,不借助胶水或钉子等外力,仅通过木质构件本身的凹凸配合进行连接。其更广泛的内涵是指所有同质材料的节点,即在木质建筑中、在家具甚至石材等其他手工艺品中,部件之间的连接仅仅依靠材料本身的凹凸配合,而不借用其他材料。
榫卯结构由六种结构组成:
榫:一个物体的两个部分通过凹凸连接在一起的凸起部分。
榫头:竹、木、石头物体或部件的突出部分,在那里它以凹凸的方式相遇。
榫卯(榫头和卯眼)框架结构的两个或多个部分的连接。
榫销:插入上销孔的销。
榫眼:椽子连接处切的容纳椽子的洞,也就是器物咬合的凹部。
榫凿:用来凿榫眼的凿子。
接合:榫头压入榫眼、榫孔、榫槽或榫槽的接合。
结构分类 编辑本段
榫卯结构根据不同的标准有很多不同的类型,比如榫形;榫和榫眼的结合;榫头的数目;榫卯的作用(根据两姐妹零件的榫卯连接方式)点、面和多组分接头按三种类型分类等等。
榫头形状
可分为直角榫、燕尾榫、圆榫等。直角榫因其制作和连接简单而被广泛使用;由于燕尾榫接头的榫肩有一定的倾斜度,结构牢固可以防止榫的错位,但设计时榫肩的倾斜角度应小于10°,以防止木材因剪切应力较弱而断裂;圆榫主要用于木制品两个工件的连接定位,特点是节省木材,消除榫口、切割榫肩的工序。
根据榫和榫眼的组合
可分为开口榫、闭口榫、半闭口榫、通榫和非通榫等。如果你能看到榫的所有侧面,这是一个开放的榫,但你可以 你看不到一个封闭的榫,你可以看到它的一部分是一个半开的榫。如果你能看到榫,这是一个贯穿榫,但如果你能 看不出来,是个非通榫。开榫容易加工,但强度不高。闭合榫接头强度高,外形美观。半开榫兼有前两者的优点,美观且具有较高的强度接合能力。通榫的接合面积大,所以接合的强度也高但由于其榫头露在外表面,当其含水率发生变化时,榫头会因干缩湿胀而在接缝表面凸出或凹陷,影响木制品的美观和连接质量。然而,非穿透榫避免了这一缺点,因为它可以 不接触外界空气,与木材融为一体非常美观,所以国内多采用、高档木制品的装饰面。
按照榫头的数目
可分为单榫和多榫。根据工件的厚度,在零件的一端开一个或多个榫,一个榫叫单榫,两个榫叫双榫,两个以上榫叫多榫。凸榫数量的增加也增加了粘合层的面积,从而提高了木制品的强度。在实际生产中,桌椅这种简单的家具的连接处经常使用单榫和双榫。多榫主要用于橱柜和抽屉的连接部位。
从点、面和多组件关节之间的三种区别
点的结合即是“点对点”或“点对面”的结构方式。这种方法主要用于水平和垂直木材“丁” 字接头、成角接合、直料和弧形料的十字接头和延伸接头,如烟壶袋的榫头、楔钉榫、夹头燕尾榫、格肩榫等。面的组合就是面的组合,两条边的组合,面和边的相交。如槽口榫、企口榫、燕尾榫、穿带榫、扎榫等。
多构件组合是将三个或三个以上的构件组合在一起并相互连接的一种施工方法此法由十字交叉发展而来,更牢固耐用,适用于肩榫、插肩榫、霸王枨、粽角榫等。传统木框架榫卯结构、家具的榫卯结构是根据标准分类的,因为不同部位的构件连接组合方式不同:
传统木结构榫卯结构的分类及檩条、梁、枋、该柱的几个部件相互连接和组合。从节点结构分析,改变节点使用的榫卯大致有三个原因。第一,由于构件组合方式不同,比如檩条和檩条是水平构件,而梁柱连接是水平和垂直构件,这两种榫卯形式不一致;第二,框架不同造成的节点差异,就像梁柱的连接提梁式框架的榫卯是放在柱顶的馒头榫,而跨斗式框架由于梁柱顶部接近高度,可以是燕尾榫、半榫、透榫等;第三,由于同一位置交叉构件太多,有一些变化可以相对简单地分类,如转角处的跨箍榫,也有各种做法难以分类,如两个水平构件在不同高度和柱的交叉。
家具的榫卯结构是家具各部分之间的连接方式,大致可分为四类。一是面板连接。面板就是面,也就是大面、抹灰头封闭在一个盒子里,然后在盒子里嵌入一块薄板。一般采用“龙凤榫加穿带”技术,就是把几块薄木板组装成一个大板,然后把板中心嵌入盒子里。圆形面板、海棠式、梅花镶板也是由多块木头制成的“攒边打槽装板心”二是面与面之间的连接,可以是两个面的连接,两个边的拼接,面板与边的拼接。有槽口榫、企口榫、燕尾榫、穿带榫、札榫等;三是点的连接,横竖木的丁字接头、成角结合、交叉结合、直线和曲线材料的延伸和组合。有格肩榫、双榫、双夹榫、勾挂榫、楔钉榫、半榫等;第四,三个构件组合形成三个平面直角相交的构造方法,构件之间通过构件间的阴阳咬合连接。有托角榫、长短榫、抱肩榫、棕角榫等。
榫卯特点 编辑本段
功能
榫卯结构顺应自然,尊重自然,讲究与木木的平衡,源远流长;有榫卯结构的物品容易保养、修改、拆装;榫卯结构具有很大的灵活性,也有利于抗震、抗震;与其他铆钉相比,榫卯结构连接的部件、胶组件应坚固耐用,能承受较高的外力。
技艺
榫卯结构的特点体现在艺术与技术的完美结合和榫卯结构的合理结构设计上:一是构件之间用榫卯连接,制作严谨精致,组合起来避重就轻,相得益彰组件的组合不需要硬件,只需要少量胶水起到辅助作用。第二,榫卯结构可以上下、粗细斜直,连接合理、什么都涵盖,流程精准、扣合严密、求不发,其他组件之间不存在连接问题。榫卯结构是可修复的、拆卸方便运输、舒适性,并且在长期使用中,一旦出现损坏现象,只需要更换损坏的元器件即可,但处理器的技术水平较高,如控制不当,很容易造成明显或不明显的缺陷;木质材料很难保存,容易腐烂。
应用领域 编辑本段
榫卯结构有着广泛的应用领域,和农具、交通工具、房屋、桥梁、矿井支撑、青铜器铸造、家具、玩具、古代书籍。现代作品等等。榫卯的构造逻辑可以跨物质、产品类别,这是最集中在木制组件,但也扩展到金属、在砖石材料上,以及在不同的技术情境下,比如从贵州绥阳的张公庙就可以观察到木结构建筑的仿制痕迹。
代表作品 编辑本段
鲁班锁、应县木塔、紫禁城、天津蓟县独乐寺观音阁、天坛祈年殿、大观园、山西悬空寺、明式家具、日本苏黎世办公楼、GC口腔医学博物馆研究中心、栗原木桥博物馆等等。
鲁班锁
鲁班锁是春秋战国时期著名工匠鲁班利用榫卯结构的可逆特性和凹凸互补特性,将六根木棒牢牢咬合而发明的一种益智玩具然后根据榫卯结构,人们逐渐触类旁通,在外观上有所创新,在标准鲁班锁的基础上衍生出许多其他高难度的鲁班锁,类型复杂多变,大三通、三根锁、鲁班球、梅花锁、丁香花锁、十二姐妹、二十四锁、环环相扣、井字锁、棱角锁、柳叶锁、六角片、六拼锁、六色通、笼中取宝、笼中去球、笼中取锁、门锁、十八罗汉、十四方锁、十四面体锁(去角方锁)太空球、双子星、正方锁、地雷锁、鱼雷锁等等。
应县木塔
这座木塔在宋代时期完全采用榫卯结构建造,高度超过60米,建造时间超过1000年。木塔的第一个桥台是石头做的,其余都是木头做的,完全用现代建筑用的榫卯结构和钉子连接、螺丝等五金件的连接差别很大。木质建筑结构完全不需要使用五金件就可以建造一个完整的房子。而且在搭建木质建筑结构的过程中,有些榫卯结构可以完全隐藏在暗处,从外面看不到榫卯结构。应县木塔在建造过程中,充分利用榫卯结构作为连接,保证了整个建筑有良好的支撑点,外形美观。
明式家具
明代家具代表了中国古代家具制造技术的巅峰,其材料多为上等木材(又称硬木)柴木(指榆木、榉木、杉木等)两种,家具的造型采用木框架结构,制作时榫头的使用多于钉子和胶水,而且由于榫头和榫眼结合在一起,可以拆卸。明代家具种类繁多,造型多样根据材料和工艺的不同,可以分为传统的漆器家具和新颖的硬木家具,以及民间使用的竹子、藤、柳、瓷、石头等制成的家具。其品种按功能可分为椅子和凳子、几案类、橱柜类、床塌类、屏架类等。比如明式圈椅,造型简洁凝练,但其部件细分为几十个,自下而上依次安装组件通过榫头和榫眼相互啮合,组件完美缝合;还有一些家具榫卯结构既有功能性又有装饰性,如腿脚与短旧的结合或夹花与面或齿条的结合、霸王腿足脸的组合、角齿与横竖木材的组合等。
紫禁城
创建于明朝永乐十八年(1420)的北京紫禁城(故宫博物院的前身),是世界上最大的、保存最完整的古代木结构建筑群。故宫古建筑的柱子在顶部,是水平构件(梁、枋)连接主要是通过榫卯,故宫平台基石构件的安装也采用榫卯结构,其中榫卯连接位置为榫卯节点,故宫古建筑有几十个榫卯节点。
苏黎世办公大楼
它是目前世界上最大的木质建筑结构,建筑材料也是可回收的环保材料该建筑完全采用榫卯结构,并将榫卯结构与现代技术充分融合。虽然这座建筑的制造过程中充分使用了榫头和榫眼,但从建筑的外观来看,它具有一定的现代特征。
价值影响 编辑本段
建筑
榫卯结构技术的运用体现了中国先民的创造力,这是未来中国古代木结构建筑体系走向成熟的技术关键,也是这一体系区别于世界其他古代建筑体系的重要特征。从历史的角度来看,榫卯结构与不同的历史文化地域背景有关、工匠体系、工艺传统和木制工具密切相关,从而形成一套“基因”序列或“语言”系统,表达古代工匠技术体系中的具体技术知识。
榫卯结构最初应用于建筑,即浙江河姆渡遗址(大约7000年前)寺庙的木制干栏建筑遗迹后来被应用于天津蓟县都乐寺的观音阁、2009年,山西应县木塔被列入联合国教科文组织《保护非物质文化遗产公约》人类非物质文化遗产代表作名录中国传统木结构建筑工艺是以木材为主要建筑材料,以榫卯为主要木构件组合方式,以模块化系统为规模设计和加工生产手段的建筑施工技术体系。
榫卯结构在现代建筑设计领域应用较少,如中国上海世博会中国馆的设计、宁波市宁海县前童古镇经营·由建筑工作室设计“前童木构”日本隈研吾设计事务所的作品,如GC口腔医学博物馆研究中心随园木桥博物馆等。
家具
榫卯已经成为中国古典家具设计中的一种造型方法作为中国传统家具的重要组成部分,榫卯凝聚了中国传统家具文化的精髓,体现了东方人含蓄的审美情趣。而且榫卯结构无论是外在的技术还是内在的文化精神都有其独特的审美价值,对现代家具设计有着深刻的指导和借鉴意义。
榫卯结构的家具最早出现在春秋战国时期榫卯结构的明式家具是中国乃至世界家具史上的一座高峰,其中榫卯组合的红木家具有近百种,绝大部分继承自明代、在清代家具的传统工艺中,有65种具有代表性的榫卯结构,包括龙凤榫和穿带、走马销、夹头榫、巴掌榫等等。
现代家具的设计在榫卯方面呈现出新的结构功能。比如2014年9月6日卡内基艺术博物馆举办的展览中,由智利设计师Sebastian Errazuriz设计“爆炸边柜”一系列装置,这件作品采用榫卯结构作为装置的构成元素该作品的橱柜均采用滑动燕尾榫连接柜子打开之前,是一个封闭的方形柜子打开柜子,每个建筑都沿着榫卯滑动,整个过程就像柜子在慢慢爆炸。
玩具
传统榫卯玩具以木质为主,在玩具中的应用大致可以分为古建筑、有三种解谜和动物题材古建筑玩具就是将榫卯结构的古建筑按等比例缩放,应用到玩具领域;解谜玩具的特点是提高用户 创造力和想象力,并提高他们的运动能力和感官敏锐度;动物玩具的结构比较简单、使用方便,并具有一定的装饰效果。
现代榫卯结构玩具的选材从传统的木质为主转变为多种材料的组合,继承传统榫卯结构的科技智慧,研究榫卯玩具的现代化,包括中国传统榫卯玩具鲁班锁的研究和总结、榫卯玩具的延伸应用设计研究、儿童榫卯结构研究的玩具等等。
其他
榫卯源于传统手工艺体系,凝聚了古人“天人合一” 顺应自然发展规律,合理利用自然资源,与万物和谐共存无论是小器皿还是大规模制造,无处不在,榫卯的结构逻辑可以跨越物质、产品类别。现代技术利用榫卯连接不断构建新秩序通过不断创新,东亚传统木结构建筑和制作技艺终于获得了更多的传承机会,其魅力将永存、历久弥新。榫卯结构显示了中国的内涵和智慧传统文化它是中国历史上不可多得的智慧结晶和艺术瑰宝其背后体现了中国古代人对世界的认识,其工艺蕴含着力学、用美学和哲学的智慧,创作出的木制品,一榫一榫地展现了中国古代人民的智慧,一凹一凸地展现了木艺的审美,也可以为当下的设计创作提供宝贵的财富和经验。
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