中國(guó)的技術(shù)知識(shí)點(diǎn)——傳統(tǒng)大木結(jié)構(gòu)中的榫卯
中國(guó)古代建筑大多是以木材為主要材料的大型木榫榫框架柔性結(jié)構(gòu)。在古建筑大木中，在大木框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，各種構(gòu)件根據(jù)自身位置發(fā)揮不同的拉力作用：垂直支撐柱構(gòu)件、水平拉各種支撐構(gòu)件、軸承載荷梁、支撐構(gòu)件、內(nèi)外拉力分離和裝飾輔助構(gòu)件。
通過(guò)結(jié)構(gòu)上各節(jié)點(diǎn)的變化，大木結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了木材材料的特點(diǎn)，反映了大木材彈性結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。在外力的影響下，木結(jié)構(gòu)通過(guò)榫榫節(jié)點(diǎn)拉鎖和自身的柔性彈性變化發(fā)揮緩沖作用，減緩了外力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的沖擊破壞，變相發(fā)揮抗震作用。
榫卯類(lèi)型及結(jié)構(gòu)
榫卯是中國(guó)古代建筑、家具等設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)方式，是兩部分凹凸部分結(jié)合的連接方式。突出部分稱(chēng)為榫(或榫)；凹部分稱(chēng)為榫(或榫、榫)。
1、饅頭榫
主要用于將柱頭和瓜柱交給梁底海眼，榫見(jiàn)方、長(zhǎng)、寬、厚為柱徑1/4~310的榫頭，1/10成梯形，榫頭上角壓楞(如圖1所示)。
圖一 饅頭榫、管腳榫、套頂榫
2、管腳榫
用于柱根下交給柱頂海眼，圓柱形雄，長(zhǎng)為柱徑13榫，直徑為柱徑1/3(如圖1所示)。
3、套頂榫
用在柱根下，通過(guò)柱頂透眼和基礎(chǔ)墩，交在墊石上，榫四棱見(jiàn)方，為柱徑12，榫長(zhǎng)為柱高1/3~1/5，根據(jù)基礎(chǔ)埋深確定(如圖1所示)。
四、瓜柱雙半榫
金瓜柱上端按截面厚度1/3見(jiàn)方做饅頭榫，脊柱上端挖桁架(檁條)碗，下端按角背1/2高開(kāi)出插入角背的榫頭做刻袖。角背榫下瓜柱根部?jī)蓚?cè)垂直插入梁架雄背，瓜柱雙直榫長(zhǎng)1/2.5~2寸(48~65mm)之間，根據(jù)瓜柱的大小，應(yīng)將榫厚控制在1~1.2寸(32~40mm)之間,瓜柱榫的肩部應(yīng)與梁架上的雄背弧度相對(duì)應(yīng)，
圖二 瓜柱、背角榫卯
5.梁頭象鼻子檁條
用于梁端，梁頭由柱中向外1檐柱徑長(zhǎng)，梁頭高1.3~1.5桁檁徑，平水0.8~1檁條直徑。桁檁碗0.5桁5桁架檁條直徑，梁寬為1.1。頂梁寬度不小于1.1檁條直徑，如鼻子不小于2/4桁架檁條直徑，其余兩側(cè)為桁架檁條碗尺寸(圖2、圖4)。
圖三 箍頭榫? ? ? ? ? ? ? ? 圖四 梁頭、檁頭、額枋榫卯
6.桁(檁)就像鼻子的燕尾榫
桁架(檁條)頭落在梁架端頭桁架(檁條)碗內(nèi)，梁頭有桁架(檁條)碗象鼻榫，桁架(檁條)頭刻半與梁頭象鼻溝槽，梁頭象鼻上留下的半桁架(檁條)做燕尾榫卯，燕尾榫長(zhǎng)寬為桁架(檁條)自身直徑的3/10，榫高半檁條直徑，按榫長(zhǎng)1/10~1.510向榫根部收乍(圖四)。
7.隨梁、額支燕尾榫
有兩種:帶袖肩和無(wú)袖肩。袖肩燕尾榫在明清早期的大型建筑中很常見(jiàn)。這兩種榫頭用于與梁、額頭和柱子的連接處。榫頭對(duì)應(yīng)于柱頭的燕尾榫頭，榫肩與柱弧對(duì)應(yīng)，榫肩分為三部分
一種清式做法是將肩膀和柱子連接起來(lái)，兩種做圓角肩，大木公式是三開(kāi)一等肩。明式和清式正好相反，叫三開(kāi)二等肩(圖4)。
①無(wú)袖肩燕尾榫長(zhǎng)度，寬度為3/0檐柱徑，榫高度為前額本身尺寸，燕尾榫長(zhǎng)度為1/10~1.5/10向雄根收年。從榫頭上到榫頭下，按榫頭寬度1/10打滑(圖2-26)。
②袖肩燕尾榫長(zhǎng)3/10檐徑，袖肩長(zhǎng)2/5，燕尾榫長(zhǎng)3/5，燕尾榫長(zhǎng)1/10~10.5/10接近榫根。從榫頭上到榫頭下，按榫頭寬度1/10打滑，袖肩無(wú)打滑。
8、螳螂頭榫
蝗蟲(chóng)榫頭常見(jiàn)于明代大型建筑，用于桁架檁條對(duì)接和坐斗架對(duì)頭連接，用于梁額頭端子與柱子的連接。螳螂榫頭與柱頭榫頭相交。明代柱頭卷殺，柱頭為圓紋。螳螂榫頭的總長(zhǎng)度為3/10，榫頭寬度為1/4。螳螂頭和后頸的長(zhǎng)度占榫頭長(zhǎng)度的1/2。
9.額支箍榫
用于額頭端頭與檐角柱的連接處。橫向和縱向搭角額頭的交叉榫頭插入角柱頭上，與角柱的十個(gè)榫頭相交。榫頭前留下箍頭鎖住角柱頭（圖3）。
箍頭長(zhǎng)短、高、厚應(yīng)根據(jù)制式而定,“大式”箍頭長(zhǎng)由柱中至外端6斗口(有出楫時(shí)加長(zhǎng)1.5斗口),高5斗口,厚4斗ロ,小箍頭從柱中到外端的1檐柱徑(出船時(shí)加1椽徑或0.8椽徑)，高2.5椽徑，厚2椽徑。六方或八方建筑箍頭的斜鈍角不得包含在角云內(nèi)，因此箍頭的鈍角從角云開(kāi)始向外增加15柱徑。大式箍頭前端做霸王拳，小式箍頭前端做三岔頭(圖3)。
箍?jī)?nèi)交叉交叉（包括單面箍榫）長(zhǎng)1檐柱柱直徑，厚14個(gè)檐柱直徑，榫高分為兩部分，榫交叉交叉邊界，前端榫高，后端榫高，榫肩與柱弧對(duì)應(yīng)肩，箍榫交叉按傳統(tǒng)山檐鎖，根據(jù)大木公式三肩做箍榫回肩（圖3）。
10、檁條、燕尾榫
隨著檁條和燕尾支架的末端，燕尾榫與梁頭桁架（檁條）碗下平水上的榫頭對(duì)應(yīng)連接。一般來(lái)說(shuō)，檁條和燕尾支架的寬度為1，直徑為1.5，直徑為45寬度為45，燕尾榫根據(jù)榫頭長(zhǎng)度的1/10。從榫頭上到榫頭下，按榫頭寬度的1/10打滑。
11.桁(檁)十字卡腰榫(馬蜂腰)
用于桁架檁條端交叉榫卯，橫向和縱向桁架檁條通過(guò)交叉卡腰交叉躺在桁架檁條碗中。卡腰榫有1桁架檁條直徑，其中半腰榫占2/4桁架檁條直徑，兩側(cè)去除的卡肩占14桁架檁條直徑，卡腰榫交叉扣按傳統(tǒng)山檐鎖緊。當(dāng)交叉搭交桁架檁條用于檐角老角梁下與之相交時(shí)，搭角桁架檁條上方對(duì)應(yīng)的角梁開(kāi)口，將腰榫刻成半腰向下移動(dòng)1~1.2寸(38mm),預(yù)留角梁氣味，橫、縱十字桁架(檁條)出頭，十字桁架(檁條)中線(xiàn)向外至端1.5檐柱徑。六方或八方建筑搭角桁架檁條頭斜鈍角不得含在角云內(nèi)。當(dāng)搭角桁架檁條頭鈍角含在角云內(nèi)或角云外端桁架檁條頭短于1/5柱徑時(shí)，搭角桁架檁條從角云開(kāi)始向外移動(dòng)，增加到1/5柱徑（圖2-27）。
圖五?十字搭交桁(檁條)榫、平板梁十字卡腰榫與對(duì)接榫、趴梁踏步榫
12平板梁十字卡腰榫
用于平板方端交叉榫卯，橫向和縱向平板方通過(guò)交叉夾腰交叉。夾腰榫的出頭長(zhǎng)度與前額箍相同。平板方通常寬3個(gè)斗口，高2個(gè)斗口，其中半腰榫（黃蜂腰）寬35個(gè)（不小于斗底尺寸），兩側(cè)卡肩15個(gè)，夾腰榫交叉扣按傳統(tǒng)山檐（圖5）鎖定。?
13平板對(duì)接榫和搭扣榫
通面寬中平板梁以間為單位對(duì)接時(shí)，有齊頭對(duì)接和上下搭扣對(duì)接兩種方式。
①清代中晚期，一座建筑采用齊頭對(duì)接的方式。柱頭是黑暗的。平板支架的對(duì)頭縫中間與坐斗底部外側(cè)齊齊。對(duì)應(yīng)柱頭的暗榫和榫頭，用燕尾榫和榫頭上下扣連接。平板支架上的銷(xiāo)與平板支架上的坐斗銷(xiāo)相連，下面與前額銷(xiāo)相連（圖5）。
②明清早期，建筑平板端多采用上下搭扣對(duì)接方式，上下搭扣長(zhǎng)4個(gè)斗口，柱頭留有斗暗榫，平板架上下搭扣，中間留有透明暗神榫，柱頭坐斗暗與平板架一起銷(xiāo)售。在平板架上做銷(xiāo)，在平板架上做銷(xiāo)，在下面和額頭銷(xiāo)(圖5)。
14、趴梁踏步榫
趴梁端頭交在桁架標(biāo)記上，根據(jù)桁架檁條直徑的厚度制作2~3步階梯式榫頭，扣在桁架檁條上對(duì)應(yīng)的踏板榫頭上。梁端扣附著在桁架檁條上皮與金盤(pán)線(xiàn)外齊，上角與橡膠上皮角抹平，隨椽位開(kāi)槽。
15.井字趴梁燕尾踏步袖肩榫
井字趴梁端交在主梁上方，根據(jù)主梁本身寬度的12定榫長(zhǎng)度(包括袖肩)，其中燕尾棒長(zhǎng)度和寬度為井字趴梁本身寬度的1/4，燕尾榫高度為梁本身的1/4，袖肩6~8分(20~25mm),按照井字梁自身高的尺寸均分,做出階梯式踏步榫,扣搭在主梁上對(duì)應(yīng)的卯口中(圖五)。
16.大進(jìn)小出榫
用于抱頭梁的后尾和穿插梁，與相應(yīng)的柱卵口相交。榫長(zhǎng)1柱徑，將軍頭寸增長(zhǎng)1.5椽徑，榫寬1/4~3/10檐徑，大榫高1/2或3/5，小榫高1/3。榫肩對(duì)應(yīng)柱弧，榫肩分為三部分，一部分為回肩。大木公式為三開(kāi)一等肩(圖6)。
圖六 直插半榫，對(duì)頭直插半榫，大進(jìn)小出榫
17.梁、梁貫通榫卯
主要用于承重梁、垂花門(mén)穿插梁等構(gòu)件，梁、梁穿過(guò)金柱后插入檐柱，或穿過(guò)檐柱后懸掛檐或懸掛頭柱。這種榫卯連接，榫卯連接后，將兩頰脫落的腮板原位補(bǔ)充，使其梁、梁恢復(fù)原狀，并用鐵箍加固。榫厚為檐柱徑的1/4。當(dāng)榫高與梁、梁本身、檐外懸掛檐口時(shí)，檐外榫高為梁、梁本身的8/10。懸掛垂頭柱時(shí)，榫端做成大進(jìn)小出榫(圖7)。
圖七 貫通扒腮榫
老角梁閘榫
老角梁與所有檐口搭角正心桁架、搭角檐桁架、搭角檐檁條的搭配應(yīng)采用閘榫制安。為防止老角梁下彎變形，不應(yīng)采用挖檁條的方式制安，應(yīng)根據(jù)桁架檁條徑厚度調(diào)整桁架檁條十字夾腰的上下厚度，一般桁架檁條十字夾腰加厚1~1.2寸預(yù)留閘口，老人的榫深一般控制在1~1.2寸之間(圖8)。
圖八 角梁扣金桁，閘榫，由踢腳榫制成
19.仔角梁，由翻閘接榫
在扣金角梁的實(shí)踐中，老角梁和小角梁后尾的桁架檁條將與金桁架檁條鎖緊相匹配。小角梁后端為閘榫，榫長(zhǎng)為中尺寸，榫厚1.2椽直，上端為肩，下端與小角梁對(duì)應(yīng)，后端為相應(yīng)的閘榫（圖8）。
20、裁口縫、企口縫、龍鳳榫
①龍鳳榫多用于博風(fēng)板對(duì)頭接口與掛檐板接頭，也常用于山花板、走馬板、『用于博風(fēng)板的門(mén)板對(duì)縫接口，掛檐板時(shí)榫厚為板厚的1/3，不小于14，榫長(zhǎng)6~8分(20~25mm)，從板上皮向下榫寬為板寬910。用于較薄的山花板、馬板、門(mén)板對(duì)縫接口時(shí)，榫厚為板厚13，榫長(zhǎng)3分(10mm)。
②企口縫(裁口縫)多用于象眼板、山花板、馬板等對(duì)縫，榫厚為板厚1/2，榫長(zhǎng)3~4分(10~1/2mn)(圖九)。
圖九 龍鳳榫、企口縫、銀錠扣、明穿帶、暗穿帶
21、銀錠扣
主要用于博風(fēng)板、屋檐板、山花板和接縫鎖。銀錠扣的形狀為對(duì)稱(chēng)燕尾型，形狀比例與燕尾榫相同。銀錠扣厚度為板厚1/3~2/5（圖9）。
22.明穿帶(泥鰍帶、燕尾帶)
主要用于博風(fēng)板、屋檐板、窗榻板、門(mén)板、天花板等多種粘接和拼接板。根據(jù)構(gòu)件的不同變化，穿硬帶和軟帶是有區(qū)別的。穿硬帶板表面穿帶高起留梗，穿軟帶板表面平整，穿帶多采用大小頭抄手穿法。這種穿法板接縫緊密，不易開(kāi)裂。一般來(lái)說(shuō)，帶寬、厚度和燕尾槽是根據(jù)板寬的1/15~1/14進(jìn)口的。小頭燕尾槽出口為1/16~1/15定寬，燕尾槽深度一般為板厚2/5~1/2(不超過(guò)1/2)，燕尾兩側(cè)乍角為槽深1/10(圖9)。
23、暗穿帶
它主要用于許多拼寫(xiě)存儲(chǔ)板，如實(shí)榻門(mén)。暗穿帶多采用大小頭抄手的方法。一般來(lái)說(shuō)，帶寬為板寬的1/1，厚度為板厚的1/3，不大于板厚的2/5。寬對(duì)頭暗穿帶抄手大頭3/5小頭2/5（圖9）。
24、柱子十字插接榫、四瓣插接榫
主要用于連接墩斗分割的上下柱。一般來(lái)說(shuō)，這種方法也用于包廂柱的柱芯連接。四瓣插接榫的長(zhǎng)度一般為自身柱徑的兩倍。插接榫也可以用鐵箍加固膠的兩端（圖10）。
圖十 柱插、墩接榫卯
25.將榫榫插入柱子一字
主要用于修復(fù)墩連接爛柱根連續(xù)柱體通常插榫長(zhǎng)度為自身柱徑的兩倍，插榫膠兩端也應(yīng)采用鐵箍加固（圖10）。
26.柱子繼續(xù)巴掌榫
主要用于修復(fù)墩接爛根，墩接巴掌一般長(zhǎng)1.5~2倍自身柱徑，巴掌厚度為柱徑1/2，巴掌榫兩端插榫長(zhǎng)1~1.2寸(32~40mm),榫厚為柱徑的1/8，榫兩端也應(yīng)用鐵箍加固(圖10)。
27、柱對(duì)接榫、暗銷(xiāo)榫
暗銷(xiāo)對(duì)接的使用也是柱子連接的一種方式。這種方法可用于裝飾本色清油不受力的裝飾柱子連接。柱子對(duì)接時(shí)，榫頭和肩部涂膠。暗銷(xiāo)榫寬13見(jiàn)方，長(zhǎng)0.5~1倍自身柱徑(圖十)。
