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1、榫卯优雅的结构力学榫卯是广泛应用于中国古代建筑、家具及其他木制器械的传统技艺之一。其历史悠久，起源于河姆渡新石器时代，发展于春秋战国时期，到宋代开始趋于成熟，明清时达到最高水平。榫卯结构设计科学精巧，不用一钉、一丝的金属连接，就可实现历经百年甚至千年的牢固不坏。本期微专栏我们就来科普一下什么是榫卯结构，它精巧的结构中蕴含了怎样的力学原理。据集韻记载，榫，剡木入窍也。榫卯，是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式，包括榫头和卯眼，凸出部分叫榫或榫头，凹进去部分叫卯或榫眼，是我国古代建筑、家具及其他木制器械的主要结构方式。直榫萌萌哒榫卯结构高清动态组图来啦看着这些动图，可能有的读者会有疑惑，
2、这个榫卯结构又凸又凹的，制作起来多费时费力，为什么工匠们不直接用钉子来连接呢木头呢？看似简单的一个问题，其实可以讲出很多有意思的因果。在木匠祖师爷鲁班生活的时期，铁器和铜器还都是重要的战争资源，一般的人民群众是用不起的。即便是王公贵族要用，工匠们造出来的也只能是个头儿长达十几厘米，钉帽直径在两厘米以上的巨型钉子，且强度很差，需要借助烧红的铁棒在木材上碳化出一个孔来，才能把大钉子塞进去。呃，原来如此！还是赶紧拜拜鲁班祖师爷，感谢他对中国民族文明的重要贡献吧。当时的鲁班还是有两把刷子的，在当时他就已经掌握十几种榫卯结构了，最著名的应用就是流传至今的鲁班锁。看着它扣起来的样子，感觉根本解不开啊！鲁班
3、锁之后历经秦汉、魏晋南北朝、隋唐、宋元直至明清，榫卯结构有了长足的发展，式样多达一百余种，在建筑上的应用登峰造极，出现了最大的木构建筑紫禁城。北京紫禁城角楼巍峨的宫殿，至今已经几百年了，依然很庄严肃穆、富丽堂皇，这明晃晃的证据着实说明了木质榫卯结构的坚固性。那么，问题来了，这是为什么？先来说说榫卯结构在木质家具使用中所体现出的力学原理。中国古代木匠制作家具不仅讲究外形美观，而且讲究其内在的科学合理性。他们没有学过结构力学，但是在天长日久的实践中，练就了通过目测就能大致判断每块木头所受到的承受力的技巧，而这种基本的力学分析正是实现家具结实耐用性的重要前提。在日常经验的基础上，工匠们打造出各种不同
4、的榫卯结构，设计出花样繁多的外观造型。凸出的榫头和凹进去的卯眼通过凹凸扣合，便紧紧咬合在一起。为了保证接口不会在木头长期热胀冷缩的过程中松动，工匠们会从不同的角度、方位让一根木头和其他木头通过榫卯结构相连接，这样接口处木头涨缩的作用力就会相互抵消。此外，一些家具的外部造型设计还会进一步保证它在使用中的力学合理性。半叶梅花凳以半叶梅花凳为例，凳面设计采用自然中的梅花叶瓣，三根腿柱明榫相接，从上到下由细变粗。三角形的腿柱在设计中，和其他形状相比，在物理力学上可以降低重心，大大提高稳定性。有趣之处在于连接腿部的三根横杖，每根横杖端头跟腿柱做明榫相交，而端尾跟另一跟横杖2/3处做明榫相交，三根横杖环环
5、相套，在腿部重心形成三角形支点图案，不仅视觉上美观大方，在力学上也非常科学合理。此外，等边三角形各内角60度，这种结构所创造的稳定性，使凳子在受到压力时，力会均匀地从腿柱分散到横杖上，然后横杖对腿柱又起到反作用力。再说到木构建筑所应用的结构力学就更为典型，它们启用更复杂的榫卯组合结构，使得结构之间力的相互作用更为平衡与和谐。抬梁式建筑佛光寺大殿，位于中国科技馆一层华夏之光展厅从佛光寺大殿的半剖模型照片可以看出，它采用的是地上立柱，柱上架梁枋，梁枋上建屋顶。顶部重量就由梁枋到柱，再由柱到地面，所以建筑中的墙壁只是起到隔断作用而不承重。由于木结构各个构件之间的榫卯连接富有韧性，所以即便墙倒也能“屋
6、不塌”。山西应县木塔，位于中国科技馆一层华夏之光展厅。应县木塔历经千年的四季变化、风霜侵袭和多达十几次的地震，至今屹立不倒上海世博会中国馆东方之冠2010年2月8日，上海世博会中国馆“东方之冠”落成。在国家馆的设计中使用了传统建筑斗拱榫卯结构，中国传统的斗拱曲线被拉直，这种简约化的装饰线条，完成了传统建筑的当代表达。中国科技馆新馆外观示意图想不到吧，中国科技馆新馆也是榫卯结构的！新馆的建筑主体是一个外形酷似鲁班锁的单体正方形。它结合了中国古代的科学思想和现代科技馆的特点，借助结构力学把若干个积木般的不规则的立体相互连接、咬合在一起，使整个建筑呈现出一个巨大的鲁班锁造型。你是不是有点穿越的感觉呢
7、?乐高积木玩具乐高的积木发明者奥利柯克有一手精湛的木匠手艺。1943年为自己的积木玩具设计了“乐高”商标。乐高积木深受榫卯影响，它的连接方式是凹凸榫合零件的组合方式。光是榫卯就有滑榫、直榫、斜榫等多种榫卯结构。【导读】在中国古代建筑与传统家具中，榫卯结构凝结着中华文化的精粹，沉淀着经典木艺的传承，木匠们于一榫一卯之间展现智慧，于一转一折之际表现木艺的美学，将技艺融入平日生活，用美学激活日常生机。这是中华民族的骄傲，切不可断送于今日之中国。小南呕心沥血收集了33种榫卯结构，涵盖了古代榫卯结构当中最主要、实用、经典的款式结构，老祖宗的手艺，必须要跟更多人一起分享！1.楔钉榫榫卯，是古典家具之魂，一
8、榫一卯之间，一转一折之际，凝结着中国几千年传统家具文化的精粹，沉淀着流光回转中的经典家具款式的复合传承。2.挖烟袋锅榫榫，剡木入窍也。俗谓之榫头，亦作笋头。3.夹头榫（腿足上端嵌夹牙条与牙头）榫卯（sn mo）是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。4.云型插肩榫（牙条、牙头分造）凸出部分叫榫（或榫头）；凹进部分叫卯（或榫眼、榫槽）。这是古代中国建筑、家具及其它木制器械的主要结构方式。5.扇形插肩榫中国的木建筑和家具构架一般包括柱、梁、枋、垫板、衍檀、斗拱、椽子、望板等基本构件。6.传统粽角榫这些构件相互独立，需要用一定的方式连结起来才能组成房屋和家具。7.双榫粽角榫在中国建筑和家具中
9、，原则上采取榫卯连接的方式，必要时也会用铁钉。8.带板粽角榫中国家具把各个部件连接起来的“榫卯”做法，是家具造型的主要结构方式。9.高束腰抱肩榫各种榫卯做法不同，应用范围不同，但它们在每件家具上都具有形体构造的“关节”作用。10.挂肩四面平榫若榫卯使用得当，两块木结构之间就能严密扣合，达到“天衣无缝”的程度。11.圆柱丁字结合榫它是古代木匠必须具备的基本技能，工匠手艺的高低，通过榫卯的结构就能清楚的反映出来。12.圆方结合裹腿几十种不同的“榫卯”，按构合作用来归类，大致可分为三大类型：13.圆柱二维直角交叉榫一类主要是作面与面的接合，也可以是两条边的拼合，还可以是面与边的交接构合。如“槽口榫”
10、、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿带榫”、“扎榫”等。14.圆香几攒边打槽另一类是作为“点”的结构方法。主要用于作横竖材丁字结合，成角结合，交叉结合，以及直材和弧形材的伸延接合。如“格肩榫”、“双榫”、“双夹榫”、“勾挂榫”、“锲钉榫”、“半榫”、“通榫”等等。15.攒边打槽装板还有一类是将三个构件组合一起并相互连结的构造方法，这种方法除运用以上的一些榫卯联合结构外，都是一些更为复杂和特殊的做法。如常见的有“托角榫”、“长短榫”、“抱肩榫”、“粽角榫”等。16.一腿三牙方桌结构传统榫卯结构技术要求：榫头厚度小于榫眼宽度0.1-0.2mm，当榫头厚度大于榫眼宽度时由于挤压引起胶液流失从而降低胶合强度
11、，装配时也容易使榫眼开裂。17.抄手榫榫头宽度比榫眼长度大0.5-1mm,硬材为0.5mm,软材为1mm。榫头长度比榫眼深度小2-3mm并大于榫眼零件厚度的一半。18.方材角结合床围子攒接万字直角榫头的厚度：单榫接近于方才厚度的0.4-0.5，双榫的总厚度也需接近此数值。19.方形家具腿足与方托泥的结合榫头端头常做倒角处理以方便插入榫眼，若部件的横截面超过40mm40mm时宜采用双榫。20.三根直材交叉榫结合采用基孔制，榫头厚度应调整到与方型套钻相符的尺寸，常用的厚度有6mm,8mm,9.5mm,12mm,13mm,15mm等规格。21.加云子无束腰裹腿杌凳腿足与凳面结合中国古典家具的榫卯设计
12、不同于传统手工艺品，如玉雕、牙雕、鼻烟内画壶等，完全是技巧的纯熟，为了装饰而装饰，取悦于人们的视觉快感。22.插肩榫变形家具中的设计必须在满足人们的视觉美感后，还要求科学合理性，使其长久的耐用。23.平板明榫角结合这就要求每个木料榫头卯眼，必须根据家具的造型组合，从力学上每个木料所受到的承受力，在古代木工师傅的多年目测经验中，能准确地判断出来。24.柜子底枨中国传统家具自明末进入技艺之巅峰。此后代代相传，绵延至今，如今中国传统家具文化已成为世界文化遗产的一部分，举世公认，日久弥香。25.方材丁字结合（榫卯大进小出）中国传统红木家具的灵魂就是榫卯结构。整套家具甚至整幢房子不使用一根铁钉，却能使用
13、几百年甚至上千年，在人类轻工制造史上堪称奇迹。26.厚板闷榫角结合中国这种传统的民族制作工艺正是海内外人士追捧的原因。27.厚板出透榫及榫舌拍抹头在古代，受制于矿石开采和金属冶炼技术，钉子是很奢侈的，榫卯工艺以其高精度高强度，并且成本低廉被广泛使用，并流传下来。28.椅盘边抹与椅子腿足的结构榫卯结构较之钉子连接有以下优势：1、更坚固耐用，可以承受木件之间各个方向的扭动；29.直材交叉结合2、不易锈蚀，榫卯常用于红木家具中，做好防虫防潮工作就可以保存上千年完好，可是使用钉子是绝不可能达到的；30.弧形直材十字交叉3、易于拆装，便于运输和维修；31.弧形面直材角结合4、钉子容易造成木料劈裂。32.
14、走马销真正上好的红木家具一定都是使用榫卯的，绝不会有一颗钉子。33.方材丁字形结合榫卯用大格肩现在虽然钉子的使用更为普及，但是榫卯工艺仍然保持着其不可替代的优势，并且作为世界文化遗产得以传承，和京剧一并被海外华人视为“国粹”。END素材来自中式家具，南书房整理发布相关标签： 文化 家具 手工艺收藏分享投诉南书房前往头条号平台中国传统文化传播号。+ 订阅评论2857 条评论分享到：发表远方54553466传统手艺不能丢。为我们的祖先点一百个赞。09-26 12:013608佩48919967传统的榫卯工艺很讲究，不能多一分，亦不能少一分，即严丝合缝，做出来的东西美观大方，经久耐用。但会这种手艺的匠人越来越少，悲哀09-26 13:521986石斛30855170我父亲今年八十了 他就是一位技艺精湛的榫卯结构木匠师傅！09-26 16:241756飞翔在冥域的猪中国古代的木工手艺可以媲美现在的德国机械制造！09-26 17:11944Richard010老娘结婚时候的木匠做的一把手工椅子，普普通通的木头，有30年头了，椅子上一个钉子也没有，到现在四角平稳，没有松动！有一次不小心从楼梯上摔了下来，居然也没有坏！以前的木匠是靠技术吃饭的！09-26 21:56930qzuser4880140榫卯结构如果是外国的，中国人会佩服的五体投地，可惜这么好的东西，居然快失传了。
