装配式建筑在古建筑的应用
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装配式在古建筑的应用
榫卯是中国古建筑、家具及其它器械的主要结构方式,是在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式。凸出部分叫榫(或叫榫头);凹进部分叫卯(或叫榫眼、榫槽)。
现根据榫卯的功能,将其划分为六类,为了让大家能直观了解榫卯,我们专门做了三维榫卯的模型,接下来将分别对各类榫卯做一大略的介绍。
固定垂直构件的榫卯
古建大木中的垂直构件主要是柱子。柱子可分为落地柱和悬空柱两类。落地柱即柱脚直接落到柱顶石的柱子,如檐柱。金柱、中柱、山柱都属此类。悬空柱即指落脚在梁架上或被其他构件悬空挑起、捧起的柱子,如童柱、瓜柱、雷公柱等,都是悬空柱。这些垂直构件,不管处在什么位臵,都需要榫卯来固定它的位臵,于是就产生了用于柱上的各种榫卯。
1、管脚榫
顾名思义,管脚榫即固定柱脚的榫,用于各种落地柱的根部,童柱与梁架或墩斗相交处也用管脚榫。它的作用是防止柱脚位移。在清《工程做
法则例》中,规定"每柱径一尺,外加上下榫各长三寸",将管脚榫的长度定为柱径的3/10。
在实际施工中,常根据柱径大小
适当调整管脚榫的长短径寸,一般控
制在柱径的
3/10~2/10之
间。管脚榫截
面或或圆,榫
的端部适当
收溜(即头部
略小),榫的
外端要倒楞,
以便安装。
较大规模的建筑,由于柱径粗大,且有槛墙围护,稳定性好,并为制作安装方便,常常不作管脚榫,柱根部做成平面,柱顶石亦不凿海眼。2、套顶榫
套顶榫是管脚榫的一种特殊形
式,它是一种长短、径寸都远远超过
管脚榫,并穿透柱顶石直接落脚于磉
墩(基础)的长榫,其长短一般为柱
子露明部分的1/3~1/5,榫径约为柱
径的1/2~4/5不等,需酌情而定。
套顶榫多用于长廊的柱子(一般
每隔二三根用一根套顶柱),也常用
于地势高、受风荷较大的建筑物,它
的作用在于加强建筑物的稳定性。但
由于套顶榫深埋地下,易于腐朽,所以,埋入地下部分应做防腐处理。
3、瓜柱柱脚半榫
与梁架垂直相交的瓜柱(包括金、
脊瓜柱、交金瓜柱等),柱脚亦用管脚
榫。但这种管脚榫常采用一般的半榫做
法。为增强稳定性,瓜柱又常与角背结
合来使用。
这时,瓜柱根本的榫就必须双榫,
以便同角背一起安装。瓜柱柱脚半榫的
长度,可根据瓜柱本身大小作适当适当
调整,但一般可控制在6~8厘米。
水平构件与垂直构件拉结相交使用
的榫卯,在古建大木中,水平构件与垂
直构件相交的节点很多,最常见的有柱与梁、柱与枋、山柱与排山梁架、抱头梁、桃尖梁、穿插枋及单、双步梁与金柱、中柱相交部位等。由于构件相交的部位与方式不同,榫卯的形状亦有很大区别。
4、馒头榫
馒头榫是柱头与梁头垂直相交时所使用的榫
子,与之相对应的是梁头底面的海眼。馒头榫用于
各种直接与梁相交的柱头顶部,其长短径寸与管脚
榫相同。
它的作用在于柱与梁垂直结合时避免水平位
移。梁底海眼要根据馒头榫的长短径寸凿作,海眼
的四周铲出八字愣,以便安装。
5、燕尾榫
这种榫多用于拉接联系构件,如檐
枋、额枋、随梁枋、金枋、脊枋等水平
构件与柱头相交的部位、燕尾榫又称大
头榫、银锭榫,它的形状是端部宽,根
部窄,与之相应的卯口则里面大,外面
小,安上之后,构件不会出现拔榫现象,
是一种很好的结构榫卯。
在大木构件中,凡是需要拉结,并
且可以用上起下落的方法进行安装的部
位,都应使用燕尾榫,以增强大木构建
啊的稳固性。燕尾榫的长度,《工程做
法则例》规定为柱径的1/4,在实际施工中,也有大于1/4柱径的,但最长不超过柱径的3/10.
而且,榫子的长短(即卯口的深浅)与同一柱头上卯口的多少有直接关系。如果一个柱头上仅有两个卯口,则可以稍深,以增强榫的结构功能;如有三个卯口,则口应稍浅,否则就会因剔凿部分过多而破坏柱头的整体性。
用于额枋、檐枋上的燕尾榫,又有带袖肩和不带袖肩两种做法,做袖肩,是为解决燕尾榫根部断面小、抗剪力性能差而采取的一种补救措施。
做袖肩可以适当增大榫子根部的受剪面,增强榫卯的结构功能。袖肩长为柱径的1/8,宽与榫的大头相等。
6、箍头榫
箍头榫是枋与柱在尽端或转角部位相结合
时采取的一种特殊结构榫卯。"箍头"二字,顾
名思义,是"箍住柱头"的意思。
它的做法,是将枋子由柱中位臵向外加出一
柱径长,将枋与柱头相交的部位做出榫和套椀。
柱皮以外部分做成箍头,箍头常为霸王拳或三岔头形状。
一般带斗拱的宫殿式大木采用霸王拳做法,而无
斗拱的园林建筑或处于次要地位的配房则常做成三岔
头形式。箍头的高低、薄厚均为枋子正身尺寸的8/10。
箍头枋的应用,有一面和两面两种情况。一面使
用箍头枋时,只需在柱头上沿面宽方向开单面卯口,
如面宽和进深方向都使用箍头枋时,则要在柱头上开
十字卯口,两箍头枋在卯口内十字相交。
相交时,要注意使山面一根在上,檐面一根在下,叫做山面压檐面。使用箍头枋,对于边柱或角柱既有很强的拉结力,又有箍锁保护柱头的作用。
而且,箍头本身还是很好的装饰构件。所以,箍头枋在大木榫卯中,不论从那个角度看,都是运用榫卯结构技术非常成功和优秀的一例。
7、透榫
透榫用于大木构件,常做成大进小出的形
状,所以又称为大进小出榫。所谓大进小出,
是指榫的穿入部分,高按梁或枋本身,而传出
部分,则按穿入部分减半。
这样做,既美观又可以减小榫对柱子的破
坏。透榫穿出部分的净长,清《工程做法则例》
规定为由柱外皮向外出半径或构件自身高度的
1/2榫的厚度一般等于或略小于柱径的1/4,或
等于枋(或梁)厚的1/3。
透榫穿出部分,一般做成方头,也有时做成三岔头或麻叶头状,这要按建筑物的性质、用途而定。