第九节 古建筑木构架的结合工艺

古建筑木构架是由各式木构件在水平和竖向结合形成骨架，利用木材的受力特性，通过节点构造连接，使得古建筑具有“墙倒屋不塌”的特点。构件之间的结合方法，古代主要有榫卯结合、胶黏剂结合、钉结合、绑扎法、金属连接件连接法等，近代还有螺栓连接法等。

一、榫卯结合

榫卯是榫头与卯眼的统称，在古建筑木构件结合部位，工匠将一根木构件端头制作成突出形状，称为榫或榫头，同时在相对应的另一根木构件端部制作出与榫相契合的凹口称为卯或卯眼。在中国古代建筑中榫卯结构的应用很早，在距今5000～7000年前的浙江余姚河姆渡遗址中，就已发现了包括柱头榫、柱脚榫、梁头榫和企口等各种榫卯，详见图4-107。在宋《营造法式》中记载了对卯、鼓卯、螳螂头口及勾头搭掌等数种，详见图4-108。长期以来，随着工程技术人员的实践探索，创造了很多独具特色的榫卯工艺。

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图4-107 浙江余姚河姆渡遗址中的榫卯结构

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图4-108 宋《营造法式》中榫卯举例

木构架的榫卯种类很多，形状各异，这些种类和形状的形成，不仅与榫卯的功能有直接关系，而且与木构件所处的位置、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系。现根据清式榫卯所处位置及功能，将其划分为以下几类。

（一）柱类构件的榫卯

在古建大木中垂直构件主要是各类柱。古建柱可以分为落地柱和不落地的柱子两大类。落地柱包括檐柱、金柱、中柱、山柱、角柱等，不落地的柱子包括童柱、瓜柱、雷公柱、垂莲柱等，这些柱子都需要用榫卯来固定它们的位置。

1.管脚榫

即用来固定柱脚所使用的榫，其作用是防止柱脚位移。按照《古建筑修建工程质量检验评定标准》（北方地区）（CJJ 39—91）中规定，管脚榫的长度不应小于该端柱径的1/4，不应大于该端柱径的3/10，榫子的直径（或截面边长）与长度相同。管脚榫用于各类落地柱及童柱柱脚，用于落地柱时，在相应的柱顶石位置应凿出海眼，用于童柱时，在童柱下脚位置先安放一平斗盘（也称墩斗），斗上留有卯口。详见图4-109（a）、（b）、（d）。

2.套顶榫

套顶榫是一种特殊的管脚榫，其长短、径寸均大于一般的管脚榫，并穿透柱顶石直接落于底垫石上。其长短一般为柱子露明部分的1/5～1/3，榫径为柱径的1/2～4/5不等，需酌情而定。套顶榫多用于长廊、凉亭、垂花门、牌楼等处。所起的作用是加强建筑物的稳定性，但由于套顶榫深埋地下，易于腐朽，所以埋入地下部分应做防腐处理。详见图4-109（c）。

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图4-109 管脚榫、馒头榫、套顶榫、童柱管脚榫

3.瓜柱柱脚半榫

瓜柱管脚榫用于各式瓜柱柱脚与各梁架的连接部位。瓜柱管脚榫常见的为双榫，榫厚为瓜柱宽的1/6左右（一般约为8分、25mm左右），榫长2～2.5寸（60～80mm）。当瓜柱较高时，为了增强柱子的稳定性，常采用角背。这时瓜柱的根部需要在半榫的基础上做出盖口榫，以便与角背一同安装。瓜柱柱脚半榫详见图4-110。

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图4-110 瓜柱柱脚半榫构造

4.馒头榫

用于各柱柱头（包括瓜柱）与各梁的连接部位，与之相对应的是梁头底部的海眼，馒头榫的尺寸与管脚榫相同，详见图4-109（b）。

5.柱头檩椀

用于中柱、山柱、脊瓜柱柱头与檩搭接部位。柱头檩椀形式与梁头檩椀相似，尺寸自檩下皮上返1/4檩径定檩椀高，并按此向两侧按45°抹角，在檩椀底皮的中心位置做“鼻子”榫，“鼻子”榫尺寸高、宽同为1/5檩径。

（二）梁（柁）类构件的榫卯

1.大进小出榫

用于抱头梁、桃尖梁、插金角梁、递角梁与柱子连接部位。榫头厚，圆柱径通常为1/4柱径或1/3梁厚，方柱通常为1/4～3/10柱径。榫头“大进”部分高按照梁全高，长至柱中；“小出”部分高按照梁高的1/2，长按本身柱径（出头为半柱径）。大进小出榫构造详见图4-111。

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图4-111 大进小出榫构造

2.半榫

用于抱头梁、桃尖梁、插金角梁、递角梁与柱子连接部位。榫头厚，圆柱径通常为1/4柱径或1/3梁厚，方柱通常为1/4～3/10柱径，榫头高按照梁全高，榫长至柱中。

3.半榫压掌榫

用于山柱或中柱部位的梁架与柱子相交时，一般将榫高分为2分，将柱径分为三份，使一端的半榫上部长1/3柱径，下部长2/3柱径，使另一端半榫上部长2/3柱径，下部长1/3柱径。并且按照《古建筑修建工程质量检验评定标准》（北方地区）（CJJ 39—91）中规定，其下部所施辅助拉结构件雀替或替木必须是具有拉接作用的通雀替或通替木。半榫压掌榫构造详见图4-112。

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图4-112 半榫压掌榫构造

4.檩椀与鼻子榫

用于各类梁架与檩、角梁与檩相交处。檩椀即放置檩桁的椀口，按照《古建筑修建工程质量检验评定标准》（北方地区）（CJJ 39—91）中规定，梁头檩椀的深度不得大于1/2檩径，不得小于1/3檩径，并且梁头檩椀之间必须有鼻子榫，一般位置处榫宽为梁头宽度的1/2。承接梢檩的梁头做小鼻子榫，榫子高、宽不应小于檩径的1/6，不应大于檩径的1/5。

檩桁与角梁相交时，亦按照需要做出檩（桁）椀，在椀口处可以留出鼻子（又称闸口），也可以不留，檩桁与递角梁、角云等相交时，梁头做搭交椀，不留鼻子。檩椀与鼻子榫构造详见图4-113。

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图4-113 檩椀与鼻子榫构造

5.阶梯榫

多用于趴梁、抹角梁与檩桁相交处，长短趴梁相交处。

趴梁、抹角梁与檩桁相交处必须采用阶梯榫。阶梯榫一般做成三层，每层深入檩子不超过檩径的1/4，榫长最长不超过檩中心线，并在阶梯榫的两侧做出约1/4梁宽的包掩。另外梁头外端必须压过檩中线，过中线的长度不得小于15%檩径。

短趴梁做榫搭置于长趴梁时，其搭置长度不小于1/2趴梁宽，相交处做法与上述略同，可不做包掩。阶梯榫构造详见图4-114。

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图4-114 阶梯榫构造

（三）枋类构件的榫卯

1.燕尾榫

也称半银锭榫，是檐枋、额枋、随梁枋、金枋、脊枋等水平构件与柱头相交部位所采用的榫。燕尾榫的形状为根部窄，端部宽，呈大头状，这种做法称为“放乍”，并且燕尾榫上面大，下面小，这种做法称为“收溜”。放乍是为了使榫卯拉结有力，收溜是为了在下落式安装时，愈落愈紧。

枋类构件制作时，燕尾榫长度不应小于对应柱径的1/4、不应大于对应柱径的3/10，榫子的截面最大宽度要求同长度。燕尾榫的“乍”和“溜”都应按照截面宽的1/10收分。

用于额枋、檐枋上的燕尾榫，又有带袖肩和不带袖肩两种做法，做袖肩是为了解决燕尾榫根部断面小，抗剪能力差而采用的一种补救措施，袖肩长度一般为1/8柱径，宽与榫的大头相等。

燕尾榫构造详见图4-115。

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图4-115 燕尾榫构造

2.箍头榫

箍头榫为用于额（檐）枋与端柱或角柱结合处的特殊的榫卯构造。箍头榫的具体做法为将额枋由柱中心线向外加出一柱径（大式）或1.25倍柱径（小式），将枋与柱头相交部位做出榫、槽，柱皮以外的部分做成箍头。箍头有霸王拳和三岔头两种形式，分别应用于大小式建筑之中。

箍头枋有一面和两面两种情况。一面使用时，只需在柱头上沿面阔方向单向开槽，两面使用时，柱头部位需要十字开槽。当双面使用箍头枋时，双向额枋在角柱头扣搭相交，相交的部分应做出等口与盖口，按照山面压檐面的规律进行制作安装。箍头榫的榫高为8/10枋高，榫宽不应小于柱径的1/4，不应大于柱径的3/10。

箍头榫构造详见图4-116。

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图4-116 箍头榫构造

3.大进小出榫

大进小出榫用于穿插枋与柱连接部位。榫头尺寸：榫厚，圆柱通常为1/4柱径或1/3枋厚，方柱通常为1/4～3/10柱径；榫头“大进”部分高按枋全高，长至柱中；“小出”部分高按照枋高的1/2，长按本身柱径（出头为半柱径）。

4.半榫

半榫为用于承椽枋、围脊枋、间枋、棋枋等与柱子连接的部位。榫头厚，圆柱径通常为1/4柱径或1/3枋厚，方柱通常为1/4～3/10柱径，榫头高按照枋全高，榫长至柱中。

5.十字刻半榫

十字刻半榫为搭交榫的一种。常用于平板枋（普拍枋）十字相交，刻口深为枋厚的1/2，刻口宽考虑两边分别按构件自身宽的1/10做出“包掩”（袖榫），所余的8/10枋宽即为刻口的宽（长）。十字刻半榫构造详见图4-117（a）。

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图4-117 搭交榫构造

（四）檩（桁）类构件的榫卯

1.燕尾榫

用于檩与檩之间的连接。燕尾榫榫头上端头部宽为檩桁直径的3/10，下端根部按头部宽的1/10各向两侧收乍。榫头长同榫头上端头部宽，榫高按部位的不同分别做梁头刻半榫或脊檩（桁）通榫。

2.十字卡腰榫

十字卡腰榫为搭交榫的一种，常用于搭交檩桁。具体做法为将檩桁沿宽窄面均分四等份，沿高低面均分二等份，依所需角度刻去两边各一份，然后再各刻去上面或下面一半，然后扣搭相交。

十字卡腰榫常用于四边形、六边形或八边形建筑，用于四边形建筑时应时按照山面压檐面的原则刻口搭交，若用于六边形或八边形建筑，不存在山面压檐面的问题，同一根构件上，卯口的方向应一致，即一根构件的两端都做等口榫，相邻一根构件两端都做盖口榫。不能一根构件上既做等口又做盖口。

十字卡腰榫构造详见图4-117（b）。

（五）大木构件暗销连接

暗销不同于榫卯，它可独立使用，是为防止木构件位移而设置的。常用于大额枋与平板枋、老角梁与仔角梁、桁檩与垫板、斗栱各层构件之间等。常见的暗销连接有载销和穿销两种。

1.载销

载销是在两层构件相叠面的对应位置凿眼，然后把木销载入下层构件的销子眼内。安装时，将上层构件的销子眼与已载好的销子榫对应入卯。大木构件使用销子榫，目的是防止上下构件错位。大木构件中的销是长方形的，其尺寸多为1.8寸×0.8寸×2.5寸，斗栱中的销多为1.2寸×0.4寸×2寸。载销构造详见图4-118。

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图4-118 载销构造

2.穿销

载销法销子并不穿透构件，而穿销法则要穿透两层乃至多层构件。古建筑中常见的使用穿销的构件有：溜金斗栱后尾各层构件的锁合；古建筑大门中槛上的门簪，大式屋顶扶脊木处的脊桩；牌楼高栱柱的柱下榫；椽子采用乱搭头的搭头部位等。穿销构造详见图4-119。

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图4-119 穿销构造

（六）板缝拼接处的榫卯构造

制作古建大木和部分装修构件，常常要用到较宽的木板，如博缝板、山花板、挂落板、木楼板、门扇板等。这就需要进行板缝拼接，常见的板缝拼接榫卯有以下几种。

1.银锭榫（扣）

常用于博缝板和榻板。其形如银锭，两头大，中腰细。将它镶嵌于两板缝之间，可有效地防止由于年久开胶后拼板松散开裂。银锭榫的间距应不大于板自身厚的10倍或板自身宽的1.2倍。

2.裁口（企口缝）

是将木板的小面按厚度裁掉一半，裁去的宽度与厚度近似，木板两边交错裁做，然后搭接使用，这种做法常用于立闸山花板。

3.龙凤榫

将木板的小面居中裁出凹槽，另一块与之结合的板面则居中裁做凸榫，两板相结合正好凸凹相接。龙凤榫是古建筑板类最常用的拼接方法，常用于山花板、滴珠板、挂落板及木楼板的拼接。

4.穿带

将拼粘好的板的反面剔出燕尾槽，槽深约为板厚的1/3，然后将做好的燕尾穿带打入槽内，它可锁合诸板，不使开裂，并有防止板面凹凸变形的作用。穿带常用于板门门扇、立闸滴珠板、挂落板等。

穿带有三种做法：一种为平穿带，即穿带与木板表面平齐；另一种为明穿带，即穿带与抹头结合在一起，做法与平穿带一样，但是穿带要突出板面；此外还有一种叫抄手带，是一种暗穿带，多用在厚木板的拼接上，拼接时在厚木板的小面中心打透眼，将一头宽一头窄的木带相对插入凿透的卯口内，这种暗穿带常见于实榻大门门板的制作。

5.压掌

多用于屋面望板之间的拼接，上下板之间通过斜切面结合。椽子与椽子相交处也常采用压掌做法。

常见的板缝拼接榫卯详见图4-120。

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图4-120 常见的板缝拼接榫卯构造

二、胶黏剂结合

1.胶结材料

古代的胶质多是动物胶。商代甚至更早，胶就使用于木结构节点的结合。制胶材料一般都是取自于动物，包括皮胶、骨胶、鱼胶、明胶等，皮胶和骨胶最为常用，习称为“水胶”。其次是鱼胶。动物胶成本低廉、调制使用方便、干状强度较好、熔点很低，为18～22℃。这种胶受热融化，冷却即凝固，胶合过程很短；胶层的弹性很好，不易使刀具变钝。但大部分不耐水（遇水胶层就膨胀而失去弹性）、不耐菌虫腐蚀。

木材胶合的过程既有化学反应也有物理反应。胶合的强度和大小与胶的质量、木材的性质、含水率、胶缝的厚度都有关系。质地软、纤维散的木材如红白松、杉松等和质地较硬的木材如柞木、枣木、青冈栎、檀木等黏结性能较好；木材的含水率在8%～10%时，黏结强度最高；刨削面越光滑平整，黏结强度越大；涂抹的胶层愈厚，胶结强度愈低，最佳厚度值为0.05～0.2mm。

2.胶合工艺

（1）木材表面处理　首先要使木材的含水率控制在8%～12%；木材表面要平整光洁，陈旧的和不干净的表面要经过刨削或用砂纸打磨；木材表面的木屑要用布擦或刷子刷净。如有必要可将木材表面进行脱脂处理，以增加黏结力。

（2）熬胶　熬胶的温度宜控制在60～80℃为宜，水温过低，会延长溶胶的时间；水温过高，会使胶降低黏度。溶胶还要正确掌握胶液的稀稠程度。胶液的稀稠程度视胶结对象和环境温度而定。胶合木条或榫眼时，胶液要稠些，拼板或层压板的胶液要稀些。冬天熬制胶液要稀些，夏天熬制要稠些。

（3）凉置与陈放　用胶黏合木料时，将调好的胶均匀地涂在两个粘接面上，并使其在空气中静置一段时间，称作“凉置”。然后将其贴合，再静止存放一段时间，称为“陈放”。凉置和陈放可以使胶液易于扩散、渗透并使溶剂挥发，提高黏结力。

（4）黏结固化　在黏结固化过程中，可以适当地施加外力，以确保黏结面的密合，避免产生缝隙，促使胶液渗透。施加压力在陈放之后开始，到胶完全或基本固化后才能解除。

三、钉接

我国木作中使用钉子的历史相对较晚。春秋战国时期，我国冶铁技术的发展，促使金属钉在木作中的使用。据相关研究表明，铁钉最先使用于舟楫，最迟到战国晚期，建筑大木开始使用铁钉结合，并成为古建筑木作结合的必要手段之一。

除了金属钉外，古建筑还有木钉和竹钉的使用，其实木销的使用，实际上就是“大木钉”。这类钉一般先要用凿或钻做出小而深的卯眼，再用锤击入钉料。古代的木工行业较少用金属钉，甚至技术的高低往往以有无金属钉来衡量，用钉者往往会受到蔑视而被认为是“外行”。其实在古建筑修建中，小木构件结合中多用竹、木钉，不用铁钉；大木构件结合多用暗销，在视线不及的地方，如古代的椽子、望板等均有钉结合的实例。