木结构建筑之节点

木构—节点概述大型的宫殿式木构建筑，成千上万个单件组合而成，构造简单的古建筑，也有数以百计的木构件．这样多的木构件，除椽子．望板外，其余构件几乎全部是凭榫卯结合在一起的．木结构的形式和榫结合的方法，是中国古代建筑的一个主要结构特点．概念榫卯泛指中国传统建筑木构件之间的联结形式。榫，即是构件的凸起部分；卯，即是构件的凹进部位。榫卯搭接是指在木料上分别开桦头和卯眼，通过它们之间的咬合，把木材连接起来的搭接方式。类型木构榫卯种类很多，形态各异，这些种类和形状的形成，不仅与榫卯的功能有直接的关糸，而且在木构件所处位置，构件之间的组合角度，结合方式，以及木构件的安装顺序和安装方法等，均有直接的关糸1面与面的接合，也可以是两条边的拼合，还可以是面合。“槽口榫”、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿带榫”、“扎榫”等。一按结合作用，分为三大类型：2是作为“点”的结构方法。主要用于作横竖材丁字结合，成角结合，交叉结合，以及直材和弧形材的伸延接合,如“格肩榫”、“双榫”、“双夹榫”、“勾挂榫”、“锲钉榫”、“半榫”、“通榫”等等。3是将三个构件组合一起并相互连结的构造方法，这种方法除运用以上的一些榫卯联合结构外，都是一些更为复杂和特殊的做法.如常见的有“托角榫”、“长短榫”、“抱肩榫”、“粽角榫”等二按榫卯功能，分为六类，一、固定垂直构件的榫卯古建大木中的垂直构件主要是柱．柱子可分为落地柱和悬空柱两类．落地柱即柱脚直接落在柱顶石上的柱子，如:金柱、中柱、山柱都属此类．悬空柱即指落脚在梁架上或被其它构件悬空挑起、摔起的柱子．如童柱、瓜柱、雷公柱等，都是悬空柱．这些垂直构件，不管处于在什么部位，都需要用榫卯来固定它的位置，于是就产生了用于柱上的各种榫卯．(一)管脚榫固定柱脚的榫，用于各种落地柱根部，童柱与梁架或墩斗相交处，也用管脚榫．它的作用是防止柱脚位移．(二)套顶榫套顶榫是管脚榫榫的一种特殊形形式，它是一处处长短﹑径寸都都远远超过管脚脚榫，并穿透柱柱顶石直接落脚脚于磉墩(基础础)的长榫，常常用于地势高﹑﹑受风荷较大的的建筑物．它的的作用在于加固固建筑物的稳定定性．(三)瓜柱柱脚脚半榫与梁架垂直相交交的瓜柱(包括括金﹑脊瓜柱﹑﹑交金瓜柱等)，柱脚亦用管管脚榫．二﹑水平构件与垂直直构件拉结相交交使用的榫卯在石建大木中，，水平构件与垂垂直构件相交的的节为很多，最最常见的有柱与梁﹑柱与枋﹑山柱与与排山梁架﹑抱抱头梁﹑穿插枋枋及单，双步梁梁与金柱﹑中柱柱相交部位等．由由于构件相交的的部位与方式不不同，榫卯的形形状亦有很大区区别．(一)馒头榫馒头榫是柱头与梁头垂直相交时所使使用的榫子，与与之相对应的是是梁头底面的海海眼．镘头榫用用于各种直接与与梁相交的柱头头顶部，其长短短径寸与管脚榫榫相同中．它的的作用在于使柱柱与梁垂直结合合，避免水平移位(二)燕尾榫这种榫多用于拉扯联糸构件，如檐檐枋﹑额枋﹑随随梁枋﹑金枋﹑﹑脊枋等水平构构件与柱头相交交的部位．燕尾尾榫又称大头榫榫﹑银定榫．它它的形状是端部部宽﹑根部窄．．(三)箍头榫箍头榫是枋与柱柱在尽端或转角角部相结合时采采取的一种特殊殊结构榫卯．””箍头”一字，，顾名思义，是是”箍住柱头””的意思(四)透榫透榫用于大木构构件，常做成大大进小出的形状状所以又称大进进小出榫．所谓谓大进小出，是是指榫的穿入部部分，高按梁或或枋本身高．(五)半榫半榫的使用部位位与透榫大致相相同．在古建大大木中，常使用用山柱相交处．．在古建大木中中，常使用山柱柱或中柱这样的的构件．三水平构件互交部部位常用的榫卯卯水平构件互交，，在古建大木中中，常见于扶脊脊木与扶脊木、、平板枋与平板板枋之间的顺接接延续或十字搭搭交．(一)大头榫亦即燕尾榫．做做法与枋子上的的燕尾榫基本相同，榫头头作”乍”，且且略作”溜”，，以便安装．也也有不作”溜””的．大头榫采采用上起下落方方法安装，它常常用于正身部位位的檐、金、脊脊禀以及扶脊木木等的顺延相交交接部位，起拉结作用(二)十字刻半榫十字刻半榫主要要用于方形构件件的十字搭交，，最多见于平板板枋的十字相交交．方法是按枋枋子本身宽度，，在相交处，各各在枋子的上、、下面刻掉下面面一半的为盖口口十字扣搭．(三)十字卡腰榫俗称蚂蜂腰，主主要用于圆形或或带有线条的构构件的十字相交交．古建大木构构件中的卡腰，，主要用于搭交交桁禀．四、水平或倾斜斜构件重叠稳固固所用的榫卯古建大木的上架架(即柱头以上)构件，都是一层层层叠起来的．．这就不仅需要要解决每层之中中构件与构件的的结合问题，而而且需要解决上上下两层构件之之间的结合问题题，这样才能使使多层构件组成成一个完整的结结构体．水平(或倾斜)构件迭交有两种种情况、一种是是两层或两层以以上构件叠合，，再就是两层或或两层以上构件件垂直(交角成９０度)或按一定角度半半叠交．在两层或两层以以上构件迭合时时，采用下面两两种销合联结的的方法：(一)栽销栽销是在两层构构件相叠面的对对应位置凿眼，，然后把木销栽栽入下层构件的的销子眼内．在在古建大木中，，销子多用于额额枋与平枋之间间、老角梁与他他角梁之间以及及迭落在一起的的梁与随梁之间间、角背、隔架架雀替与梁架相相迭处等，(二)穿销穿销与栽销的方方法类似，不同同这处是，栽销销法销子不穿透透构件；穿销常用于溜金金斗拱后尾各层层构件的锁合．．五、用于水平或或倾斜构件叠交交或半叠交的榫榫卯水平或倾斜构件件重叠稳固，需需要用销子；而而当构件按一定定角度(９０度度或其它需要的的角度)叠交或或半叠交时，则则需要采用桁碗碗刻或压掌等榫榫卯来稳固．(一)桁碗桁碗(小式称禀禀碗)在古建大大木中用处很多多，凡桁碗与柁柁梁、脊瓜柱相相交处，都须使使用桁碗．桁碗碗即放置桁禀的的碗口，位置在在柁梁头部或脊脊瓜柱顶部．(二)趴梁阶梯榫多用于趴染、抹抹角染与桁禀半半叠交以及短趴趴染相交的部位位．趴梁与桁禀禀半叠交时，一一般作阶梯榫，，阶梯榫的做法法(三)压掌榫它的形状与人字字屋架上弦端点点的双槽齿做法法很相似．这种种榫多用于角梁梁与由戗或由戗戗之间接续相交交的节点压掌榫榫要求接触面充充分、严实．不不应有实有虚．．（六）、用于板缝拼接接的几种榫卯制作古建大木和和部分装修构件件，常常需要很很宽的木板，如如制作博缝板、、山花板、挂落落板以及榻板、、实榻大门等．．这就需要板缝缝拼接．为使木木板拼接牢固，，除使用胶膘粘粘合外，还采用用榫卯拼合．(一)银锭扣银锭扣，又名银银锭榫，是两头头大，中腰细的的榫，因其形状状象银锭而得名名．将它镶入两两板缝之间，可可防止胶膘年久久失效后拼板松松散开裂．镶银银锭扣是一种键键合作法．用于于榻板，博缝板板等处(二)穿带穿带是将拼粘好好的板的反面刻刻出燕尾槽．槽槽一端略宽，另另一端略窄．它可锁合诸板不不使开裂，并有有防止板面凹凸凸变形的作用(三)抄手带这是穿带的另一一种形式，但又又不同于穿带．．穿抄手带必须须在木板小面居居中打透眼．(四)裁口是将木板小面用用裁刨裁掉一半半，裁去的宽与与厚近似，木板板两边交错裁做做，然后搭接使使用．这种做法法常用于山花板板(五)龙风榫亦称企口，将木木板小面居中打打槽，另一块与与之结合的板面面居中裁作凸榫榫，将两板互相相咬合榫卯的经典例证证：斗拱小结传统榫卯构建搭接的特点小结:（1）榫卯搭接接具有一定强度、韧性和变形能力。榫头和卯卯眼的穿插在力力学上相当于铰铰接点，可以承承受特定方向上上的拉力和压力力。（2）榫卯搭接接外形简洁。榫卯设计的本本身就是研究如如何去除木料上上多余的部分，，来保证榫卯紧紧密地咬合，同同时达到力学的的要求。（3）榫卯搭接刚性较低。由于木材断面面的损失，造成成节点处力学性性能大大下降，，难以承担大型型木结构的连接接作用。简言之：榫卯的功能，在在于使千百件独独立，松散的构件紧密结合为一个符合设计计要求和使用要要求的，具有承承受各种荷载能能力的完整的结结构体．一、榫卯连接井干式：将圆木或半圆木木两端开凹槽，，组合成矩形木木框，层层相叠叠作为墙壁---实际是木承承重结构墙。这种方式由于耗耗材量大，建筑筑的面阔和进深深又受木材长度度的限制，外观观也比较厚重，，应用不广泛，，一般仅见于产产木丰盛的林区区。补充：编织：马特赛住宅:是奥地利林茨的的建筑事务所KlebothLindingerPartners设计的一座座两层私人别墅墅绑扎：植物建筑齿连接是将受压压构件的端头做做成齿榫，在另另一构件上锯成成齿槽，使齿榫榫直接抵承在齿齿槽内，通过抵抵承面的承压工工作传力。因此此，齿连接只能能用来传递压力力，这是它的特特点。优点：构造简单单，传力明确，，可用简单工具具制作；由于其构造外露露，易于检查施施工质量和观测测工作情况。缺点：由于在构构件上刻槽，对对构件截面削弱弱较大，从而增增加木材用量；；在齿槽中除承压压工作外，尚伴伴随着脆性的剪剪切工作，同时时只能用于手工工操作，要技术术级别较高的木木工进行制作，，方能保证连接接质量。二、齿连接单齿连接双齿连接三、销连接销是用钢或者木木做成圆杆状或或者片状，用以以阻止被连接构构件相对移动的的连接物。属于于圆杆状的，有有螺栓、钉、圆圆钢销、螺钉、、玻璃钢圆销等等；属于板片状状的，有玻璃钢钢板销，钢板销销等。圆杆状销板片状销四、钢结构构的连接大型木建筑设计计中，结构跨度度及构件尺寸相相对较大，传统统的结构形式无无法满足大型结结构的要求，结结构设计往往会会更多的引用钢钢结构的设计方方法，节点处也也会积极地使用用金属构件或者者钢结构节点来来满足结构的要要求。轻微结合处可以以采用钉子或者者螺栓等小型钢钢构件进行连接接；大型结构中中则常在集成材材的结合处插入入钢板与木构件件固定，钢板之之间或者钢板与与混凝土基础之之间采用螺栓等等钢构件进行连连接。在大跨木木结构中，这些些刚节点处理方方法可以有效地地解决节点的结结构问题，为设设计带来新的突突破。节点是设计上的的自白，真实反反映出系统的作作用原理，以及及设计与技术合合二为一的最佳佳语汇节点分类：从其其连接的功能性性来看，分为：：面与面的接触触连接，间接连连接件的传递连连接木木节点，木铁铁节点，胶合节节点丘陵网格壳体建建筑site：英国国苏塞克斯by爱德华库库里南建筑师师事务所内部结构：丘陵状网网格壳体，双层层木材网格，整整个建筑呈双层层漏斗状，长度度为48米，最最宽点的跨度为为16米，最窄窄处11米，室室内高度从7米米到10米不等等建造过程截面尺寸：50mmX35mm，橡木条板板，分四层胶合合而成、橡木特点：含水水量高，可以在在结构安装的过过程中提供很大大的伸缩灵活性性。强度是其他他木材的两倍（（在英国这种木木材是用来做帆帆船的。---同样条件下，，可以采用更小小的横截面，弥弥补了橡木的一一个缺点：需要要更大的弯曲作作用力才能得到到需要的弧度节点大样：施工工方发明了一种种无栓的条板连连接装置，既能能给连接构建提提供必要的稳定定性，而且能够够让构建略微活活动，此装置由由几块钢板组成成，每个钢板都都有四个定位螺螺栓孔，其中两两个孔还可以用用来连接斜向的的支撑。每个条板为6m的标准长度，，采用了最新的的胶合技术，这这种技术可以将将水分含量高达达40%的绿色色橡木胶合，但但条板与条板之之间采用的是传传统的嵌接节点点连接成连续的的长条板。条板的距离跟怒怒受荷载的情况况进行调整，荷荷载较大的区域域距离在0.5m左右，荷载载小的距离在1m左右。建造过程建筑物表面采用用的是当地的红红雪松面板，面面板内有铝箔衬衬层，两者之间间还有绝缘层。。屋顶是有很多100mmX12mm的纵向向木板组成的带带状屋顶。木板板下面每个2m有檩条作为支支撑，檩条网格格壳体上。儿童游乐中心site：法国国切希by阿阿万特特拉拉维克斯入口这里是附近孩子子的娱乐中心，，三座建筑连接接在一起，两个个建筑靠的很近近，第三个稍微微脱离，高高的的倾斜的屋顶非非常小心的位于于原有的树木之之间。入口的设设计给人一种在在结构上相互脱脱离的感觉。结构钢木节点Soundbox,Swisspavilion,expo2000Hannover,Germany2000年德国汉诺威世世界博览会瑞士士展馆—共鸣箱该展馆的建设为为了体现真正的的生态环保理念念，建筑师放弃弃了所有会损坏坏木材本身的连连接方式，没有有钉子，没有螺螺栓和黏合剂，，板条之间的搭搭接、固定仅借借助于钢杆和弹簧。彼得·祖姆托钢木节点Soundbox,Swisspavilion,expo2000Hannover,Germany2000年德国汉诺威世世界博览会瑞士士展馆—共鸣箱彼得·祖姆托该展馆在结构上上通过一种创新新性的悬挂系统将木材、沥沥青和钢材这三三种看起来互不不相容的材料组组合在一起。将将木梁用横梁以严格的的平行装配形式式相互搭接形成成高的墙体，插插入双层平行梁梁之间的横梁将将两个组合连接接在一起，放放置在沥青垫上。。从黑黑色表表层升升起的的不锈锈钢板板形成成不锈钢钢拉杆杆的支撑撑基础础，拉拉杆穿穿过沥沥青层层,插进下下面独独立的的混凝凝土基基础。。双梁梁墙体体顶端端两侧侧的拉拉杆通通过压缩弹弹簧插入,弹簧则则通过过垂直直预应应力使使各个个木梁梁各就就各位位。钢木节节点Soundbox,Swisspavilion,expo2000Hannover,Germany2000年德国国汉诺诺威世世界博博览会会瑞士士展馆馆—共鸣箱箱彼得·祖姆托托不锈钢钢拉杆杆与横梁的的连接接细部部共鸣箱箱的墙墙体剖剖面结结构图图钢木节节点Yamadearpostoffice,Japan日本山山寺邮邮局伊藤邦邦明日本山山寺邮邮局采采用了了混合式式的结构构体系系，墙体采用钢钢筋混混凝土土结构构，屋面则采用用由柔柔性的的木造造壳体体及具具加强强作用用的钢钢结构构张拉拉网架架混合合形成成的双双面抛抛物面面薄壳壳结构构。钢木节节点Yamadearpostoffice,Japan日本山山寺邮邮局伊藤邦邦明该建筑筑的屋屋面采采用由由芬兰兰出产产的木木材所所构成成的双面抛抛物面面壳体体结构构与由钢钢材所所构成成的受拉弦弦梁架架结构构，形成成一种种混合式式的屋面面结构构，构构成屋屋顶的的四片片双曲曲面板板在平平面上上没有有立柱柱支撑撑。钢木节节点Yamadearpostoffice,Japan日本山山寺邮邮局伊藤邦邦明上弦杆杆件垂直杆杆件受拉杆杆件在屋面面的下下方设设置受拉杆杆件，在屋屋面的的中央央设置置垂直构构件，将受受拉杆杆件与与受压的的上弦弦杆件件连接起起来，，使屋屋面具具有类类似空空间网网架般般的整整体结结构的的刚性性。钢木节节点Yamadearpostoffice,Japan日本山山寺邮邮局伊藤邦邦明在组成成屋面面同一一层的的板与与板之之间的的接合合处，，采用用低造造价、、便于于施工工的楔槽式式构造屋面板板上下下层之之间则则采用用强度度、刚刚度都都较为为稳定定的螺栓式式节点钢木节节点IBMTravellingPavilionIBM移动展展览馆馆伦佐·皮亚诺诺该展馆馆采用用木结构构体系，，结构构构件件之间间均采采用金属构构件连接，，表皮皮为PC板。整整个展展馆可可反复复拆卸卸、组组装。。钢