榫卯結構
榫卯結構是中國傳統建筑、家具和其他木制器具的主要結構模式是木纖維強度和摩擦力的結合。最早有榫卯結構的物件是河姆渡遺址的木質清水墻建筑,后來隨著木質工具功能的增加,、隨著青銅冶煉技術的成熟,夏商代開始出現簡單的木制家具,榫卯結構的應用逐漸廣泛、使用木制器具,唐代榫卯結構連接類型較多到了元明清時期,榫卯結構更加精細,也越來越復雜現代的榫卯結構遵循了綠色設計原則等諸多原則,并以榫卯結構為載體,對其進行了發展和創新。有榫卯結構的物品容易保養、修改、拆裝;榫卯結構具有很大的靈活性,也有利于抗震、抗震。
榫卯結構是中華民族在漫長的歷史中的積累和創造,體現了中國傳統文化的內涵和智慧,可以為當今的設計和創作提供寶貴的財富和經驗。不同建筑中的榫卯結構、木制工具的結構和構造有不同的形式、功能和工藝,其中中國古代榫卯結構的木結構建筑有紫禁城、山西懸空寺、應縣木塔、栗原木橋博物館等等;中國古代家具在結構或形式上使用了多種榫卯,榫卯成為中國古典家具設計的造型手段,其中明式家具是中國乃至世界家具史上的一座高峰;榫卯結構在玩具中的應用大致可以分為古建筑、有三種解謎和動物題材比如魯班索就是利用榫卯結構的可逆特性和凹凸互補特性制作的益智玩具。
歷史沿革 編輯本段
河姆渡時期
中國發現的最早的榫卯結構器物出土于浙江河姆渡遺址(大約7000年前)木質干墻式建筑遺存的結構類型是將木樁打入地下作為建筑的基礎,然后用大小橫梁支撐懸空的樓層整個木質建筑由成千上萬的干墻組成,板材之間用榫頭和榫眼連接,接口處看不到接縫。干圍樓樓上有人住,防潮、防野獸的作用;下層用來養家畜、存放糧食等。這件遺物中有上百個帶榫卯的木質構件,都是垂直交叉的榫卯,包括柱頭和柱腳的榫頭、梁頭榫等,從這部分構件有便于綁扎的凹槽來看,當時還不能排除結構節點的綁扎方式,當時是用石鑿進行生產的、骨鑿、骨錐、斧等工具。這一時期河姆渡人使用榫卯結構建造房屋,但沒有將榫卯結構應用于生活家具。
夏至秦漢時期
商、隨著周代青銅冶煉技術的成熟,青銅作為工具的制木能力提高,榫卯結構逐漸從木結構建筑的使用發展到制作生活家具,出現了低矮的木質家具床面和家具床腳的結合是通過簡單的榫眼和榫頭實現的。
到了春秋戰國時期,青銅木器的平面加工能力大大提高,榫卯結構進一步發展榫卯結構的設計復雜多樣,不再是簡單的凹凸配合,除了更多的使用明榫、交角榫、除了燕尾接合和企口拼接,還有各種形式的榫頭、槽榫、暗榫、圓榫、楔釘榫以及插接、鑲角、銀錠榫、格角榫等等。大多數榫卯結構都是在戰國時期的墓葬中挖掘出來的這一時期的墓葬仍保持著商周以來的形制,且多為木質,有嚴格的階級和等級之分等級越高,工藝越精細。但這一時期的家具都是木材經過簡單加工制成的,戰國時期的主流家具是漆器家具。還有一位著名的工匠魯班,利用榫卯結構的可逆特性和凹凸互補的特性,發明了魯班鎖魯班鎖就像一個木結,形狀單一但拆卸結構不可預測,結構種類繁多,數學排列組合龐大榫卯結構的使用使得榫卯結構技術更加成熟。
秦漢時期,主體的木框架越來越成熟,榫卯結構的使用也逐漸越來越廣泛據《西京雜記》,胡闖出現在這個時期(楔釘榫)同時,禪床等家具的傳入和民族的融合也導致了石制磚的種類繁多。
魏晉南北朝至唐宋
金屬與固體的結合在魏晉南北朝時期仍很普遍,但隨著時代的變遷美國的生活方式,民族大融合和新思想新習俗的影響,出現了一些新的家具和用具,如胡床、高凳、圓凳、筌蹄、椅子等高座家具。
隨著唐代鋸的演變和鈸的出現,榫卯的運用也更加講究,組合方式已經非常扎實,上下銜接、穿插重疊的形式,因為交通便利,思想開放,國強民富,所以也是榫卯結構和建筑、家具的發展創造了有利條件,榫卯結構的連接類型也更多了比如官帽椅中的扶手椅原型有了很大的發展,整體做成木框的形式,用榫卯結構連接,不易變形與此同時,“胡床”受少數民族習俗影響,改名為“交椅”或“交床”
宋代是榫卯發展的高峰期,也是審美的巔峰榫卯結構也由繁變簡,框架家具結構變得更加成熟和豐富,有了夾頭榫、宋《營造法式》年記載和規范了一些榫卯,但宋代家具很少,這一時期的建筑都有邊腳、隨著榫卯拱建筑的發展,現存的代表是中國現存最高的木結構建筑應縣木塔。
元明清時期
在木鋸和平鈸的影響下,木制工具的改進和社會文化對精致奢華的追求,榫卯結構類型逐漸豐富、設計逐漸復雜、加工逐漸走向精加工以硬木和優質柴木為代表的明式木家具,在明清時期達到了中國傳統家具發展的頂峰,榫卯結構多達100多種,工藝精湛、結構縝密、設計特別有名,這個時期的獨特風格造就了故宮。明式家具的榫卯結構,充分發揮了材料本身的特性,不使用塑料釘,靈活科學,拆裝方便。
近現代時期
榫卯結構在現代的使用和發展,在造型和結構上有了發展和創新,并遵循了安全原則、傳統榫卯形式的原理、綠色設計理念和現代機械化原理以榫卯結構為載體,承載了更多新時代材料技術發展的成果,并參考了現代人的審美和需求,如以彈性材料作為建筑的主要材料,根據不同的材料選擇不同的榫卯結構,使榫卯呈現出新的獨特亮點。
榫卯種類 編輯本段
榫卯結構是中國傳統建筑、家具和其他木制器具的主要結構模式是木纖維強度和摩擦力的結合。榫頭是凸起的部分,榫眼是凹陷的部分稱為榫卯,不借助膠水或釘子等外力,僅通過木質構件本身的凹凸配合進行連接。其更廣泛的內涵是指所有同質材料的節點,即在木質建筑中、在家具甚至石材等其他手工藝品中,部件之間的連接僅僅依靠材料本身的凹凸配合,而不借用其他材料。
榫卯結構由六種結構組成:
榫:一個物體的兩個部分通過凹凸連接在一起的凸起部分。
榫頭:竹、木、石頭物體或部件的突出部分,在那里它以凹凸的方式相遇。
榫卯(榫頭和卯眼)框架結構的兩個或多個部分的連接。
榫銷:插入上銷孔的銷。
榫眼:椽子連接處切的容納椽子的洞,也就是器物咬合的凹部。
榫鑿:用來鑿榫眼的鑿子。
接合:榫頭壓入榫眼、榫孔、榫槽或榫槽的接合。
結構分類 編輯本段
榫卯結構根據不同的標準有很多不同的類型,比如榫形;榫和榫眼的結合;榫頭的數目;榫卯的作用(根據兩姐妹零件的榫卯連接方式)點、面和多組分接頭按三種類型分類等等。
榫頭形狀
可分為直角榫、燕尾榫、圓榫等。直角榫因其制作和連接簡單而被廣泛使用;由于燕尾榫接頭的榫肩有一定的傾斜度,結構牢固可以防止榫的錯位,但設計時榫肩的傾斜角度應小于10°,以防止木材因剪切應力較弱而斷裂;圓榫主要用于木制品兩個工件的連接定位,特點是節省木材,消除榫口、切割榫肩的工序。
根據榫和榫眼的組合
可分為開口榫、閉口榫、半閉口榫、通榫和非通榫等。如果你能看到榫的所有側面,這是一個開放的榫,但你可以 你看不到一個封閉的榫,你可以看到它的一部分是一個半開的榫。如果你能看到榫,這是一個貫穿榫,但如果你能 看不出來,是個非通榫。開榫容易加工,但強度不高。閉合榫接頭強度高,外形美觀。半開榫兼有前兩者的優點,美觀且具有較高的強度接合能力。通榫的接合面積大,所以接合的強度也高但由于其榫頭露在外表面,當其含水率發生變化時,榫頭會因干縮濕脹而在接縫表面凸出或凹陷,影響木制品的美觀和連接質量。然而,非穿透榫避免了這一缺點,因為它可以 不接觸外界空氣,與木材融為一體非常美觀,所以國內多采用、高檔木制品的裝飾面。
按照榫頭的數目
可分為單榫和多榫。根據工件的厚度,在零件的一端開一個或多個榫,一個榫叫單榫,兩個榫叫雙榫,兩個以上榫叫多榫。凸榫數量的增加也增加了粘合層的面積,從而提高了木制品的強度。在實際生產中,桌椅這種簡單的家具的連接處經常使用單榫和雙榫。多榫主要用于櫥柜和抽屜的連接部位。
從點、面和多組件關節之間的三種區別
點的結合即是“點對點”或“點對面”的結構方式。這種方法主要用于水平和垂直木材“丁” 字接頭、成角接合、直料和弧形料的十字接頭和延伸接頭,如煙壺袋的榫頭、楔釘榫、夾頭燕尾榫、格肩榫等。面的組合就是面的組合,兩條邊的組合,面和邊的相交。如槽口榫、企口榫、燕尾榫、穿帶榫、扎榫等。
多構件組合是將三個或三個以上的構件組合在一起并相互連接的一種施工方法此法由十字交叉發展而來,更牢固耐用,適用于肩榫、插肩榫、霸王棖、粽角榫等。傳統木框架榫卯結構、家具的榫卯結構是根據標準分類的,因為不同部位的構件連接組合方式不同:
傳統木結構榫卯結構的分類及檁條、梁、枋、該柱的幾個部件相互連接和組合。從節點結構分析,改變節點使用的榫卯大致有三個原因。第一,由于構件組合方式不同,比如檁條和檁條是水平構件,而梁柱連接是水平和垂直構件,這兩種榫卯形式不一致;第二,框架不同造成的節點差異,就像梁柱的連接提梁式框架的榫卯是放在柱頂的饅頭榫,而跨斗式框架由于梁柱頂部接近高度,可以是燕尾榫、半榫、透榫等;第三,由于同一位置交叉構件太多,有一些變化可以相對簡單地分類,如轉角處的跨箍榫,也有各種做法難以分類,如兩個水平構件在不同高度和柱的交叉。
家具的榫卯結構是家具各部分之間的連接方式,大致可分為四類。一是面板連接。面板就是面,也就是大面、抹灰頭封閉在一個盒子里,然后在盒子里嵌入一塊薄板。一般采用“龍鳳榫加穿帶”技術,就是把幾塊薄木板組裝成一個大板,然后把板中心嵌入盒子里。圓形面板、海棠式、梅花鑲板也是由多塊木頭制成的“攢邊打槽裝板心”二是面與面之間的連接,可以是兩個面的連接,兩個邊的拼接,面板與邊的拼接。有槽口榫、企口榫、燕尾榫、穿帶榫、札榫等;三是點的連接,橫豎木的丁字接頭、成角結合、交叉結合、直線和曲線材料的延伸和組合。有格肩榫、雙榫、雙夾榫、勾掛榫、楔釘榫、半榫等;第四,三個構件組合形成三個平面直角相交的構造方法,構件之間通過構件間的陰陽咬合連接。有托角榫、長短榫、抱肩榫、棕角榫等。
榫卯特點 編輯本段
功能
榫卯結構順應自然,尊重自然,講究與木木的平衡,源遠流長;有榫卯結構的物品容易保養、修改、拆裝;榫卯結構具有很大的靈活性,也有利于抗震、抗震;與其他鉚釘相比,榫卯結構連接的部件、膠組件應堅固耐用,能承受較高的外力。
技藝
榫卯結構的特點體現在藝術與技術的完美結合和榫卯結構的合理結構設計上:一是構件之間用榫卯連接,制作嚴謹精致,組合起來避重就輕,相得益彰組件的組合不需要硬件,只需要少量膠水起到輔助作用。第二,榫卯結構可以上下、粗細斜直,連接合理、什么都涵蓋,流程精準、扣合嚴密、求不發,其他組件之間不存在連接問題。榫卯結構是可修復的、拆卸方便運輸、舒適性,并且在長期使用中,一旦出現損壞現象,只需要更換損壞的元器件即可,但處理器的技術水平較高,如控制不當,很容易造成明顯或不明顯的缺陷;木質材料很難保存,容易腐爛。
應用領域 編輯本段
榫卯結構有著廣泛的應用領域,和農具、交通工具、房屋、橋梁、礦井支撐、青銅器鑄造、家具、玩具、古代書籍。現代作品等等。榫卯的構造邏輯可以跨物質、產品類別,這是最集中在木制組件,但也擴展到金屬、在磚石材料上,以及在不同的技術情境下,比如從貴州綏陽的張公廟就可以觀察到木結構建筑的仿制痕跡。
代表作品 編輯本段
魯班鎖、應縣木塔、紫禁城、天津薊縣獨樂寺觀音閣、天壇祈年殿、大觀園、山西懸空寺、明式家具、日本蘇黎世辦公樓、GC口腔醫學博物館研究中心、栗原木橋博物館等等。
魯班鎖
魯班鎖是春秋戰國時期著名工匠魯班利用榫卯結構的可逆特性和凹凸互補特性,將六根木棒牢牢咬合而發明的一種益智玩具然后根據榫卯結構,人們逐漸觸類旁通,在外觀上有所創新,在標準魯班鎖的基礎上衍生出許多其他高難度的魯班鎖,類型復雜多變,大三通、三根鎖、魯班球、梅花鎖、丁香花鎖、十二姐妹、二十四鎖、環環相扣、井字鎖、棱角鎖、柳葉鎖、六角片、六拼鎖、六色通、籠中取寶、籠中去球、籠中取鎖、門鎖、十八羅漢、十四方鎖、十四面體鎖(去角方鎖)太空球、雙子星、正方鎖、地雷鎖、魚雷鎖等等。
應縣木塔
這座木塔在宋代時期完全采用榫卯結構建造,高度超過60米,建造時間超過1000年。木塔的第一個橋臺是石頭做的,其余都是木頭做的,完全用現代建筑用的榫卯結構和釘子連接、螺絲等五金件的連接差別很大。木質建筑結構完全不需要使用五金件就可以建造一個完整的房子。而且在搭建木質建筑結構的過程中,有些榫卯結構可以完全隱藏在暗處,從外面看不到榫卯結構。應縣木塔在建造過程中,充分利用榫卯結構作為連接,保證了整個建筑有良好的支撐點,外形美觀。
明式家具
明代家具代表了中國古代家具制造技術的巔峰,其材料多為上等木材(又稱硬木)柴木(指榆木、櫸木、杉木等)兩種,家具的造型采用木框架結構,制作時榫頭的使用多于釘子和膠水,而且由于榫頭和榫眼結合在一起,可以拆卸。明代家具種類繁多,造型多樣根據材料和工藝的不同,可以分為傳統的漆器家具和新穎的硬木家具,以及民間使用的竹子、藤、柳、瓷、石頭等制成的家具。其品種按功能可分為椅子和凳子、幾案類、櫥柜類、床塌類、屏架類等。比如明式圈椅,造型簡潔凝練,但其部件細分為幾十個,自下而上依次安裝組件通過榫頭和榫眼相互嚙合,組件完美縫合;還有一些家具榫卯結構既有功能性又有裝飾性,如腿腳與短舊的結合或夾花與面或齒條的結合、霸王腿足臉的組合、角齒與橫豎木材的組合等。
紫禁城
創建于明朝永樂十八年(1420)的北京紫禁城(故宮博物院的前身),是世界上最大的、保存最完整的古代木結構建筑群。故宮古建筑的柱子在頂部,是水平構件(梁、枋)連接主要是通過榫卯,故宮平臺基石構件的安裝也采用榫卯結構,其中榫卯連接位置為榫卯節點,故宮古建筑有幾十個榫卯節點。
蘇黎世辦公大樓
它是目前世界上最大的木質建筑結構,建筑材料也是可回收的環保材料該建筑完全采用榫卯結構,并將榫卯結構與現代技術充分融合。雖然這座建筑的制造過程中充分使用了榫頭和榫眼,但從建筑的外觀來看,它具有一定的現代特征。
價值影響 編輯本段
建筑
榫卯結構技術的運用體現了中國先民的創造力,這是未來中國古代木結構建筑體系走向成熟的技術關鍵,也是這一體系區別于世界其他古代建筑體系的重要特征。從歷史的角度來看,榫卯結構與不同的歷史文化地域背景有關、工匠體系、工藝傳統和木制工具密切相關,從而形成一套“基因”序列或“語言”系統,表達古代工匠技術體系中的具體技術知識。
榫卯結構最初應用于建筑,即浙江河姆渡遺址(大約7000年前)寺廟的木制干欄建筑遺跡后來被應用于天津薊縣都樂寺的觀音閣、2009年,山西應縣木塔被列入聯合國教科文組織《保護非物質文化遺產公約》人類非物質文化遺產代表作名錄中國傳統木結構建筑工藝是以木材為主要建筑材料,以榫卯為主要木構件組合方式,以模塊化系統為規模設計和加工生產手段的建筑施工技術體系。
榫卯結構在現代建筑設計領域應用較少,如中國上海世博會中國館的設計、寧波市寧海縣前童古鎮經營·由建筑工作室設計“前童木構”日本隈研吾設計事務所的作品,如GC口腔醫學博物館研究中心隨園木橋博物館等。
家具
榫卯已經成為中國古典家具設計中的一種造型方法作為中國傳統家具的重要組成部分,榫卯凝聚了中國傳統家具文化的精髓,體現了東方人含蓄的審美情趣。而且榫卯結構無論是外在的技術還是內在的文化精神都有其獨特的審美價值,對現代家具設計有著深刻的指導和借鑒意義。
榫卯結構的家具最早出現在春秋戰國時期榫卯結構的明式家具是中國乃至世界家具史上的一座高峰,其中榫卯組合的紅木家具有近百種,絕大部分繼承自明代、在清代家具的傳統工藝中,有65種具有代表性的榫卯結構,包括龍鳳榫和穿帶、走馬銷、夾頭榫、巴掌榫等等。
現代家具的設計在榫卯方面呈現出新的結構功能。比如2014年9月6日卡內基藝術博物館舉辦的展覽中,由智利設計師Sebastian Errazuriz設計“爆炸邊柜”一系列裝置,這件作品采用榫卯結構作為裝置的構成元素該作品的櫥柜均采用滑動燕尾榫連接柜子打開之前,是一個封閉的方形柜子打開柜子,每個建筑都沿著榫卯滑動,整個過程就像柜子在慢慢爆炸。
玩具
傳統榫卯玩具以木質為主,在玩具中的應用大致可以分為古建筑、有三種解謎和動物題材古建筑玩具就是將榫卯結構的古建筑按等比例縮放,應用到玩具領域;解謎玩具的特點是提高用戶 創造力和想象力,并提高他們的運動能力和感官敏銳度;動物玩具的結構比較簡單、使用方便,并具有一定的裝飾效果。
現代榫卯結構玩具的選材從傳統的木質為主轉變為多種材料的組合,繼承傳統榫卯結構的科技智慧,研究榫卯玩具的現代化,包括中國傳統榫卯玩具魯班鎖的研究和總結、榫卯玩具的延伸應用設計研究、兒童榫卯結構研究的玩具等等。
其他
榫卯源于傳統手工藝體系,凝聚了古人“天人合一” 順應自然發展規律,合理利用自然資源,與萬物和諧共存無論是小器皿還是大規模制造,無處不在,榫卯的結構邏輯可以跨越物質、產品類別。現代技術利用榫卯連接不斷構建新秩序通過不斷創新,東亞傳統木結構建筑和制作技藝終于獲得了更多的傳承機會,其魅力將永存、歷久彌新。榫卯結構顯示了中國的內涵和智慧傳統文化它是中國歷史上不可多得的智慧結晶和藝術瑰寶其背后體現了中國古代人對世界的認識,其工藝蘊含著力學、用美學和哲學的智慧,創作出的木制品,一榫一榫地展現了中國古代人民的智慧,一凹一凸地展現了木藝的審美,也可以為當下的設計創作提供寶貴的財富和經驗。
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