山无棱,江水为竭
冬雷震震,夏雨雪,
天地合,乃敢与君绝
陪伴是最深情的告白
有一种地老天荒的相守
有一种生死相随的浪漫
叫——榫卯
应县木塔作为世界上最高、最古老的木结构佛塔
建于辽代清宁二年(公元1056年)
至今已历960多年
虽历经了狂风暴雨、强烈地震、炮弹轰击
(塔身上弹痕累累,可以看见嵌进去的弹头)
仍然屹立
整个建筑主体2600多吨
纯木结构、无钉无铆,不打胶
正是通过榫与卯之间巧妙的构架与咬合
使3000立方米木料浑然一体,生死不弃
那么问题来了,什么是榫卯?
I
什么是榫卯?
从功能角度来讲榫卯是
木质器物之间起连接作用的一种结构
多应用于建筑、家具、生产工具等方面
凸出部分叫榫(或榫头)
凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)
榫与卯之间通过木材的多与少
高与低、长与短之间的巧妙组合
有效地限制木件向各个方向的扭动
起联接和固定作用
古人云:“榫卯万年牢”
正是通过榫卯这种巧妙的连接方式
使得应县木塔历经千年的风雨飘摇而屹立不倒
II
榫卯为何如此牢固?
我们从三个方面来说明问题
「物理性质上的避弱就强」
从物理性质方面来讲
木质材料由纵向纤维构成
只在纵向上具备强度和韧性,横向容易折断
榫卯通过变换其受力方式
使受力点作用于纵向,避弱就强
△中国古代楔钉榫,图片来源于知乎答主筱顽咚
「结构上的刚柔并济」
木质材料受温度、湿度的影响比较大
榫卯同质同构的链接方式下
使得连接的两端共同收缩或舒张,整体结构更加牢固
而铁钉等金属构件与木质材料在同样的热力感应下
应膨胀系数的不同从而在连接处引起松动
影响整体的使用寿命
刚的一面,体现在凹凸面相互咬合后
不用订、绳、自然形成一个整体
提高整体的负荷能力
柔的一面,能够承受一定的变形
消耗一些能量、减少结构响应
△在地震模拟的反应中,整个榫卯结构模型出现轻微的晃动,但没有出现实质性的破坏。
「构造上的巧夺天工」
在东亚地区特别是我国
古代的能工巧匠
以其天马行空的想象力和精湛的工艺手法
创造出了无与伦比的榫卯构造方式
将木质材料的应用推到了一个登峰造极的水平
不仅构造精奇,更是数量众多
在牢固的基础上,不同的榫卯满足于不同的应用方式
其榫卯结构样式更是多达上百种
话不多说,来几张动图感受下~
△以上动图为以精巧著称的日式榫卯
接下来再看几组实物榫卯动图
(多为中式榫卯)
△以上动图为传统中式榫卯,虽不似日式榫卯精巧绚丽,但更加实用牢固
这只不过是古人榫卯构造方式的冰山一角
榫卯构造在我国几千年的沉淀与发展中
适用、美观、坚固三者兼备
代表着木质材料在形式构造方面的最高典范
(我国古代不同榫卯构造的分力、应力方式将在下文详细展开)
△《营造法式》榫卯类型:梁柱等卯口,在1000年前宋代的《营造法式》中已经有各种巧妙的榫卯结构
III
那些关于榫卯的错误认知
「榫卯起源于我国,是我国特有的吗?」
仅对欧洲而言,贯穿于整个前工业时代
在欧洲木材丰富的地区,大到教堂屋顶构架桥梁
小到山野民宿,榫卯都是最常见的构建连接手段
木材作为最原始的建筑和家具材料是全球性的
座椅也是途径西亚传入中国
在没有金属大规模生产的前工业时代
世界各地的人不可避免的都有要与土木打交道
在各地人民长期实践中自然而然的就掌握了榫卯技术
△德国出土的古老榫卯结构
△十九世纪六十年代马塞诸塞州温莎市三湾谷仓处的榫卯结构
应该说榫卯是在整个前工业社会是一个现象级的产物
我国文明产生较早大规模工业生产到来得太迟
我国榫卯结构的应用与发展因此有了极长的时间厚度
加之我国古代聚居地区天然石材较少、人口众多
天然亲近与榫卯的构建连接方式
使得我国古代人民对榫卯更有一种别样的感情
△建于公元782年(唐代),距今已有1200多年的南禅寺大殿
「榫卯构造的中国古建筑不用一根钉子,
究竟是不是事实?」
钉子作为一种非常方便、实用的加固技术
古人为何要跟钉子过不去,以至于“一根不用”?
首先这从情理上是说不通的
不过就古代生产力水平而言,类似钉子这样的物件
都还需要铁匠一个一个的制作,成本极高
加之对木质材料而言
钉子还具有膨胀系数不同、容易生锈等缺点
所以在我国古代建筑、家具的主体结构中
榫卯所占比例较大
部分构筑物、家具采取榫卯与钉子相结合的组合方式
△宋代张择端《清明上河图》中的虹桥没有桥墩,用的是一种中国古老的“榫卯”结构,就像双手十指紧扣时那样难舍难分,使桥异常牢固。
除钉子之外某些榫卯的连接处也会采用胶来加固
我国古代大多用鱼鳔胶来固定
鱼鳔胶作为榫卯结构的辅助
其遇热水可以化开,可以拆卸,可以修补
“不使用一颗钉子”这个说法偏离事实甚多
唐代文学家杜牧《阿房宫赋》记载:
“钉头磷磷,多于在庾之粟粒;
瓦缝参差,多于周身之帛缕”
表明阿房宫中所用钉子的数量之多
IV
榫卯的具体应用
对于我国而言,建筑、家具这两大类
对榫桙的应用最为显著和数量众
要明白不同榫卯在建筑和家具中起到的具体作用
我们先来简单介绍下我国建筑、家具两大构造系统
△开封山陕甘会馆@苏唐诗
建筑中的木构是梁柱系统、家具中的木构是框架系统
两个结构系统之间同样都靠榫卯来连接构造原理相同
建筑的梁柱系统通过柱子与横梁的交叠扣搭
以此来支撑整个屋顶的重量
梁柱之间不同的搭配
又可以形成抬梁式与穿斗式等不同的样式
在梁柱体系完成以后
再以砖、夯土、木质板材等形式做墙
古人所谓“墙倒屋不塌”就是这个道理
而对于家具的框架系统而言
足腿相当于建筑的柱子
枨(cheng)子跟牙子相当于建筑的梁
起固定连接作用。案面相当于建筑的屋顶
其中足腿起支撑作用
枨(cheng)子跟牙子其分解重量与固定的作用
三者通过榫卯连接形成,浑然一体
「榫卯在家具上的应用」
唐代以前的古人多席地而坐
此时家具大多重心较低,形态偏厚重
对榫卯结构性功能要求相对较低
△电视剧《琅琊榜》剧照(故事架空背景为南北朝时的梁朝)
唐代床、椅等高脚家具形式传入中国后
古人坐姿的改变便加大对家具的承重要求
此时榫卯结构充分地与“新式家具”相结合
经过宋元时期的发展
中国传统家具终于在明代达到了顶峰
明式家具成为为中国家具史上最高的巅峰
在世界工艺史上也成为独树一帜的存在
△宋代绘画中的家具、上图为宋《蕉荫击球图》下图北宋宋徽宗《听琴图》
△元代抽屉桌(图片来源于网络)
△榫卯连接的明式家具
接下来介绍几组榫卯在家具中(框架系统)的具体应用
连接立木与横木之间的:粽角榫
在整体构架上传统家具
充分发挥木质材料在纵向上的韧性与耐力
以足腿的立木作支柱
横木的枨子、牙子作联结材,支撑案面
在足腿与案面之间的支撑多采用粽角榫的榫卯形式
带板粽角榫 双榫粽角榫 传统粽角榫
连接立木和横木之间的榫卯:插肩榫
插肩榫为横木与立木之间的支撑起固定作用
是我国传统家具中“牙子”的主要来源方式
其不仅仅稳定了横木与立木之间直角关系
使其不变形分散由上而下的压力
同时还有一定的美化装饰作用
云型插肩榫 扇形插肩榫 夹头插肩榫
粽角榫与插肩榫的结合
高束腰抱肩榫、挂肩四面平榫
将粽角榫的支撑作用与插肩榫的固定作用充分结合
使整个家具的框架系统更为稳定
高束腰抱肩榫
挂肩四面平榫
在粽角榫与插肩榫的结合之后
家具下方往往再加上牙子对整个框架系统再次固定
重重固定之下使整个系统牢不可破
加牙子无束腰腿足与案面结合
一腿三牙结构
我国家具也多通过
粽角榫与插肩榫的结合的方式形成束腰
不仅使整个更加牢固
同样也形成了独有的美感
束腰有两种做法
一种低束腰、一种高束腰
综合来说,它们的作用都在于
使面板与腿足之间增加了一个过渡阶段
从而大大增加了装饰艺术的发挥空间
△古代家具的束腰之美
连接枨子的榫卯
枨子的连接方式
同样是发挥木质材料在纵向上的耐性
立木足腿横木为枨子
在足腿作为整个框架系统的支撑时
枨子固定几个足腿的受力方向
将所有的受力集中在纵向上
提高整个框架系统的使用年限
△方腿方枨的连接方式
△园方结合的连接方式
△多个枨子之间的交叉固定
△多个枨子之间的交叉固定
△椅盘边抹与椅子腿足的结构
链接两块横向木材和弯形材料的榫卯-楔钉榫
楔钉榫的作用是用来连接弯形木质材料
多见于圆形、桌圈椅等
楔钉榫通过两片榫头合掌式交搭
两片榫头各出一节小榫头
分别插入对方的榫眼
这种固定显然是只从前后、
上下或者说竖向和纵向上受力
最后还加上一个方形榫钉
直接贯穿两个榫片的交接处
这样就巧妙解决了横向的受力问题
△楔钉榫
△圈椅顶部的弯曲木材多通过楔钉榫连接
面板之间的榫卯链接-攒边打槽装板、燕尾榫
跟房屋、台座一样,我国家具的案面
大多都作四方形多见于案、桌、几
四方形的结体是可变的、不稳定的
但由于其利用榫卯使用了“攒边装板”的方式
加强了结点的刚度,迫使角度不变
将支架固定起来,消除了结体的不稳定因素
同时还能将重量负荷均匀而又合理地传递到腿足上去
△方形攒边打槽装板
除方形攒边打槽装板形成方形案面之外
攒边打槽装板的榫卯方式也可以形成圆形的样式
多用于园几、圆桌等
△圆形攒边打槽
△红木双拼大圆桌
△红木镶瘿木高香几
燕尾榫
因形似燕子的尾巴而得名,相传为鲁班发明
被后世尊称为“万榫之母”
是指两块平角直角相接时
为了防止受拉力脱开
将榫头做成梯台形,形似燕尾
使两者之间相互咬合,极为牢固
以上只是一些基础榫卯在家具中的应用
在不同的实际情况中
榫卯又会根据不同的要求从而在形式上千变万化
「建筑篇」
建筑中榫卯技术的应用
最早追溯到我国距今约7000年前的
河姆渡时期的木质建筑中
我们的祖先从巢居到干栏式的居住进化过程中
诞生了此项应用技术
△河姆渡干栏式建筑遗址
在河姆渡干栏式建筑中形成了早期的梁柱系统
作为梁柱系统重要的连接方式——榫卯
在河姆渡遗址更是出土了上百件之多
△河姆渡人建造干栏式房屋(雕像)
△河姆渡遗址木构件榫卯示意图
△夏代二里头遗址复原图
秦汉时代,随着“秦砖汉瓦”的大规模应用
产生了以阿房宫、西汉长安城为代表的一系列大规模建筑
以砖瓦为主要材质的屋顶形式
取代了之前的茅草屋顶
屋顶结构的改变增加了对梁柱系统的承重要求
其连接方式——榫卯同样也面临着新的挑战
由此在梁柱结构与屋顶系统的连接处
便有榫卯构建连接形成的斗拱等构架形式
(会在下文详细展开)
(“秦砖汉瓦”为宋代金石学对秦汉时代画像石和瓦当的统称,我国最早的“瓦”的应用可以追溯到周代)
△汉长安南郊礼制建筑中心建筑复原图。王世仁复原。
△中国山东出土的汉代画像石拓片,浅浮雕。上面已经明显看到斗拱的存在。
△五层彩绘陶仓楼,焦作市马作村出土
▲ 摄影师@刘乐俊,山西应县木塔
△《营造法式》(陶本)书影
△透榫
半榫
梁柱之间的榫卯构建作
为整个梁柱系统重要的承重节点
馒头榫、箍头榫、半榫、透榫、燕尾榫等
构建形式往往根据实际需要
相互搭配组合产生不同的样式
在地震模拟的反应中
整个榫卯结构模型出现轻微的晃动
但没有出现实质性的破坏
榫卯的具体表现除了在家具、建筑两大领域外
也表现于我国古人生活的方方面面
建筑、家具、玩具、生产工具等
处处无一不是它的身影
基本可以说:
在我国古代只要有木质材料在的地方便会有榫卯的身影
鲁班锁(这种三维的拼插器具内部的凹凸部分(即榫卯结构)啮合,十分巧妙。在三国时期孔明把鲁班的这种发明制成了一种玩具——孔明锁。原创为木质结构,外观看是严丝合缝的十字立方体。孔明锁类玩具比较多,形状和内部的构造各不相同,一般都是易拆难装。拼装时需要仔细观察,认真思考,分析其内部结构。它有利于开发大脑,灵活手指,是一种很好的益智玩具。)
正如《营造法式》所言
榫卯“有定法而无定式”、
由今视昔往往是一叶障目,不见泰山
在如今建筑、家具等领域
多种新材料不断推陈出新的情况下
依赖于木质材料的传统榫卯形式
如何:“有定法而无定式”
重新焕发出它的生机与活力
这同样有待于你我的思考
榫卯命题过于庞大
本文仅为抛砖引玉
不足之处还请多多指教!
参考资料:
《王世襄明式家具研究》
《明式家具的榫卯结构研究》(作者黎昆)
《基于构成主义思想的榫卯结构设计研究》(作者伍冰)
《建筑概论(第二版)》(同济大学沈福煦编著)
《中国传统建筑木作知识入门》(作者汤崇平)
知乎答主筱顽咚《关于中国古建筑的一些思考》《榫卯那些事儿》
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