榫卯結構分析完全版

1、木構(m u)節(jié)點共八十四頁概述大型的宮殿式木構建筑，成千上萬個單件組合而成，構造簡單的古建筑，也有數(shù)以百計的木構件這樣多的木構件，除椽子望板外，其余構件幾乎全部是憑榫卯結合在一起的木結構的形式和榫結合的方法，是中國(zhn u)古代建筑的一個主要結構特點共八十四頁概念榫卯泛指中國傳統(tǒng)建筑木構件之間的聯(lián)結形式。榫，即是構件的凸起部分；卯，即是構件的凹進部位。榫卯搭接是指在木料上分別開樺頭和卯眼，通過它們之間的咬合(yo h)，把木材連接起來的搭接方式。共八十四頁類型(lixng)共八十四頁木構榫卯種類很多，形態(tài)各異，這些種類和形狀的形成，不僅與榫卯的功能有直接的關糸，而且在木構件所處位置，構件

2、之間的組合(zh)角度，結合方式，以及木構件的安裝順序和安裝方法等，均有直接的關糸共八十四頁1 面與面的接合，也可以是兩條邊的拼合，還可以是面合。“槽口(co ku)榫”、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿帶榫”、“扎榫”等。 一 按結合作(hzu)用，分為三大類型：共八十四頁2 是作為“點”的結構方法。主要用于作橫豎材丁字(dn z)結合，成角結合，交叉結合，以及直材和弧形材的伸延接合,如“格肩榫”、“雙榫”、“雙夾榫”、“勾掛榫”、“鍥釘榫”、“半榫”、“通榫”等等。 共八十四頁3 是將三個構件組合一起并相互連結的構造方法，這種方法除運用以上的一些(yxi)榫卯聯(lián)合結構外，都是一些(yxi)更為

3、復雜和特殊的做法.如常見的有“托角榫”、“長短榫”、“抱肩榫”、“粽角榫”等共八十四頁二按榫卯(sn mo)功能，分為六類，一、固定垂直(chuzh)構件的榫卯古建大木中的垂直構件主要是柱柱子可分為落地柱和懸空柱兩類落地柱即柱腳直接落在柱頂石上的柱子，如:金柱、中柱、山柱都屬此類懸空柱即指落腳在梁架上或被其它構件懸空挑起、摔起的柱子如童柱、瓜柱、雷公柱等，都是懸空柱這些垂直構件，不管處于在什么部位，都需要用榫卯來固定它的位置，于是就產(chǎn)生了用于柱上的各種榫卯共八十四頁(一)管腳榫固定柱腳的榫，用于各種落地柱根部，童柱與梁架或墩斗相交處，也用管腳榫它的作用是防止(fngzh)柱腳位移共八十四頁(二

4、)套頂榫套頂榫是管腳榫的一種特殊形式，它是一處長短(chngdun)徑寸都遠遠超過管腳榫，并穿透柱頂石直接落腳于磉墩(基礎)的長榫，常用于地勢高受風荷較大的建筑物它的作用在于加固建筑物的穩(wěn)定性共八十四頁(三)瓜柱柱腳半榫與梁架垂直(chuzh)相交的瓜柱(包括金脊瓜柱交金瓜柱等)，柱腳亦用管腳榫共八十四頁二水平構件與垂直構件拉結相交使用的榫卯在石建大木中，水平構件與垂直構件相交的節(jié)為很多，最常見的有柱與梁柱與枋山柱與排山梁架抱頭梁穿插枋及單，雙步梁與金柱中柱相交部位等由于構件相交的部位與方式不同，榫卯的形狀(xngzhun)亦有很大區(qū)別共八十四頁(一)饅頭榫饅頭榫是柱頭與梁頭垂直(chuzh)

5、相交時所使用的榫子，與之相對應的是梁頭底面的海眼鏝頭榫用于各種直接與梁相交的柱頭頂部，其長短徑寸與管腳榫相同中它的作用在于使柱與梁垂直(chuzh)結合，避免水平移位共八十四頁(二)燕尾榫這種榫多用于拉扯聯(lián)糸構件，如檐枋額枋隨梁枋金枋脊枋等水平構件與柱頭(zhtu)相交的部位燕尾榫又稱大頭榫銀定榫它的形狀是端部寬根部窄共八十四頁(三)箍頭榫箍頭榫是枋與柱在盡端或轉角部相結合時采取(ciq)的一種特殊結構榫卯”箍頭”一字，顧名思義，是”箍住柱頭”的意思共八十四頁(四)透榫透榫用于大木構件，常做成大進小出的形狀(xngzhun)所以又稱大進小出榫所謂大進小出，是指榫的穿入部分，高按梁或枋本身高共八

6、十四頁(五)半榫半榫的使用部位(bwi)與透榫大致相同在古建大木中，常使用山柱相交處在古建大木中，常使用山柱或中柱這樣的構件共八十四頁三水平構件(gujin)互交部位常用的榫卯水平構件互交，在古建大木中，常見于扶脊木與扶脊木、平板枋與平板枋之間的順接延續(xù)或十字搭交共八十四頁(一)大頭榫亦即燕尾榫做法與枋子上的燕尾榫基本相同，榫頭作”乍”，且略作”溜”，以便(ybin)安裝也有不作”溜”的大頭榫采用上起下落方法安裝，它常用于正身部位的檐、金、脊稟以及扶脊木等的順延相交接部位，起拉結作用共八十四頁(二)十字刻半榫十字刻半榫主要用于方形構件的十字搭交，最多見于平板枋的十字相交(xingjio)方法是

7、按枋子本身寬度，在相交(xingjio)處，各在枋子的上、下面刻掉下面一半的為蓋口十字扣搭共八十四頁(三)十字卡腰榫俗稱螞蜂腰，主要用于圓形或帶有線條的構件(gujin)的十字相交古建大木構件(gujin)中的卡腰，主要用于搭交桁稟共八十四頁四、水平或傾斜構件重疊(chngdi)穩(wěn)固所用的榫卯古建大木的上架(即柱頭以上)構件，都是一層層疊起來的這就不僅需要解決每層之中構件與構件的結合問題，而且需要解決上下兩層構件之間的結合問題，這樣才能使多層構件組成一個完整的結構體水平(或傾斜)構件迭交有兩種情況、一種是兩層或兩層以上構件疊合，再就是兩層或兩層以上構件垂直(交角成度)或按一定角度半疊交共八十四

8、頁在兩層或兩層以上構件迭合時，采用下面兩種銷合聯(lián)結的方法：(一)栽銷栽銷是在兩層構件相疊面的對應位置(wi zhi)鑿眼，然后把木銷栽入下層構件的銷子眼內(nèi)在古建大木中，銷子多用于額枋與平枋之間、老角梁與他角梁之間以及迭落在一起的梁與隨梁之間、角背、隔架雀替與梁架相迭處等，共八十四頁(二)穿銷穿銷與栽銷的方法類似，不同這處是，栽銷法銷子不穿透(chun tu)構件；穿銷常用于溜金斗拱后尾各層構件的鎖合共八十四頁五、用于水平或傾斜(qngxi)構件疊交或半疊交的榫卯水平或傾斜構件重疊穩(wěn)固，需要用銷子；而當構件按一定角度(度或其它需要的角度)疊交或半疊交時，則需要采用桁碗刻或壓掌等榫卯來穩(wěn)固共八十四

9、頁(一)桁碗桁碗(小式稱稟碗)在古建大木中用處很多，凡桁碗與柁梁、脊瓜柱相交處，都須使用桁碗桁碗即放置桁稟的碗口，位置(wi zhi)在柁梁頭部或脊瓜柱頂部共八十四頁(二)趴梁階梯榫多用于趴染、抹角染與桁稟半疊交以及(yj)短趴染相交的部位趴梁與桁稟半疊交時，一般作階梯榫，階梯榫的做法共八十四頁(三)壓掌榫它的形狀與人字屋架上弦(shngxin)端點的雙槽齒做法很相似這種榫多用于角梁與由戧或由戧之間接續(xù)相交的節(jié)點壓掌榫要求接觸面充分、嚴實不應有實有虛共八十四頁（六）、用于板縫拼接的幾種(j zhn)榫卯制作古建大木和部分裝修構件，常常需要很寬的木板，如制作博縫板、山花板、掛落板以及榻板、實榻大

10、門等這就需要板縫拼接為使木板拼接牢固，除使用膠膘粘合外，還采用榫卯拼合共八十四頁(一)銀錠扣銀錠扣，又名銀錠榫，是兩頭大，中腰細的榫，因其形狀象銀錠而得名將它鑲入兩板縫之間，可防止膠膘年久失效后拼板松散開裂鑲銀錠扣是一種鍵合作(hzu)法用于榻板，博縫板等處共八十四頁(二)穿帶穿帶是將拼粘好的板的反面刻出燕尾槽槽一端(ydun)略寬，另一端(ydun)略窄它可鎖合諸板不使開裂，并有防止板面凹凸變形的作用共八十四頁(三)抄手帶這是穿帶的另一種(y zhn)形式，但又不同于穿帶穿抄手帶必須在木板小面居中打透眼共八十四頁(四)裁口是將木板小面用裁刨裁掉一半，裁去的寬與厚近似，木板兩邊交錯裁做，然后搭

11、接(d ji)使用這種做法常用于山花板共八十四頁(五)龍風榫亦稱企口，將木板小面居中打槽，另一塊(y kui)與之結合的板面居中裁作凸榫，將兩板互相咬合共八十四頁榫卯(sn mo)的經(jīng)典例證：斗拱共八十四頁共八十四頁共八十四頁共八十四頁小結(xioji)共八十四頁傳統(tǒng)(chuntng)榫卯構建搭接的特點小結:（1）榫卯搭接具有一定強度、韌性和變形能力。榫頭和卯眼的穿插在力學上相當于鉸接點，可以承受特定方向上的拉力和壓力。（2）榫卯搭接外形簡潔。榫卯設計的本身就是研究如何去除木料上多余的部分，來保證榫卯緊密地咬合，同時達到力學的要求。（3）榫卯搭接剛性較低。由于木材斷面的損失，造成節(jié)點處力學性能

12、大大下降，難以承擔大型木結構的連接作用。簡言之：榫卯的功能，在于使千百件獨立，松散的構件緊密結合為一個符合設計(shj)要求和使用要求的，具有承受各種荷載能力的完整的結構體共八十四頁一、榫卯(sn mo)連接共八十四頁井干式： 將圓木或半圓木兩端開凹槽，組合成矩形木框，層層相疊作為墻壁-實際是木承重結構墻。 這種方式由于耗材量大，建筑的面闊和進深又受木材長度的限制，外觀也比較厚重，應用不廣泛(gungfn)，一般僅見于產(chǎn)木豐盛的林區(qū)。補充(bchng)：共八十四頁共八十四頁編織(binzh)： 馬特賽住宅:是奧地利林茨的建筑事務所Kleboth Lindinger Partners設計(shj

13、)的一座兩層私人別墅 共八十四頁綁扎(bn zh)： 植物(zhw)建筑共八十四頁 齒連接是將受壓構件的端頭做成齒榫，在另一構件上鋸成齒槽，使齒榫直接抵承在齒槽內(nèi)，通過抵承面的承壓工作傳力。因此，齒連接只能用來傳遞壓力(yl)，這是它的特點。 優(yōu)點：構造簡單，傳力明確，可用簡單工具制作； 由于其構造外露，易于檢查施工質量和觀測工作情況。缺點：由于在構件上刻槽，對構件截面削弱較大，從而增加木材用量； 在齒槽中除承壓工作外，尚伴隨著脆性的剪切工作，同時(tngsh)只能用于手工操作，要技術級別較高的木工進行制作，方能保證連接質量。二、齒連接共八十四頁單齒連接(linji)雙齒連接(linji)共八

14、十四頁共八十四頁三、銷連接(linji) 銷是用鋼或者木做成圓桿狀或者片狀，用以阻止被連接構件相對移動的連接物。屬于(shy)圓桿狀的，有螺栓、釘、圓鋼銷、螺釘、玻璃鋼圓銷等；屬于(shy)板片狀的，有玻璃鋼板銷，鋼板銷等。共八十四頁圓桿狀銷板片狀銷共八十四頁四 、 鋼結構的連接(linji) 大型(dxng)木建筑設計中，結構跨度及構件尺寸相對較大，傳統(tǒng)的結構形式無法滿足大型(dxng)結構的要求，結構設計往往會更多的引用鋼結構的設計方法，節(jié)點處也會積極地使用金屬構件或者鋼結構節(jié)點來滿足結構的要求。 輕微結合處可以采用釘子或者螺栓等小型鋼構件進行連接；大型結構中則常在集成材的結合處插入鋼板與

15、木構件固定，鋼板之間或者鋼板與混凝土基礎之間采用螺栓等鋼構件進行連接。在大跨木結構中，這些剛節(jié)點處理方法可以有效地解決節(jié)點的結構問題，為設計帶來新的突破。共八十四頁節(jié)點是設計上的自白，真實反映出系統(tǒng)(xtng)的作用原理，以及設計與技術合二為一的最佳語匯節(jié)點分類：從其連接的功能性來看，分為：面與面的接觸連接，間接連接件的傳遞連接木木節(jié)點，木鐵節(jié)點，膠合節(jié)點共八十四頁丘陵(qilng)網(wǎng)格殼體建筑site：英國蘇塞克斯by 愛德華 庫里南建筑師事務所共八十四頁內(nèi)部(nib)結構(jigu)：丘陵狀網(wǎng)格殼體，雙層木材網(wǎng)格，整個建筑呈雙層漏斗狀，長度為48米，最寬點的跨度為16米，最窄處11米，室內(nèi)

16、高度從7米到10米不等共八十四頁共八十四頁建造(jinzo)過程共八十四頁截面尺寸：50mmX35mm，橡木條板，分四層膠合而成、橡木特點：含水量高，可以(ky)在結構安裝的過程中提供很大的伸縮靈活性。強度是其他木材的兩倍（在英國這種木材是用來做帆船的。-同樣條件下，可以(ky)采用更小的橫截面，彌補了橡木的一個缺點：需要更大的彎曲作用力才能得到需要的弧度共八十四頁節(jié)點大樣：施工方發(fā)明了一種無栓的條板連接裝置，既能給連接構建提供必要的穩(wěn)定性，而且(r qi)能夠讓構建略微活動，此裝置由幾塊鋼板組成，每個鋼板都有四個定位螺栓孔，其中兩個孔還可以用來連接斜向的支撐。共八十四頁 每個條板為6m的標準

17、長度，采用了最新的膠合技術，這種技術可以(ky)將水分含量高達40%的綠色橡木膠合，但條板與條板之間采用的是傳統(tǒng)的嵌接節(jié)點連接成連續(xù)的長條板。 條板的距離跟怒受荷載的情況進行調(diào)整，荷載較大的區(qū)域距離在0.5m左右，荷載小的距離在1m左右。共八十四頁建造(jinzo)過程共八十四頁 建筑物表面(biomin)采用的是當?shù)氐募t雪松面板，面板內(nèi)有鋁箔襯層，兩者之間還有絕緣層。 共八十四頁 屋頂是有很多100mmX12mm的縱向木板組成的帶狀屋頂。木板下面每個2m有檁條作為支撐(zh chng)，檁條網(wǎng)格殼體上。共八十四頁 兒童游樂中心(zhngxn)site：法國切希by 阿萬特 特拉維克斯共八十四

18、頁入口(r ku) 這里是附近孩子的娛樂中心，三座建筑連接(linji)在一起，兩個建筑靠的很近，第三個稍微脫離，高高的傾斜的屋頂非常小心的位于原有的樹木之間。入口的設計給人一種在結構上相互脫離的感覺。共八十四頁結構(jigu)共八十四頁共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)Sound box, Swiss pavilion, expo 2000 Hannover, Germany 2000年德國漢諾威世界(shji)博覽會瑞士展館共鳴箱該展館的建設為了體現(xiàn)真正的生態(tài)環(huán)保理念，建筑師放棄了所有會損壞木材本身的連接方式，沒有釘子，沒有螺栓和黏合劑，板條之間的搭接、固定僅借助于鋼桿和彈簧。彼得祖姆托共

19、八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)Sound box, Swiss pavilion, expo 2000 Hannover, Germany 2000年德國漢諾威世界(shji)博覽會瑞士展館共鳴箱彼得祖姆托該展館在結構上通過一種創(chuàng)新性的懸掛系統(tǒng)將木材、瀝青和鋼材這三種看起來互不相容的材料組合在一起。將木梁用橫梁以嚴格的平行裝配形式相互搭接形成高的墻體，插入雙層平行梁之間的橫梁將兩個組合連接在一起 ，放置在瀝青墊上。從黑色表層升起的不銹鋼板形成不銹鋼拉桿的支撐基礎，拉桿穿過瀝青層,插進下面獨立的混凝土基礎。雙梁墻體頂端兩側的拉桿通過壓縮彈簧插入,彈簧則通過垂直預應力使各個木梁各就各位。共八十四

20、頁鋼木節(jié)點(ji din)Sound box, Swiss pavilion, expo 2000 Hannover, Germany 2000年德國漢諾威世界(shji)博覽會瑞士展館共鳴箱彼得祖姆托 不銹鋼拉桿與橫梁的連接細部共鳴箱的墻體剖面結構圖共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)Yamadear post office, Japan 日本(r bn)山寺郵局伊藤邦明日本山寺郵局采用了混合式的結構體系，墻體采用鋼筋混凝土結構，屋面則采用由柔性的木造殼體及具加強作用的鋼結構張拉網(wǎng)架混合形成的雙面拋物面薄殼結構。共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)Yamadear post office, Ja

21、pan 日本山寺(shn s)郵局伊藤邦明該建筑的屋面采用由芬蘭出產(chǎn)的木材所構成的雙面拋物面殼體結構與由鋼材所構成的受拉弦梁架結構，形成一種混合式的屋面結構，構成屋頂?shù)乃钠p曲面板在平面上沒有立柱支撐。共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)Yamadear post office, Japan 日本(r bn)山寺郵局伊藤邦明上弦桿件垂直桿件受拉桿件在屋面的下方設置受拉桿件，在屋面的中央設置垂直構件，將受拉桿件與受壓的上弦桿件連接起來，使屋面具有類似空間網(wǎng)架般的整體結構的剛性。共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)Yamadear post office, Japan 日本(r bn)山寺郵局伊藤邦明

22、在組成屋面同一層的板與板之間的接合處，采用低造價、便于施工的楔槽式構造屋面板上下層之間則采用強度、剛度都較為穩(wěn)定的螺栓式節(jié)點共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)IBM Travelling Pavilion IBM移動(ydng)展覽館倫佐皮亞諾該展館采用木結構體系，結構構件之間均采用金屬構件連接，表皮為PC板。整個展館可反復拆卸、組裝。共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)IBM Travelling Pavilion IBM移動(ydng)展覽館倫佐皮亞諾此圖是在意大利熱內(nèi)亞的海灘上利用構件組裝的一個拱圖中所示的半弧實際上是三維上的桁架共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)IBM Travellin

23、g Pavilion IBM移動(ydng)展覽館倫佐皮亞諾拱端的細部木構件與金屬構件連接細部每個半弧都包括由帶有澆鑄鋁交節(jié)點的片狀木材支撐架所支持的六個聚碳酸酯金字塔。共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)IBM Travelling Pavilion IBM移動(ydng)展覽館倫佐皮亞諾通過金屬構件連接的木構件細部圖片共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)School of Architecture(Lyon, France) 里昂建筑(jinzh)學院教學樓茹爾達、貝洛登該樓為一座兩層高建筑物，中間為一長向的中庭。二層沒有承重墻體，僅以集成板材框架組成空間。共八十四頁鋼木節(jié)點(ji din)School of Architectur