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1、木结构古建筑的结构与构造木结构古建筑的结构与构造 构件连接法及斗构件连接法及斗栱栱报告人报告人： 张锡成张锡成二二O一三年十月三十一三年十月三十 日日文物建筑的结构与构造文物建筑的结构与构造1 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接1 .1 榫卯连接发展概述榫卯连接发展概述河河 姆姆 渡渡 文文 化化河姆渡遗址木构件榫卯最早的榫卯雏形最早的榫卯雏形1 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接1 .1 榫卯连接发展概述榫卯连接发展概述周周 代代周代出土棺椁中的榫卯形式汉汉 代代汉代出土棺椁中的榫卯形式1 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接宋代常见的榫卯连接宋宋 代代榫卯构造已臻完善榫卯构造已臻完善1
2、 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接1 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接1 .2榫卯连接的类型榫卯连接的类型（1）直榫透榫半榫又称大进小出榫1 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接1 .2榫卯连接的类型榫卯连接的类型（2）燕尾榫又称大头榫大头榫、银锭榫银锭榫1 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接1 .2榫卯连接的类型榫卯连接的类型（3）管脚榫管脚榫及套顶榫的使用 便于安装定位； 提供一定的抵抗倾覆弯矩能力； 一定程度上维持木构架水平方向的稳定性； 限制了柱架在水平荷载的滑移，是一种“滑移限位装置” 。1 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接1 .2榫卯连接的类型榫卯连接的类型（4）搭扣
3、榫又称扣榫扣榫箍头榫十字卡腰榫及十字刻半榫1 构件连接法构件连接法榫卯连接榫卯连接1 .2榫卯连接的类型榫卯连接的类型（5）柱头榫又称馒头榫馒头榫2 构件连接法构件连接法销连接销连接2.1栽销栽销在古建大木中，销 子多用于额枋与平 枋之间、老角梁与 他角梁之间以及迭 落在一起的梁与随 梁之间、角背、隔 架雀替与梁架相迭 处等，古时也有在 檩子，垫板、枋子 之间使用销子以防 止檩、垫、枋走形 错动的现在已很 少采取另外，在 坐斗与平板枋之间、 斗栱各层构件之间， 也都用栽销的方法 稳固。2 构件连接法构件连接法销连接销连接2.2穿销穿销穿销与栽销的方法类似，不同这处 是，栽销法销子不穿透构件；面
4、穿 销法则要穿透二层乃至多层构 件用于两层或两层以上构件的叠 合连接。穿销穿销2 构件连接法构件连接法销连接销连接2.2穿销穿销3 构件连接法构件连接法钉连接钉连接在转角大木中，角梁与檩条的连结， 除去依靠角梁下皮挖出桁碗，还要 使用铁钉把角梁固定在檩条上，以 防止下滑。从十二世纪到封建社会 末期，角梁由戗一直使用铁钉，钉 断面一寸见方，一般为角梁厚度的 七分之一，钉直径不可过大，以免 角梁木料开裂。 大部分铁钉用在椽子和板材的连结 上。高大的建筑物中，在柱身过长或柱 径过粗时，一根原木往往不敷应用，需 要两根以上的原木拼接。（1）木料不够长时，拼接法采用半 榫或名巴掌榫。使用铁箍钉连结。用半
5、榫（巴掌榫）拼接柱子3 构件连接法构件连接法柱的拼接柱的拼接河北正定隆兴寺慈氏阁 有一根后金柱，圆柱径 为650mm，总长 16500mm，由三根圆 木拼接而成，有两处接 口，分别位于构件高度 的约三分点处。（2）柱径太粗，而缺乏大直径圆木时，可用合柱鼓卯拼接而成。合柱鼓卯按营造法式合柱 鼓卯图样中有二段合， 三段合，四段合几种， 也就是，由两根、三 根或四根原木拼成一 个完整的柱身。鼓卯 有明有暗，明鼓卯用 作柱面或柱底，暗鼓 卯用在柱心，鼓卯底 广面狭，另一段作榫 则面广底狭，因为相 合。凸榫可以做成银 锭状叫做鞠，也可以 做成长方形形状叫做 暗楔。3 构件连接法构件连接法柱的拼接柱的拼接
6、直榫传力分析1. 传力分析4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能4 .1直榫直榫 水平荷载作用下水平荷载作用下直榫传力分析4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能1. 传力分析4 .1直榫直榫 竖向荷载作用下竖向荷载作用下2. 破坏形态4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能4 .1直榫直榫由上述分析可以看出，直榫在承受弯矩作用时，将会产生一定的弯曲应力和剪应力，榫颈截面达到极限弯矩后木材纤维会拉断，榫颈发生弯曲破坏和剪切破坏。这在古建筑维修中，如西安东门城楼，常可以见到这种破坏形式榫头在沿垂直面内出现断裂。燕尾榫传力分析4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能1. 传力分析4 .2 燕尾榫
7、燕尾榫4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能2. 破坏形态4 .2 燕尾榫燕尾榫榫颈弯断榫角剪断卯口剪裂榫角压缩卯口胀裂榫头剪断卯口劈裂榫角剪断榫角压缩卯口劈裂榫角压缩伴随卯口劈裂4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能4 .3 直榫直榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验燕尾榫节点柱架拟静力试验透榫柱架燕尾榫柱架1. 构件尺寸4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能4 .3 直榫直榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验燕尾榫节点柱架拟静力试验2. 试验装置4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能4 .3 直榫直榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验燕尾榫节点柱架拟静力试验3. 试验现象透榫柱架燕尾榫柱架榫头拔出卯口破坏
8、榫头破坏榫头拔出4 榫卯连接的力学性能榫卯连接的力学性能4 .3 直榫直榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验燕尾榫节点柱架拟静力试验4. 试验结果分析透榫柱架燕尾榫柱架-200-1000100200-8-4048透榫构件1P/kN/mm-200-1000100200-8-4048透榫构件2/mmP/kN-200-1000100200-8-4048透榫构件3/mmP/kN-200-1000100200-4-2024燕尾榫柱架1/mmP/kN-200-1000100200-4-2024燕尾榫柱架2/mmP/kN-200-1000100200-4-2024燕尾榫柱架3/mmP/kN4 榫卯连接的力学性能榫卯
9、连接的力学性能4 .3 直榫直榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验燕尾榫节点柱架拟静力试验4. 试验结果分析刚度退化曲线透榫柱架燕尾榫柱架5 斗斗栱栱5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变商商 代代商代由擎檐柱到插栱的演变斗栱的雏形周周 代代 建建 筑筑斗栱的雏形令簋中形象明显的栌斗古建筑中常见的栌斗立体图5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变5 斗斗栱栱四川牧马崖墓出土的东汉明器河南荥阳汉墓出土的汉代明器5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变周周 代代5 斗斗栱栱5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变汉代斗栱的形制有了 很大的发展，并已走向 成熟，但当时角柱顶部 斗栱的做法还是采用双
10、 柱。 汉代斗栱起始比较笨拙， 也比较简单;后来变得 层层出跳，层数越来越 多。除了大的护斗外， 护斗上叠置多层栱，每 层又出现小斗(后称为 “升”)，并且从一斗 二升发展为一斗三升， 成为斗栱的标准单元。汉汉 代代5 斗斗栱栱5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变此时的斗栱出跳均不大，因此承担屋檐时，常采用伸出梁头，其端头放置斗栱。在屋 角部分，则两个方向均伸出梁头，分别放置斗栱，后来才有伸出45斜梁的做法。 栱身的变化，由早期的平直短术，渐变为折线或弯曲如花草状的多样形式。就栱身性 质而言可有半栱、全栱、交手栱和折尺形栱，可谓斗栱类型已经很多。汉汉 代代5 斗斗栱栱5 .1 斗斗栱栱的
11、发展及演变的发展及演变唐唐 代代唐代国运兴盛，土术建筑一也得到迅速发展。建筑的斗栱也已臻成熟5 斗斗栱栱唐代斗栱（转角铺作）及日本飞鸟式建筑5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变唐唐 代代5 斗斗栱栱佛光寺大殿建筑中的斗栱5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变唐唐 代代5 斗斗栱栱补间铺作渐趋复杂5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变宋宋 代代宋代的斗栱已完全成熟并高度规范化，并有了一些明显改进和演变。5 斗斗栱栱斜华栱的使用5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变宋宋 代代宋代的斗栱已完全成熟并高度规范化，并有了一些明显改进和演变。5 斗斗栱栱5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发
12、展及演变元元 代代元代建筑上 承宋金，下 启明清，总 的讲来，建 筑风格多粗 犷、豪放。 斗栱用材尺 寸降低，斗 栱更具装饰 性，补间铺 作增多。5 斗斗栱栱5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变清清 代代清代斗栱形制与宋营造法式基本相同，做法制度一也大体相 似，但受元、明影响，一也发生了一些变化。根据清工部工程 做法则例中的有关规定，发生的变化有：， 斗栱总高与柱高的比例下降，由隋唐时期的1：2降为1：5。 补间铺作的攒数增多。 清代斗栱结构功能明显减退，更具装饰性。5 斗斗栱栱中国历代斗栱的演变状况5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发展及演变5 斗斗栱栱5 .1 斗斗栱栱的发展及演变的发
13、展及演变中国历代斗栱的演变状况5 斗斗栱栱5 .2 斗斗栱栱的组成的组成5 斗斗栱栱5 .2 斗斗栱栱的组成的组成 斗坐斗（宋称栌斗）图3.12 斗口斗栱主要由水平放置的斗斗、升升和矩形的栱栱、翘翘及斜放的昂昂等构件组成。5 斗斗栱栱方栌斗角栌斗圆栌斗讹角栌斗标准栌斗的构造5 斗斗栱栱5 斗斗栱栱 斗平盘斗（宋称交互斗）平盘斗是斗的一种，多用在角科斗栱中，一般没有斗耳，用来承托两 个方向的栱或宝瓶。5 斗斗栱栱 升十八斗（宋称交互斗）5 斗斗栱栱 升三才升（宋称散斗）在单材栱的两端上面承托上一层栱或枋的升。万栱（宋称慢栱）厢栱（宋称令栱）5 斗斗栱栱 栱在瓜栱上面承托正心枯或拽枯的栱， 叫做“
14、万栱“。万栱是栱中最长者。斗栱中最外一踩承托挑檐枯，或是 最里一踩承托天花枋的栱，叫做 “厢栱”。厢栱置于最上层的昂或 翘上面。栱是矩 形断面 的短枯 木，外 形略似 弓，有 万栱、 厢栱、 瓜栱等 之别。瓜栱（瓜子栱）正心瓜栱（宋称泥道栱）5 斗斗栱栱 栱栱构件中最短的栱，也是处于 最下层的栱;一般来说，瓜栱和 万栱多相叠并用，瓜栱托着万 栱。位于斗栱左右中线上的 瓜栱，也在檐柱中心线 上这样的瓜栱叫做“正 心瓜栱”。5 斗斗栱栱 翘（宋称华栱/抄栱）“翘”是清式名称，也是斗栱的构件之一。“翘”的形象与栱 相同，但方向与栱不同。清式斗栱中的栱是横向的、向左右延 伸的矩形短木，而翘是纵向的、向
15、前后伸出并翘起的短木，因 前后翘起而得名“翘”。其实，“翘”在宋代时也是一种栱， 名为“华栱”，也叫“抄栱”。由昂下昂5 斗斗栱栱 昂在角科45斜线上，与耍头齐平的昂位于栱前后中线，且向前后纵向伸出贯通斗栱的里外跳，前端有尖斜向下，尾则向上伸至屋内。5 斗斗栱栱 耍头在斗栱的前后中线的翘或昂上，有两层与翘或昂平行的构件，其中下面的一根构件叫“耍头”。耍头出现于隋唐时期，式样比较多，有的没有雕饰，有的加以雕饰。历代建筑中的耍头演变图5 斗斗栱栱斗栱各构件的位置、名称不同位置一朵/攒斗栱的称谓5 斗斗栱栱5 .3科科、铺作铺作角科平身科柱头科宋代：清代：5 斗斗栱栱5 .4出踩出踩、出跳出跳清代翘
16、昂出踩斗栱“出踩”是清制斗栱对挑出的称呼，挑出的距离称为“拽架”。在进深方向，以一翘（或一昂），里外各挑出一拽架称为“二踩”，加中间一个支点，共称为“三踩”。也就是说，清制斗栱以栱中心点为一踩，每叠加一翘（或一昂），就增添二踩。 出踩铺作与出跳的关系5 斗斗栱栱5 .4出踩出踩、出跳出跳 出跳“出跳”是指以栌科心为 轴，向进深方向或面阔方 向挑出之意，一栱（或一 昂）各向两边挑出一个距 离时，均称为一跳。 营造法式卷四述“凡 铺作自柱头上栌科口内， 出一栱或一昂，皆谓之一 跳，传至五跳止。出一跳 谓之四铺作、出两跳谓之 五铺作、出三跳谓之六铺 作、出四跳谓之七铺作、 出五跳谓之八铺作”5 .5斗斗栱栱的的偷偷心心
