这正在古筑筑维修中
日期: 2019-09-22

文物建建的布局取构制 木布局古建建的布局取构制 ——构件毗连法及斗栱 演讲人: 张锡成 二O一三年十月三十 日 1 构件毗连法——榫卯毗连 1 .1 榫卯毗连成长概述 河 姆 渡 文 化 河姆渡遗址木构件榫卯 最早的榫卯雏形 1 构件毗连法——榫卯毗连 1 .1 榫卯毗连成长概述 周 代 周代出土棺椁中的榫卯形式 1 构件毗连法——榫卯毗连 汉 代 汉代出土棺椁中的榫卯形式 1 构件毗连法——榫卯毗连 宋 代 宋代常见的榫卯毗连 榫卯构制已臻完美 1 构件毗连法——榫卯毗连 1 .2 榫卯毗连的类型 (1)曲榫 透榫 又称猛进小出榫 半榫 1 构件毗连法——榫卯毗连 1 .2 榫卯毗连的类型 (2)燕尾榫 又称大头榫、银锭榫 1 构件毗连法——榫卯毗连 1 .2 榫卯毗连的类型 (3)管脚榫 ? 管脚榫及套顶榫的利用 ? 便于安拆定位; ? 供给必然的抵当倾覆弯矩能力; ? 必然程度上维持木构架程度标的目的的不变性; ? 了柱架正在程度荷载的滑移,是一种“滑移限位安拆” 。 1 构件毗连法——榫卯毗连 1 .2 榫卯毗连的类型 (4)搭扣榫 又称扣榫 箍头榫 十字卡腰榫及十字刻半榫 1 构件毗连法——榫卯毗连 1 .2 榫卯毗连的类型 (5)柱头榫 又称馒头榫 2 构件毗连法——销毗连 2.1 栽销 正在古建大木中,销 子多用于额枋取平 枋之间、老角梁取 他角梁之间以及迭 落正在一路的梁取随 梁之间、角背、隔 架雀替取梁架相迭 处等,古时也有正在 檩子,垫板、枋子 之间利用销子以防 止檩、垫、枋走形 错动的.现正在已很 少采纳.别的,正在 坐斗取平板枋之间、 斗栱各层构件之间, 也都用栽销的方式 安定。 2 构件毗连法——销毗连 2.2 穿销 穿销取栽销的方式雷同,分歧这处 是,栽销法销子不穿透构件;面穿 销要穿透二层甚至少层构 件.用于两层或两层以上构件的叠 合毗连。 穿销 2 构件毗连法——销毗连 2.2 穿销 3 构件毗连法——钉毗连 正在转角大木中,角梁取檩条的保持, 除去依托角梁下皮挖出桁碗,还要 利用铁钉把角梁固定正在檩条上,以 防止下滑。从十二世纪到封建社会 末期,角梁由戗一曲利用铁钉,钉 断面一寸见方,一般为角梁厚度的 七分之一,钉曲径不成过大,免得 角梁木材开裂。 大部门铁钉用正在椽子和板材的保持 上。 3 构件毗连法——柱的拼接 高峻的建建物中,正在柱身过长或柱 径过粗时,一根原木往往不够使用,需 要两根以上的原木拼接。 (1)木材不敷长时,拼接法采用半 榫或名巴掌榫。利用铁箍钉保持。 正定隆兴寺慈氏阁 有一根后金柱,圆柱径 为650mm,总长 16500mm,由三根圆 木拼接而成,有两处接 口,别离位于构件高度 的约三分点处。 用半榫(巴掌榫)拼接柱子 3 构件毗连法——柱的拼接 (2)柱径太粗,而缺乏大曲径圆木时,可用合柱鼓卯拼接而成。 按《营制法度》合柱 鼓卯图样中有二段合, 三段合,四段合几种, 也就是,由两根、三 根或四根原木拼成一 个完整的柱身。鼓卯 有明有暗,明鼓卯用 做柱面或柱底,暗鼓 卯用正在柱心,鼓卯底 广面狭,另一段做榫 则面广底狭,由于相 合。凸榫能够做成银 锭状叫做鞠,也能够 做成长方形外形叫做 暗楔。 合柱鼓卯 4 榫卯毗连的力学机能 4 .1 曲榫 1. 传力阐发 ? 程度荷载感化下 曲榫传力阐发 4 榫卯毗连的力学机能 4 .1 曲榫 1. 传力阐发 ? 竖向荷载感化下 曲榫传力阐发 4 榫卯毗连的力学机能 4 .1 曲榫 2. 形态 由上述阐发能够看出,曲榫正在承受弯矩感化时,将会发生必然的弯曲应力和 剪应力,榫颈截面达到极限弯矩后木材纤维会拉断,榫颈发生弯曲和剪 切。这正在古建建维修中,如西安东门城楼,常能够见到这种形式— —榫头正在沿垂内呈现断裂。 4 榫卯毗连的力学机能 4 .2 燕尾榫 1. 传力阐发 燕尾榫传力阐发 4 榫卯毗连的力学机能 4 .2 燕尾榫 2. 形态 ①榫颈弯断 ②榫角剪断 ③卯口剪裂 ④榫角压缩 ⑤卯口缩裂 ⑥榫头剪断 ⑦卯口劈裂 榫角剪断 卯口劈裂 榫角压缩 榫角压缩陪伴卯口劈裂 4 榫卯毗连的力学机能 4 .3 曲榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验 1. 构件尺寸 透榫柱架 燕尾榫柱架 4 榫卯毗连的力学机能 4 .3 曲榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验 2. 试验安拆 4 榫卯毗连的力学机能 4 .3 曲榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验 3. 试验现象 透榫柱架 榫头拔出 卯口 榫头 燕尾榫柱架 榫头拔出 4 榫卯毗连的力学机能 4 .3 曲榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验 4. 试验成果阐发 透榫柱架 8 透榫构件1 4 0 -4 -8 -200 -100 0 100 200 ?/mm 8 透榫构件2 4 0 -4 -8 -200 -100 0 100 200 ?/mm P/kN P/kN P/k N 8 透榫构件3 4 0 -4 -8 -200 -100 0 100 200 ?/mm 燕尾榫柱架 P/kN P/kN P/kN 燕尾榫柱架1 4 2 0 -2 -4 -200 -100 0 100 200 ? /mm 燕尾榫柱架2 4 2 0 -2 -4 -200 -100 0 100 200 ? /mm 4 燕尾榫柱架3 2 0 -2 -4 -200 -100 0 100 200 ? /mm 4 榫卯毗连的力学机能 4 .3 曲榫、燕尾榫节点柱架拟静力试验 4. 试验成果阐发 刚度退化曲线 透榫柱架 燕尾榫柱架 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 商 代 斗栱的雏形 商代由擎檐柱到插栱的演变 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 斗栱的雏形 周 代 建 建 令簋中抽象较着的栌斗 古建建中常见的栌斗立体图 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 周 代 河南荥阳汉墓出土的汉代明器 四川牧马崖墓出土的东汉明器 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 汉 代 汉代斗栱的形制有了 很大的成长,并已 成熟,但其时角柱顶部 斗栱的做法仍是采用双 柱。 汉代斗栱起始比力笨拙, 也比力简单;后来变得 层层出跳,层数越来越 多。除了大的护斗外, 护斗上叠置多层栱,每 层又呈现小斗(后称为 “升”),而且从一斗 二升成长为一斗三升, 成为斗栱的尺度单位。 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 汉 代 此时的斗栱出跳均不大,因而承担屋檐时,常采用伸出梁头,其端头放置斗栱。正在屋 角部门,则两个标的目的均伸出梁头,别离放置斗栱,后来才有伸出45°斜梁的做法。 栱身的变化,由晚期的平曲短术,渐变为折线或弯曲如花卉状的多样形式。就栱身性 质而言可有半栱、全栱、交手栱和折尺形栱,可谓斗栱类型曾经良多。 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 唐代国运昌隆,土术建建一也获得敏捷成长。建建的斗栱也已臻成熟 唐 代 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 唐 代 唐代斗栱(转角铺做)及日本飞鸟式建建 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 唐 代 佛光寺大殿建建中的斗栱 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 宋代的斗栱已完全成熟并高度规范化,并有了一些较着改良和演变。 宋 代 补间铺做渐趋复杂 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 宋代的斗栱已完全成熟并高度规范化,并有了一些较着改良和演变。 宋 代 斜华栱的利用 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 元代建建上 承宋金,下 元 启明清,总 代 的讲来,建 建气概多粗 犷、豪宕。 斗栱用材尺 寸降低,斗 栱更具粉饰 性,补间铺 做增加。 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 清代斗栱形制取宋《营制法度》根基不异,做法轨制一也大体相 似,但受元、明影响,一也发生了一些变化。按照清工部《工程 清 做例》中的相关,发生的变化有:, 代 ? 斗栱总高取柱高的比例下降,由隋唐期间的1:2降为1:5。 ? 补间铺做的攒数增加。 ? 清代斗栱布局功能较着减退,更具粉饰性。 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 中国历代斗栱的演变情况 5 斗栱 5 .1 斗栱的成长及演变 中国历代斗栱的演变情况 5 斗栱 5 .2 斗栱的构成 5 斗栱 5 .2 斗栱的构成 斗栱次要由程度放置的斗、升和矩形的栱、翘及斜放的昂等构件构成。 ? 斗——坐斗(宋称栌斗) 角栌斗 圆栌斗 方栌斗 讹角栌斗 图3.12 斗口 5 斗栱 尺度栌斗的构制 5 斗栱 ? 斗——平盘斗(宋称交互斗) 平盘斗是斗的一种,多用正在角科斗栱中,一般没有斗耳,用来承托两 个标的目的的栱或宝瓶。 5 斗栱 ? 升——十八斗(宋称交互斗) 5 斗栱 ? 升——三才升(宋称散斗) 正在单材栱的两头承托上一层栱或枋的升。 5 斗栱 ?栱 栱是矩 形断面 的短枯 木,外 形略似 弓,有 万栱、 厢栱、 瓜栱等 之别。 万栱(宋称慢栱) 正在瓜栱承托正心枯或拽枯的栱, 叫做“万栱“。万栱是栱中最。 厢栱(宋称令栱) 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 “厢栱”。厢栱置于最上层的昂或 翘。 5 斗栱 ?栱 瓜栱(瓜子栱) 栱构件中最短的栱,也是处于 最基层的栱;一般来说,瓜栱和 万栱多相叠并用,瓜栱托着万 栱。 正心瓜栱(宋称泥道栱) 位于斗栱摆布中线上的 瓜栱,也正在檐柱核心线 上如许的瓜栱叫做“正 心瓜栱”。 5 斗栱 ? 翘(宋称华栱/抄栱) “翘”是清式名称,也是斗栱的构件之一。“翘”的抽象取栱 不异,但标的目的取栱分歧。清式斗栱中的栱是横向的、向摆布延 伸的矩形短木,而翘是纵向的、向前后伸出并翘起的短木,因 前后翘起而得名“翘”。其实,“翘”正在宋代时也是一种栱, 名为“华栱”,也叫“抄栱”。 5 斗栱 ?昂 位于栱前后中 线,且向前后 纵向伸出贯通 斗栱的里外跳, 前端有尖斜向 下,尾则向上 伸至屋内。 下昂 正在角科45°斜线上,取耍头齐平的昂 由昂 5 斗栱 ? 耍头 正在斗栱的前后中线的翘或昂 上,有两层取翘或昂平 行的构件,此中下面的一根 构件叫“耍头”。耍头出 现于隋唐期间,式样比力多, 有的没有雕饰,有的加以雕 饰。 历代建建中的耍头演变图 5 斗栱 斗栱各构件的、名称 5 斗栱 5 .3 科、铺做 清代: 角科 宋代: 平身科 柱头科 不统一朵/攒斗栱的称呼 5 斗栱 5 .4出踩、出跳 ? 出踩 “出踩”是清制斗栱对挑 出的称号,挑出的距离称 为“拽架”。正在进深标的目的, 以一翘(或一昂),里外 各挑出一拽架称为“二 踩”,加两头一个支点, 共称为“三踩”。也就是 说,清制斗栱以栱核心点 为一踩,每叠加一翘(或 一昂),就添加二踩。 清代翘昂出踩斗栱 5 斗栱 5 .4出踩、出跳 ? 出跳 “出跳”是指以栌科心为 轴,向进深标的目的或面阔方 向挑出之意,一栱(或一 昂)各向两边挑出一个距 离时,均称为一跳。 《营制法度》卷四述“凡 铺做自柱头上栌科口内, 出一栱或一昂,皆谓之一 跳,传至五跳止。出一跳 谓之四铺做、出两跳谓之 五铺做、出三跳谓之六铺 做、出四跳谓之七铺做、 出五跳谓之八铺做” 铺做取出跳的关系 5 斗栱 5 .5 斗栱的偷心、计心 “计心”制:每一跳的 华拱或昂头上,放置横 拱的一种斗拱的布局方 法。 “偷心”制:指一朵斗 栱中只要出跳的栱、昂, 跳头上不安横栱的做法。 横栱的设置少于斗栱出 踩。 5 斗栱 5 .6 斗栱的布局感化 (1)粉饰感化 。 (2)伸挑出檐。 (3)传送梁架、屋盖荷载。 (4)减小梁枋跨度,因此大大减小了梁枋中的弯曲应力。 (5)隔震、减震耗能。 5 斗栱 5 .6 斗栱的力学特征 ? 传力机理 (1)斗栱构件受力阐发 斗受力阐发 5 斗栱 5 .6 斗栱的力学特征 ? 传力机理 (1)斗栱构件受力阐发 短跳华栱受力阐发 慢栱受力阐发 5 斗栱 5 .6 斗栱的力学特征 ? 传力机理 (1)斗栱构件受力阐发 昂计较简图 下昂受力形态 5 斗栱 (2)斗栱整受力阐发 溜金斗栱构制及受力示企图 5 斗栱 5 .7 斗栱的形式 (1)斗受压劈裂 各类斗均为受压 ,此中栌斗 承担全数上部荷 沉,跟着荷载增 加,受压区木材 正在横纹受压和横 纹剪切应力感化 下断裂,以致栌 斗构件劈裂。 栌斗劈裂 5 斗栱 (2)长跳华栱压弯劈裂 长跳华栱压弯受力阐发 试验形态 5 斗栱 (3)泥道栱槽口扯破 泥道栱开槽坐于栌斗下卡短跳华栱,相当于断面减小后的悬臂梁,很 容易从开槽处扯破。 (4)短跳华栱弯剪 短跳华栱是受弯构件,荷载较小时,具有优良的弹性和韧性,跟着 荷载的添加,栱的弯曲变形添加,最初栱承受较大的弯矩和剪力达到承载 力的极限而发生弯剪。 图3.55 短跳华栱弯剪 5 斗栱 (5)慢栱弯曲 慢栱受力阐发 慢栱试验形态 5 斗栱 5.8 铺做层拟静力试验 ? 试件的设想和制做 为了研究铺做层的布局机能,按照《营制法度》制做了8个斗栱模子进 行单朵斗栱、2朵斗栱协同工做、4朵斗栱协同工做程度低周频频荷载拟静力 试验,试验模子如图3.58所示。 试验模子 5 斗栱 构件尺寸 构件分化示企图 5 斗栱 ? 加载方案 (1)竖向恒定荷载N,可由程度滑动千斤顶通过木梁到斗栱上, 程度荷载由程度电液伺服仪。 (2)试验采用位移节制加载,初始值?0 ? ?10mm ,每级位移增量为10mm。 加载安拆示企图 5 斗栱 ? 测点安插 正在模子平面内安插4个电子位移计W1 ?W4 , 来丈量斗栱各层构件的程度 位移。正在长华栱和栌斗侧面各安插4个数字式角度传感仪 Z1 ? Z2,来丈量平 面内的角度。 仪表安插示企图 5 斗栱 ? 测点安插 仪表安插示企图 5 斗栱 ? 试验现象 5 斗栱 ? 试验结论 通过对单朵斗栱、2朵斗栱协同工做、4朵斗栱协同工做的模 型的低周频频荷载试验,能够看出铺做条理要以滑移变形为从, 且具有很好的滑移变形能力。正在荷载感化下,斗栱各构件变形 较小。馒头榫发生大量的挤压变形。虽然斗栱本身未,但 大量的滑移会导致屋盖落架。

文物建建的布局取构制 木布局古建建的布局取构制 ——构件毗连法及斗栱 演讲人: 张锡成 二O一三年十月三十 日 1 构件毗连法——榫卯毗连 1 .1 榫卯毗连成长概述 河 姆 渡 文 化 河姆木布局古建建的布局取构制之构件毗连法及斗_建建/土木_工程科技_专业材料。