木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造之構(gòu)件連接法及斗

木結(jié)構(gòu)古建筑的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造——構(gòu)件連接法及斗栱文物建筑的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造1 構(gòu)件連接法——榫卯連接1

.1 榫卯連接發(fā)展概述河姆渡文化河姆渡遺址木構(gòu)件榫卯最早的榫卯雛形1 構(gòu)件連接法——榫卯連接1

.1 榫卯連接發(fā)展概述周代周代出土棺槨中的榫卯形式漢代漢代出土棺槨中的榫卯形式1 構(gòu)件連接法——榫卯連接宋代常見的榫卯連接宋代榫卯構(gòu)造已臻完善1 構(gòu)件連接法——榫卯連接1 構(gòu)件連接法——榫卯連接1

.2 榫卯連接的類型（1）直榫透榫半榫又稱大進小出榫1 構(gòu)件連接法——榫卯連接1

.2 榫卯連接的類型（2）燕尾榫又稱大頭榫、銀錠榫1 構(gòu)件連接法——榫卯連接1

.2 榫卯連接的類型（3）管腳榫管腳榫及套頂榫的使用

便于安裝定位；

提供一定的抵抗傾覆彎矩能力；

一定程度上維持木構(gòu)架水平方向的穩(wěn)定性；

限制了柱架在水平荷載的滑移，是一種“滑移限位裝置”。1 構(gòu)件連接法——榫卯連接1

.2 榫卯連接的類型（4）搭扣榫又稱扣榫箍頭榫十字卡腰榫及十字刻半榫1 構(gòu)件連接法——榫卯連接1

.2 榫卯連接的類型（5）柱頭榫又稱饅頭榫2 構(gòu)件連接法——銷連接2.1 栽銷在古建大木中，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，古時也有在檁子，墊板、枋子之間使用銷子以防止檁、墊、枋走形錯動的．現(xiàn)在已很少采?。硗?，在坐斗與平板枋之間、斗栱各層構(gòu)件之間，也都用栽銷的方法穩(wěn)固。2 構(gòu)件連接法——銷連接2.2 穿銷穿銷與栽銷的方法類似，不同這處是，栽銷法銷子不穿透構(gòu)件；面穿銷法則要穿透二層乃至多層構(gòu)件．用于兩層或兩層以上構(gòu)件的疊合連接。穿銷2 構(gòu)件連接法——銷連接2.2 穿銷3 構(gòu)件連接法——釘連接在轉(zhuǎn)角大木中，角梁與檁條的連結(jié)，除去依靠角梁下皮挖出桁碗，還要使用鐵釘把角梁固定在檁條上，以防止下滑。從十二世紀到封建社會末期，角梁由戧一直使用鐵釘，釘斷面一寸見方，一般為角梁厚度的七分之一，釘直徑不可過大，以免角梁木料開裂。大部分鐵釘用在椽子和板材的連結(jié)上。高大的建筑物中，在柱身過長或柱徑過粗時，一根原木往往不敷應用，需要兩根以上的原木拼接。（1）木料不夠長時，拼接法采用半榫或名巴掌榫。使用鐵箍釘連結(jié)。用半榫（巴掌榫）拼接柱子3 構(gòu)件連接法——柱的拼接河北正定隆興寺慈氏閣有一根后金柱，圓柱徑為650mm，總長16500mm，由三根圓木拼接而成，有兩處接口，分別位于構(gòu)件高度的約三分點處。（2）柱徑太粗，而缺乏大直徑圓木時，可用合柱鼓卯拼接而成。按《營造法式》合柱鼓卯圖樣中有二段合，三段合，四段合幾種，也就是，由兩根、三根或四根原木拼成一個完整的柱身。鼓卯有明有暗，明鼓卯用作柱面或柱底，暗鼓卯用在柱心，鼓卯底廣面狹，另一段作榫則面廣底狹，因為相合。凸榫可以做成銀錠狀叫做鞠，也可以做成長方形形狀叫做暗楔。合柱鼓卯3 構(gòu)件連接法——柱的拼接直榫傳力分析4 榫卯連接的力學性能4

.1 直榫傳力分析水平荷載作用下直榫傳力分析4 榫卯連接的力學性能4

.1 直榫傳力分析豎向荷載作用下4 榫卯連接的力學性能4

.1 直榫2.破壞形態(tài)由上述分析可以看出，直榫在承受彎矩作用時，將會產(chǎn)生一定的彎曲應力和剪應力，榫頸截面達到極限彎矩后木材纖維會拉斷，榫頸發(fā)生彎曲破壞和剪切破壞。這在古建筑維修中，如西安東門城樓，?？梢砸姷竭@種破壞形式——榫頭在沿垂直面內(nèi)出現(xiàn)斷裂。燕尾榫傳力分析4 榫卯連接的力學性能4

.2 燕尾榫傳力分析4 榫卯連接的力學性能4

.2 燕尾榫2.

破壞形態(tài)①榫頸彎斷②榫角剪斷③卯口剪裂④榫角壓縮⑤卯口脹裂⑥榫頭剪斷⑦卯口劈裂榫角剪斷榫角壓縮卯口劈裂榫角壓縮伴隨卯口劈裂4 榫卯連接的力學性能燕尾榫柱架4

.3 直榫、燕尾榫節(jié)點柱架擬靜力試驗構(gòu)件尺寸透榫柱架4 榫卯連接的力學性能4

.3 直榫、燕尾榫節(jié)點柱架擬靜力試驗2.試驗裝置4 榫卯連接的力學性能4

.3 直榫、燕尾榫節(jié)點柱架擬靜力試驗3.試驗現(xiàn)象透榫柱架燕尾榫柱架榫頭拔出卯口破壞榫頭破壞榫頭拔出4 榫卯連接的力學性能4

.3 直榫、燕尾榫節(jié)點柱架擬靜力試驗4.

試驗結(jié)果分析透榫柱架燕尾榫柱架-840-48透榫構(gòu)件1P/kN-200

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/mm-840-48透榫構(gòu)件2-200

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/mmP/kN-840-48透榫構(gòu)件3-200 -100 0 100 200

/mmP/kN420-2-4燕尾榫柱架1-200

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/mmP/kN420-2-4燕尾榫柱架2-200

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/mmP/kN420-2-4燕尾榫柱架3-200

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/mmP/kN4 榫卯連接的力學性能4

.3 直榫、燕尾榫節(jié)點柱架擬靜力試驗4.

試驗結(jié)果分析剛度退化曲線透榫柱架燕尾榫柱架5 斗栱5

.1 斗栱的發(fā)展及演變商代商代由擎檐柱到插栱的演變斗栱的雛形古建筑中常見的櫨斗立體圖令簋中形象明顯的櫨斗5

.1 斗栱的發(fā)展及演變斗栱的雛形周代建筑5 斗栱四川牧馬崖墓出土的東漢明器河南滎陽漢墓出土的漢代明器5

.1 斗栱的發(fā)展及演變周代5 斗栱變5

.1 斗栱的發(fā)展及演漢代斗栱的形制有了很大的發(fā)展，并已走向成熟，但當時角柱頂部斗栱的做法還是采用雙柱。漢代斗栱起始比較笨拙，也比較簡單;后來變得層層出跳，層數(shù)越來越多。除了大的護斗外，護斗上疊置多層栱，每層又出現(xiàn)小斗(后稱為“升”)，并且從一斗二升發(fā)展為一斗三升，成為斗栱的標準單元。漢代5 斗栱5

.1 斗栱的發(fā)展及演變此時的斗栱出跳均不大，因此承擔屋檐時，常采用伸出梁頭，其端頭放置斗栱。在屋角部分，則兩個方向均伸出梁頭，分別放置斗栱，后來才有伸出45°斜梁的做法。栱身的變化，由早期的平直短術(shù)，漸變?yōu)檎劬€或彎曲如花草狀的多樣形式。就栱身性質(zhì)而言可有半栱、全栱、交手栱和折尺形栱，可謂斗栱類型已經(jīng)很多。漢代5 斗栱5

.1 斗栱的發(fā)展及演變唐代國運興盛，土術(shù)建筑一也得到迅速發(fā)展。建筑的斗栱也已臻成熟唐代5 斗栱唐代斗栱（轉(zhuǎn)角鋪作）及日本飛鳥式建筑5

.1 斗栱的發(fā)展及演變唐代5 斗栱佛光寺大殿建筑中的斗栱1 斗栱的發(fā)展及演變唐代5 斗栱5

.補間鋪作漸趨復雜5

.1 斗栱的發(fā)展及演變宋代的斗栱已完全成熟并高度規(guī)范化，并有了一些明顯改進和演變。宋代5 斗栱斜華栱的使用5

.1 斗栱的發(fā)展及演變宋代的斗栱已完全成熟并高度規(guī)范化，并有了一些明顯改進和演變。宋代5 斗栱5

.1 斗栱的發(fā)展及演變元代元代建筑上承宋金，下啟明清，總的講來，建筑風格多粗獷、豪放。斗栱用材尺寸降低，斗栱更具裝飾性，補間鋪作增多。5 斗栱5

.1 斗栱的發(fā)展及演變清代清代斗栱形制與宋《營造法式》基本相同，做法制度一也大體相似，但受元、明影響，一也發(fā)生了一些變化。根據(jù)清工部《工程做法則例》中的有關(guān)規(guī)定，發(fā)生的變化有：，斗栱總高與柱高的比例下降，由隋唐時期的1：2降為1：5。補間鋪作的攢數(shù)增多。清代斗栱結(jié)構(gòu)功能明顯減退，更具裝飾性。5 斗栱中國歷代斗栱的演變狀況5

.1 斗栱的發(fā)展及演變5 斗栱5

.1 斗栱的發(fā)展及演變中國歷代斗栱的演變狀況5 斗栱5

.2 斗栱的組成5 斗栱圖3.12

斗口5 斗栱方櫨斗5

.2 斗栱的組成斗栱主要由水平放置的斗、升和矩形的栱、翹及斜放的昂等構(gòu)件組成。斗——坐斗（宋稱櫨斗）角櫨斗 圓櫨斗訛角櫨斗標準櫨斗的構(gòu)造5 斗栱5 斗栱斗——平盤斗（宋稱交互斗）平盤斗是斗的一種，多用在角科斗栱中，一般沒有斗耳，用來承托兩個方向的栱或?qū)毱俊? 斗栱升——十八斗（宋稱交互斗）5 斗栱升——三才升（宋稱散斗）在單材栱的兩端上面承托上一層栱或枋的升。萬栱（宋稱慢栱）廂栱（宋稱令栱）5 斗栱栱在瓜栱上面承托正心枯或拽枯的栱，叫做“萬栱“。萬栱是栱中最長者。斗栱中最外一踩承托挑檐枯，或是最里一踩承托天花枋的栱，叫做“廂栱”。廂栱置于最上層的昂或翹上面。栱是矩形斷面的短枯木，外形略似弓，有萬栱、廂栱、瓜栱等之別。正心瓜栱（宋稱泥道栱）5 斗栱栱栱構(gòu)件中最短的栱，也是處于最下層的栱;一般來說，瓜栱和萬栱多相疊并用，瓜栱托著萬栱。瓜栱（瓜子栱）位于斗栱左右中線上的瓜栱，也在檐柱中心線上這樣的瓜栱叫做“正心瓜栱”。5 斗栱翹（宋稱華栱/抄栱）“翹”是清式名稱，也是斗栱的構(gòu)件之一?！奥N”的形象與栱相同，但方向與栱不同。清式斗栱中的栱是橫向的、向左右延伸的矩形短木，而翹是縱向的、向前后伸出并翹起的短木，因前后翹起而得名“翹”。其實，“翹”在宋代時也是一種栱，名為“華栱”，也叫“抄栱”。下昂5 斗栱昂在角科45°斜線上，與耍頭齊平的昂由昂位于栱前后中線，且向前后縱向伸出貫通斗栱的里外跳，前端有尖斜向下，尾則向上伸至屋內(nèi)。5 斗栱耍頭在斗栱的前后中線的翹或昂上，有兩層與翹或昂平行的構(gòu)件，其中下面的一根構(gòu)件叫“耍頭”。耍頭出現(xiàn)于隋唐時期，式樣比較多，有的沒有雕飾，有的加以雕飾。歷代建筑中的耍頭演變圖5 斗栱斗栱各構(gòu)件的位置、名稱不同位置一朵/攢斗栱的稱謂5 斗栱角科平身科柱頭科宋代：5

.3 科、鋪作清代：5 斗栱清代翹昂出踩斗栱5

.4出踩、出跳出踩“出踩”是清制斗栱對挑出的稱呼，挑出的距離稱為“拽架”。在進深方向，以一翹（或一昂），里外各挑出一拽架稱為“二踩”，加中間一個支點，共稱為“三踩”。也就是說，清制斗栱以栱中心點為一踩，每疊加一翹（或一昂），就增添二踩。鋪作與出跳的關(guān)系5 斗栱5

.4出踩、出跳出跳“出跳”是指以櫨科心為軸，向進深方向或面闊方向挑出之意，一栱（或一昂）各向兩邊挑出一個距離時，均稱為一跳?！稜I造法式》卷四述“凡鋪作自柱頭上櫨科口內(nèi)，出一栱或一昂，皆謂之一跳，傳至五跳止。出一跳謂之四鋪作、出兩跳謂之五鋪作、出三跳謂之六鋪作、出四跳謂之七鋪作、出五跳謂之八鋪作”5 斗栱5

.5 斗栱的偷心、計心“計心”造：每一跳的華拱或昂頭上，放置橫拱的一種斗拱的結(jié)構(gòu)方法?！巴敌摹痹欤褐敢欢涠窎碇兄挥谐鎏臇?、昂，跳頭上不安橫栱的作法。橫栱的設置少于斗栱出踩。5

.6 斗栱的結(jié)構(gòu)作用裝飾作用

。伸挑出檐。傳遞梁架、屋蓋荷載。減小梁枋跨度，因而大大減小了梁枋中的彎曲應力。隔震、減震耗能。5 斗栱5

.6 斗栱的力學特性傳力機理（1）斗栱構(gòu)件受力分析斗受力分析5 斗栱短跳華栱受力分析慢栱受力分析5 斗栱5

.6 斗栱的力學特性傳力機理（1）斗栱構(gòu)件受力分析下昂受力狀態(tài)昂計算簡圖5 斗栱5

.6 斗栱的力學特性傳力機理（1）斗栱構(gòu)件受力分析（2）斗栱整受力分析溜金斗栱構(gòu)造及受力示意圖5 斗栱櫨斗劈裂破壞5 斗栱5

.7 斗栱的破壞形式（1）斗受壓劈裂破壞各類斗均為受壓破壞，其中櫨斗承擔全部上部荷重，隨著荷載增加，受壓區(qū)木材在橫紋受壓和橫紋剪切應力作用下斷裂，以至櫨斗構(gòu)件劈裂破壞。（2）長跳華栱壓彎劈裂破壞長跳華栱壓彎受力分析試驗破壞形態(tài)5 斗栱（3）泥道栱槽口撕裂泥道栱開槽坐于櫨斗下卡短跳華栱，相當于斷面減小后的懸臂梁，很容易從開槽處撕裂。（4）短跳華栱彎剪破壞短跳華栱是受彎構(gòu)件，荷載較小時，具有良好的彈性和韌性，隨著荷載的增加，栱的彎曲變形增加，最后栱承受較大的彎矩和剪力達到承載力的極限而發(fā)生彎剪破壞。圖3.55

短跳華栱彎剪破壞5 斗栱（5）慢栱彎曲破壞慢栱受力分析