中国古代建筑多是以木材做为主材的大木榫卯框架柔性结构。在古建筑“大木作”中,在这个大木架结构体系中,各种构件根据自身所处的位置起到不同的拉接、承载等受力作用:有竖向支撑柱类构件,有横向水平拉接的各种枋类构件,有承托荷载的梁、枋类构件,有拉接分隔内外上下层次及装饰性的各种辅助性构件。
大木结构通过构造上各个节点的变化,利用节点榫卯的咬合、衔接、锁扣,充分发挥出木材材质自身特点,体现出大木弹性结构的特征。在外力的影响下,木构架通过榫卯节点拉拽扣锁和自身的柔性弹性变化起到缓冲作用,减缓了外力对建筑结构的冲击破坏,变相地起到了抗震作用。
榫卯种类及结构
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）。
1、馒头榫
多用于柱头、瓜柱之上交于梁底海眼之内,榫见方,长,宽、厚为柱径的1/4~310榫头上收分1/10成梯形,榫头上角压楞(如图一)。
图一 馒头榫、管脚榫、套顶榫
2、管脚榫
使用于柱根之下交于柱顶海眼之内,圆柱形雄,长为柱径的13榫,直径为柱径的1/3(如图一)。
3、套顶榫
使用在柱根之下,穿过柱顶透眼与基础磉墩,交于衬垫石上,榫四棱见方,为柱径的12,榫长为柱高的1/3~1/5要根据基础埋深酌情而定(如图一)。
4、瓜柱双半榫
金瓜柱上端按截面厚度1/3见方做馒头榫,脊瓜柱上端挖桁(檩)碗,下端按照角背1/2高开出与角背相插的卯口做出刻袖,角背卯口以下瓜柱根部两侧做双直半榫垂直对应插于梁架雄背之上,瓜柱双直半榫长1.5~2寸(48~65mm)之间,宽随自身瓜柱,榫厚应根据瓜柱大小控制在1~1.2寸(32~40mm)之间,瓜柱榫的肩应随梁架上雄背弧度对应讨退做抱肩(图2)
图二 瓜柱、背角榫卯
5、梁头象鼻子檩椀
用于梁的端头,梁头长由柱中向外1檐柱径,梁头高1.3~1.5桁“檩”径,其中平水0.8~1檩径。桁檩碗0.5桁“檩”径,梁宽为1.1柱径缝梁架上下之间通过瓜柱叠落组装,最上层梁宽不应小于1.1檩径,象鼻子不应小于2/4桁“檩”径,剩余两侧为桁檩”碗尺寸(图二、图四)。
图三 箍头榫 图四 梁头、檩头、额枋榫卯
6、桁(檩)象鼻子刻半燕尾榫
桁(檩)头落于梁架端头桁(檩)碗之内,梁头有桁(檩)碗象鼻子卯口,桁(檩)头刻半与梁头象鼻子合槽,梁头象鼻子上留出的半桁(檩)做燕尾榫卯,燕尾榫抢中卯口退中,燕尾榫长宽为桁(檩)自身直径的3/10,榫高半檩径,按榫长的1/10~1.510向榫根部收乍(图四)。
7、随梁、额枋燕尾榫
随梁、额枋燕尾榫有带袖肩和无袖肩两种,袖肩燕尾榫常见于明代和清早期的大式建筑之上,两种榫都是用于随梁、额枋端头与柱子衔接处,榫头对应相交于柱头燕尾卯口之内,榫肩与柱子圆弧相互对应,榫肩分成三份
清式做法一份做抱肩与柱子相衔,两份做圆角回肩,大木口诀为“三开一等肩”。明式做法与清式做法正相反,叫做三开二等肩(图四)。
①无袖肩燕尾榫长、宽为3/0檐柱径,榫高为额枋自身尺寸,燕尾榫按榫长的1/10~1.5/10向雄根收年。从榫上面向榫下面按榫宽1/10收溜(图2-26)。
②带袖肩燕尾榫长3/10檐柱径,袖肩长为雄长的2/5,燕尾榫为榫长的3/5,燕尾榫按燕尾榫长的1/10~1.5/10向榫根收乍。从榫上面向榫下面按榫宽1/10收溜,袖肩无收溜。
8、螳螂头榫
蝗螂头榫常见于明代大式建筑之上,用于桁檩头对接、坐斗枋对头连接,用于随梁额枋端头与柱子衔接处。螳螂头榫对应相交于柱头卯口之内。明代柱头做卷杀,柱头为圆楞,螳螂头榫总长3/10檐柱径、榫宽1/4檐柱径,螳螂头与后脖长短尺寸各占榫头长的1/2。
9、额枋箍头榫
用于额枋端头与檐角柱衔接处,横、纵向搭角额枋十字搭交榫落插在角柱头之上,相交于角柱十子卯口之内,榫前留出箍头锁住角柱头(图三)。
箍头长短、高、厚应根据制式而定,“大式”箍头长由柱中至外端6斗口(有出楫时加长1.5斗口),高5斗口,厚4斗ロ,“小式”箍头由柱中至外端1檐柱径(出楫时加1椽径或0.8椽径),高2.5椽径,厚2椽径,六方或八方建筑箍头斜钝角不得含在角云以内,所以箍头钝角以角云为始向外增加15柱径出楫。大式箍头前端做霸王拳,小式箍头前端做三岔头(图三)。
箍头以内十字搭交(包括单面箍头榫)长1檐柱径,厚14檐柱径,榫高分为两部分,以榫十字搭交为界,前端榫高同箍头高,后端榫高同额枋高,榫肩与柱子圆弧相互对应做抱肩,箍头榫十字搭交按照传统山压檐的方式锁扣,依照大木口诀“三开一等肩”做箍头榫的回肩(图三)。
10、随檩枋、燕尾榫
随檩枋与燕尾枋的端头做燕尾榫与梁头桁(檩)碗下平水上的卯口对应衔接,一般随檩枋与燕尾枋宽为1椽径高1.5椽径,燕尾长、宽为枋宽的45,燕尾榫按榫长的1/10向根收乍。从榫上面向榫下面按榫宽1/10收溜。
11、桁(檩)十字卡腰榫(马蜂腰)
用于桁“檩”端头十字搭交榫卯,横、纵向桁“檩”通过十字卡腰搭交在一起卧在桁“檩”碗内,卡腰榫长1桁“檩”径,其中刻半腰榫占2/4桁“檩”径,两側剔除的卡肩各占14桁“檩”径,卡腰榫十字扣搭按照传统山压檐的方式锁扣。当十字搭交桁“檩”用于檐角老角梁下与其相交时,搭角桁“檩”上面对应角梁开口,则卡腰榫刻半腰下移1~1.2寸(38mm),预留角梁闻口的做份,横、纵十字搭角桁(檩)出头,以十字搭角桁(檩)中线向外至端头1.5檐柱径。六方或八方建筑搭角桁“檩”头斜钝角不得含在角云以内,当出现搭角桁“檩”头钝角含在角云内或角云外端桁“檩”头短于1/5柱径时,搭角桁“檩”以角云为始向外出楫增至1/5柱径(图2-27)。
图五 十字搭交桁(檩)榫、平板枋十字卡腰榫与对接榫、趴梁踏步榫
12、平板枋十字卡腰榫
用于平板枋端头十字搭交榫卯,横、纵向平板枋通过十字卡腰搭交在一起,卡腰榫出头长与额枋箍头长相同,平板枋通常宽3斗口,高2斗口,其中刻半的腰榫(马蜂腰)占枋宽的35(且不得小于坐斗底尺寸),两侧卡肩各占15,卡腰榫十字扣搭应按照传统山压檐的方式锁扣(图五)。
13、平板枋对接榫与搭扣榫
通面阔中平板枋以间为单位对接时,有齐头对接和上下搭扣对接两种方式。
①清代中晚期建筑一股采取齐头对接方式,柱头留坐斗暗,平板枋对头缝偏中与坐斗底外边齐,对应柱头坐斗暗榫留卯口,用燕尾榫卯上下扣搭连接,平板枋之上做销子上与平身科坐斗销接,下面与额枋销接(图五)。
②明代和清早期建筑平板材端头多采用上下搭扣对接方式,上下搭扣长4斗口,柱头留坐斗暗榫,平板枋上下搭扣,中间留做通透暗神卯口,柱头坐斗暗与平板枋销在一起。平板枋之上做销子,上与平身科坐斗销接,下面与额枋销接(图五)。
14、趴梁踏步榫
趴梁端头交于桁標之上,根据桁“檩”径的粗细做出2~3步阶梯式踏步榫,扣搭在桁檩”上对应的踏步卯口中,梁端头扣附在桁“檩”上皮与金盘线外齐,上角与橡上皮角度抹平随椽位开槽,队梁踏步棒长为桁“檩”径3/5,宽随梁宽(图五)。
15、井字趴梁燕尾踏步袖肩榫
井字趴梁端头交于主梁之上,根据主梁自身宽的12定榫长(包括袖肩),其中燕尾棒长、宽为井字趴梁自身宽的1/4,燕尾榫高为梁自身1/4,袖肩6~8分(20~25mm),按照井字梁自身高的尺寸均分,做出阶梯式踏步榫,扣搭在主梁上对应的卯口中(图五)。
16、大进小出榫
用于抱头梁后尾和穿插枋之上,相交于对应的柱子卵口之内,榫长1柱径,出将军头寸增长1.5椽径,榫宽为1/4~3/10檐柱径,大进榫高为梁、枋的自身高,小出榫高为檐柱径的1/2或3/5。榫肩与柱子圆弧相互对应,榫肩分三份,一份做回肩。大木口诀为“三开一等肩”(图六)。
图六 直插半榫、对头直插半榫、大进小出榫
17、梁、枋贯通扒腮榫
多用于承重梁、垂花门穿插枋等构件上,梁、枋通过贯通金柱后插入檐柱,或穿过檐柱后悬挑挂檐或悬挑垂头柱等。这种贯通扒腮榫,在榫卯贯通交合后,将两腮被扒掉的腮板原位贴补,使其梁、枋恢复原状,并采用铁箍加固补强,榫厚为檐柱径的1/4,榫高同梁、枋自身、檐外有悬挑挂檐时,檐外榫高为梁、枋自身高的8/10。悬挑垂头柱时榫端做成大进小出榫(图七)。
图七 贯通扒腮榫
18、老角梁闸口榫
老角梁与所有檐步搭角正心桁、搭角挑檐桁、搭角檐檩的搭交都应采用闸口榫制安，为预防老角梁出现下弯变形而不应采用挖檩椀的方式制安,以搭角桁“檩”上皮角梁老中向下开闸口,要根据桁“檩”径粗细调整桁“檩”十字卡腰上下厚度,一般桁“檩”十字卡腰上面加厚1~1.2寸预留闸口做份,老角梁口榫深一般控制在1~1.2寸之间(图八)。
图八 角梁扣金桁椀、闸口榫、由戗蹬脚榫
19、仔角梁、由戗闸接榫
在扣金角梁做法中老角梁与仔角梁后尾做桁“檩”椀将搭交金桁“檩”锁扣中间,仔角梁尾端做闸接榫,榫长为老中至里由中尺寸,榫厚1.2椽径,其上端为肩,由戗下端对应仔角梁后尾接榫做出相对应的闸接榫(图八)。
20、裁口缝、企口缝、龙凤榫
①龙凤榫多用于博风板对头接口与挂檐板的接头,也常用于山花板、走马板、『门板对缝接口,用于博风板,挂檐板时榫厚是板厚的1/3且不小于14,榫长6~8分(20~25mm)，从板上皮向下榫宽为板宽的910。用于比较薄的山花板、走马板、门板对缝接口时,榫厚为板厚13,榫长3分(10mm)。
②企口缝(裁口缝)多用于象眼板、山花板、走马板等对缝接口,榫厚为板厚1/2，榫长3~4分(10~1/2mn)(图九)。
图九 龙凤榫、企口缝、银锭扣、明穿带、暗穿带
21、银锭扣
多用于博风板、挂檐板、山花板、接缝锁扣用,银锭扣外形为对称燕尾型,外形比例与燕尾榫收乍做法相同,银锭扣厚为板厚1/3~2/5(图九）。
22、明穿带(泥鳅背带、燕尾子带)
多用于博风板、挂檐板、窗榻板、门板、天花板等很多粘合与拼攒板类,根据构件的不同变化有穿硬带、穿软带的区别,穿硬带板面穿带高起留梗,穿软带板面平齐,穿带多采用大小头抄手对穿做法,这种穿法板缝严紧不易开裂,一般穿带宽、厚及燕尾槽进口是根据板宽的1/15~1/14定宽,小头燕尾槽出口为1/16~1/15定宽,燕尾槽深度一般为板厚的2/5~1/2(不得超过1/2),两侧燕尾乍角为槽深的1/10(图九)。
23、暗穿带
多用于实榻门等很多拼攒板类,暗穿带多采用大小头抄手对穿做法，一般穿带宽为板宽的1/11,厚为板厚的1/3且不大于板厚的2/5,宽对头暗穿带抄手大头3/5小头2/5(图九)。
24、柱子十字插接榫、四瓣插接榫
多用于楼阁平座层内不适用墩斗分割的上下柱子续接,一般包厢柱的柱芯接驳也用此法,四瓣插接榫长一般为2倍自身柱径,插接榫使胶两端还可采用铁箍加固(图十)。
图十 柱子插接、墩接榫卯
25、柱子一字插接榫
多用于修缮墩接糟朽柱根接续柱身,通常插接榫长为2倍自身柱径,插接榫用胶两端还应采用铁箍进行加固(图十)。
26、柱子接续巴掌榫
多用于修缮墩接糟朽柱根,墩接巴掌一般长1.5~2倍自身柱径,巴掌厚为柱径1/2巴掌榫两端插接榫长1~1.2寸(32~40mm),榫厚为柱径的1/8,巴掌榫两端还应采用铁箍加固(图十)。
27、柱子对接榫、暗销榫
使用暗销对接也是柱子接续的一种方式,装修中本色清油不受力的装饰柱子接续可用此法。柱子对接时榫与肩使胶,暗销榫宽厚13见方,长0.5~1倍自身柱径(图十)。
