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榫卯,优雅的结构力学

作者:百木一青 发布时间:2017-01-13
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  榫卯是广泛应用于中国古代建筑、家具及其他木制器械的传统技艺之一。其历史悠久,起源于河姆渡新石器时代,发展于春秋战国时期,到宋代开始趋于成熟,明清时达到最高水平。榫卯结构设计科学精巧,不用一钉、一丝的金属连接,就可实现历经百年甚至千年的牢固不坏。本期微专栏我们就来科普一下什么是榫卯结构,它精巧的结构中蕴含了怎样的力学原理。

  何为榫?何为卯?

  据《集韻》记载,榫,剡木入窍也。榫卯(sǔn mǎo),是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式,包括榫头和卯眼,凸出部分叫榫或榫头,凹进去部分叫卯或榫眼,是我国古代建筑、家具及其他木制器械的主要结构方式。

  直榫

  榫卯结构高清动态组图

  榫卯结构的进化

  看着这些动图,可能有的读者会有疑惑,这个榫卯结构又凸又凹的,制作起来多费时费力,为什么工匠们不直接用钉子来连接呢木头呢?

  看似简单的一个问题,其实可以讲出很多有意思的因果。在木匠祖师爷鲁班生活的时期,铁器和铜器还都是重要的战争资源,一般的人民群众是用不起的。即便是王公贵族要用,工匠们造出来的也只能是个头儿长达十几厘米,钉帽直径在两厘米以上的巨型钉子,且强度很差,需要借助烧红的铁棒在木材上碳化出一个孔来,才能把大钉子塞进去。

  呃,原来如此!还是赶紧拜拜鲁班祖师爷,感谢他对中国民族文明的重要贡献吧。当时的鲁班还是有两把刷子的,在当时他就已经掌握十几种榫卯结构了,最著名的应用就是流传至今的鲁班锁。看着它扣起来的样子,感觉根本解不开啊!

  鲁班锁

  之后历经秦汉、魏晋南北朝、隋唐、宋元直至明清,榫卯结构有了长足的发展,式样多达一百余种,在建筑上的应用登峰造极,出现了最大的木构建筑——紫禁城。

  北京紫禁城角楼

  巍峨的宫殿,至今已经几百年了,依然很庄严肃穆、富丽堂皇,这明晃晃的证据着实说明了木质榫卯结构的坚固性。那么,问题来了,这是为什么?

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