榫卯結構,為什麼現在使用這麼少?
歷史:
1973年,距離寧波市區約20公里的餘姚市河姆渡鎮發現了距今六、七千年的新石器文化遺址,人們稱之河姆渡遺址,在遺址人們發現了大量榫卯結構的木質構件。
意義:
中國古典傢具的榫卯設計不同於傳統手工藝品,如玉雕、牙雕、鼻煙內畫壺等,完全是技巧的純熟,為了裝飾而裝飾,取悅於人們的視覺快感。而傢具中的設計必須在滿足人們的視覺美感後,還要求科學合理性,使其長久的耐用。這就要求每個木料榫頭卯眼,必須根據傢具的造型組合,從力學上每個木料所受到的承受力,在古代木工師傅的多年目測經驗中,能準確地判斷出來。
代表建築:
紫禁城;天壇祈年殿;大觀園;山西懸空寺等。
紅木傢具與榫卯結構:
中國傳統傢具自明末進入技藝之巔峰。此後代代相傳,綿延至今,如今中國傳統傢具文化已成為世界文化遺產的一部分。舉世公認,日久彌香。中國傳統紅木傢具的靈魂就是榫卯結構。整套傢具甚至整幢房子不使用一根鐵釘,卻能使用幾百年甚至上千年,在人類輕工製造史上堪稱奇蹟。這種傳統的民族製作工藝正是海內外人士追捧的原因。
如此神奇的技藝,為何如今使用的這麼少?他為什麼沒有長期廣泛的存在於現在的傢具製造和建築業中?
這是一個老問題了,不過我想分享一點暫時還沒有出現的東西。我想從節點受力的角度談談
「為什麼現代建築的木結構中傳統榫卯不再大量出現」。
只是自己一點微小的想法,不一定正確
榫卯很精巧,榫卯很華美
我參與過做榫卯結構,就是 @戴可青 答案裡面提到的那個結構: ),那個ANSYS的分析一開始就是我帶著師弟做的,最初的方案還不是這樣的呢,後面拼裝結構的結果都是師弟做得。
榫卯結構,為什麼現在使用這麼少? - 戴可青的回答 - 知乎但是榫卯從受力角度來說,並不是木材利用的最優方案,特別是在現代建築工業的環境下。因為傳統的木榫卯這種設計從結構設計角度來說違反了結構設計的一個重要原則:
節點性能不能低於構件
這一點幾乎不需要我去多廢話大家就能感覺到,使用榫卯的桌椅大部分時候都是在榫卯處損壞,也就是結構的節點處。結構的節點壞了,等於和它相連的構件都發生了失效,所以一般的設計原則是節點的性能不能低於構件,從這個角度來說,傳統榫頭榫眼構成的榫卯是不太符合現代結構工程的設計理念的。下面詳細說說。
談受力不能拋開材料,首先需要了解一下木材,木材在工程學上和另外兩種常見的建材——鋼材,混凝土相比,有一個很大的差異——顯著的各向異性。各向異性指材料在不同的方向受同樣的力時表現出不同的力學性能,材料多多少少都會有各向異性,即使時鋼材混凝土也不例外,但鋼材各向異性不顯著,混凝土各向異性主要體現在拉壓性能不同但不同方向可以使用同一個本構表示,忽略材料的方向一般不會有不能接受的誤差,對工程的影響一般可以忽略,但是木材則不然。
圖1.木材截面圖2.木材微觀結構
第一張照片是常見的木材照片,第二張是木材顯微鏡下照片。無論宏觀微觀我們都能看到木材是有內部結構的,顯然不同方向結構的力學行為是不同的,這種內部結構的存在這也就導致了了木材的力學特性是各向異性。
木材組成方式是軸向的纖維聚成整體,因此就力學性能而言,會表現出兩類特性,一是順著纖維方向的,二是纖維連接方向的,如果再考慮樹木生長的過程——形成層一層一層的向外擴展,木材在纖維連接上還存在層內和層間兩種差別,這種差別直觀的體現就是年輪。所以木材細分的話,存在三個方向——軸向、徑向和弦向。一般把軸向受力稱為順紋受力,弦向和徑向受力稱為橫紋受力。
圖3.三個受力方向
纖維本身強度是遠高於纖維之間連接強度的,所以導致順紋拉伸、順紋壓縮、橫紋切斷等需要破壞纖維本身的受力模式下,木材表現出的強度及塑性發展,都要好於順紋剪切、橫紋拉伸等破壞纖維連接的受力模式。
一般來說木材強度最大的受力方向是順紋受拉方向,相對而言,順紋受壓、橫紋切斷受力也很大,所以木材最優利用方式是做拉壓桿件,其次是做彎的梁。但是節點區域受力複雜,往往處在多嚮應力狀態,本身就不利於木材發揮,同時,拼插的榫卯,一邊需要的開槽挖洞做榫眼,另一邊要縮小截面做榫頭,實際上是嚴重削弱節點的。關於榫卯受力,還是可以用ANSYS建模做一下。
圖4.榫卯節點模型
做一個最常見的榫卯結構,一個方形榫眼,方形榫頭。材料調整一下彈模和泊松比,由於只看彈性階段應力應變,並且只是想簡單說明不利受力狀態,所以不考慮各向異性和裝配產生預應力了。圖5.邊界條件
紫色的底邊固定,紅色面上施加一個彎矩圖6. 接觸設置、網格劃分
榫卯是分離的結構,所以分析時候還得設置接觸,網格細化(所以榫卯不是分析友好的結構~)圖7.位移和等效應力雲圖
首先可以看一下等效應力,在遠離榫卯的區域兩根桿件都表現出很明顯的梁的特性,外層應力最大,中間存在一個中性層。但是榫卯區域應力變化劇烈而且複雜。如果就這樣放一個不知所云的有限元結果也就沒必要寫這個答案了。有限元的結果對於大部分吃瓜群眾來說不直觀,我來做個直觀的解釋。圖8.榫卯分離圖
榫卯不是一個整體,榫頭和榫眼之間原本是分離的,因此榫卯的接觸面是只能受壓不能受拉的,一有拉力就會分離。圖9.榫卯區域變形示意圖
在受端部的彎矩之後榫頭桿件有一個微微轉動的趨勢,榫頭和榫眼之間在我標紅的區域會緊密貼合,其他地方會微微分離。具體變形可以參考下圖,雲線標記的位置就是貼合緊密的區域,圖10.榫頭桿件受力狀態示意圖
這樣,對於榫頭桿件來說它受到的力就是一個彎矩兩對壓力,這就是個最簡單的蹺蹺板,這樣一組力恰好平衡。但是根據槓桿原理可以想見這麼短的力臂壓力會非常大。圖11.榫頭位置y向正應力雲圖
有了定性概念分析我們再回頭看看計算結果,榫頭的應力圖就很顯著的表現出這種特點。這是Y向正應力結果,上下兩塊深藍色區域就是承受巨大壓力的緊密接觸區域圖12.圖片截取自榫卯APP
圖13.榫眼位置剪切面示意圖
再看看榫眼,榫眼是在這個區域受壓,但是是局部受壓,壓力在擴散過程中是依靠剪力傳遞的,所以會導致榫眼邊界附近剪應力很大,就是黃色虛線標示的剪切面。圖14.隼眼位置xy剪應力
我們現在來看看剪應力,確實這個區域出現了極大的剪應力。同時要注意到,這個位置的受剪是順紋剪切,也是不利受力狀態之一。所以,就是這樣一個簡單的榫卯,最常見受力方向,榫頭榫眼都處在了不利受力狀態,對於更複雜的粽角榫、燕尾榫等,在建築結構中受到拉壓彎剪扭等更複雜的力時,受力狀態更加不利。如果要保證榫卯的強度就不得不用更多的材料,而這些材料對於桿件部分來說是浪費的。因此現代的木結構都針對這個問題做了很多改進,比如採用金屬連接件代替木材傳力,使用一些改性工藝處理木材增強木材不利狀態的強度。
傳統的榫卯本身是對材料相對浪費的設計方式,因此在建築這樣很計較成本的領域自然就會式微,但是傢具則不同,一來傢具對成本敏感性更低,二來傢具承載了文化傳統,使用榫卯是一種文化傳承和高端象徵,所以在傢具領域榫卯還是相當有市場的。
以上就是我自己對榫卯的一點想法,不一定正確,如有錯誤還望不吝賜教。
最後補一個複雜榫卯的結果,我覺得結果是有點問題的,接觸面太多,得再仔細調整,但是算一次太久了,不想折磨自己的筆記本,大家也就看個熱鬧吧Kawai Tsugite Joint http://www.tudou.com/programs/view/_dhhyXBdqtc/
理由其實很簡單,豆叔說得已經很全了,我做下補充。
建築不說了,我覺得傳統榫卯除了藝術成分,已經不適合在現代建築上了,當然也有更多的改造和革新性的建築榫卯出現。但這裡只說傢具方面。
榫卯,(注音:sǔn mǎo)這裡專指木頭與木頭的連接方式。現在也有多種多樣的技術能解決結構問題,
參考 @葉清波 的回答:榫卯結構,為什麼現在使用這麼少?
說回來,
先普及下榫卯:榫工藝圖解 (豆瓣)
成本原因:
機械化難度。
我們從上面的圖冊能看出來,其實有大部分的榫卯是很難在機械上通過製作簡單模具而成型的。
這樣導致的結果無非就是成本上升。
比如粽角榫:
粽角榫多用於框形的連接,從外看,三個面都是45度的斜線,非常漂亮,三角齊尖,但是內部結構複雜。此類榫卯幾乎無法通過現代機械一兩次出型,需要經驗豐富的木工花費一定時間才能做好。我們看到的大部分實木傢具做法,最好也無非是側面使用燕尾榫,再與背板拼接的。而燕尾榫就恰恰是能夠通過機械一次出型的。
順便分享幾個目前機械化比較完善的榫卯製作:
方榫圓榫類
用在桌椅橫撐或轉角等結構居多,十分簡單的榫卯。機械化程度很高,製作好模具,跟烤串一樣翻一翻動一動就好了。也有自動化程度更高的,進料不用動就出來了。
指接榫燕尾榫
這類的模具稍微複雜些,但是基本原理類似,做好模具,半自動或純自動的方式就能出來。
大部分的榫卯幾乎是最佳的實木傢具的連接處理方法了,那也是為什麼機械化程度這麼高後,榫卯還是經久不衰的原因了。
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結構合理而美觀的粽角榫的時間成本與人工成本是目前大部分工廠不願去承擔的。
因此,除了昂貴的紅木傢具方能保留下這些技藝。有時間我們一味的反對紅木傢具,但是在一定程度上,只有它們才能承載起榫卯的價值。
人工難度。
不得不承認現在只有極少數的木工還有這些榫卯的製作技藝了。
我明式傢具學習的老師工廠里,一個十級木工的工資在1.2W--2W不等。
哪怕是十級木工,他做一組粽角榫的時間也需要半天。
雖然榫卯也有大部分以機械輔助,半手工的形式,但是全手工的技術和工具還是要精確掌握。
現在學徒太少了,青黃不接,不管是傢具工還是雕刻工,工廠里儘是年紀大的先生在操持著,出品速度肯定快不起來。
你見不到優秀的榫卯傢具不足為奇。
定位。
既然榫卯成本這麼高,而榫卯對材料的硬度或者材料價值的要求都很高。要麼硬如紅木,要麼好如金絲楠。
這些材料才能承載榫卯的價值,進一步在市場上就看到價格讓人望而卻步的紅木傢具了。
離我們比較遠也就能理解了。
榫卯的發展
榫卯只是結構的一種選擇,尤其到了現代的消費方式下,我們更多時候只是需要便宜,夠用就行的傢具。
但是榫卯又是一種文化,我們可以在古代榫卯的基礎上做出更多的傳承和革新。
我們看到的很多設計師的產品都有在盡量加入榫卯的元素。哪怕是機械出型也能帶來些誠意。
更希望的是在機械化的進步上,讓更多的優質榫卯能夠盡量多的脫離手工,這樣帶來的榫卯傢具和產品又能更容易回到人們的視野里。
豆叔說到,榫卯工藝是不可拆卸的,其實我們就嘗試過這方面的改進。
我記得在王世襄先生的書里也提到過可拆裝的案例,我得回去找找確認一下。
這是我們老師製作的一個夾頭榫平頭案的拆裝示意:
全拆狀態下共7個部分:案板,2腿架,2牙板,2牙條
組裝牙板
裝牙條
斜45度角安裝
上案板
上扣
完成了。
整個夾頭榫平頭案的組裝方式也是純榫卯,無釘無膠,手工簡易安裝後基本達到了不可拆卸傢具的牢固度,也證明只要榫卯的工藝足夠,不可拆卸也並不是唯一的選擇。也可以算是在榫卯文化上的傳承與革新吧。
榫卯在傢具上作為功能,工具的使用外。
我們也嘗試做為擺件,手物用來把玩或者學習。
束腰抱肩榫 · 裝 ↑
束腰抱肩榫 · 拆 ↑
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粽角榫+格肩榫 · 裝 ↑
桌面粽角榫+格肩榫 · 拆 ↑
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暗燕尾掛榫 · 裝 ↑
暗燕尾掛榫 · 拆 ↑
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燕尾悶榫 · 裝 ↑
燕尾悶榫 · 拆 ↑
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明楔釘榫 · 裝 ↑
明楔釘榫 · 拆 ↑
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暗楔釘榫 · 裝 ↑
暗楔釘榫 · 拆 ↑
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補充那個著名的現代榫卯建築:
瑞士最大的木建築房屋 ,日本建築設計師坂茂以日本傳統建築工藝,獨特的全榫卯結構建造。
只有外立面使用了玻璃和鋼材的材料。
木材使用雲杉,材性穩定,美觀而耐水,是常用的建築與傢具用料。同時適合切削也常作為雕塑材用。
全建築使用木結構,但是每個部分都是獨立的部件。通過高精度的電腦加工機械完成,然後再到現場組裝而成。
建造時,工人將事先做好的木構件按照圖紙精確組裝。大大節省了施工和吊裝成本。而且材料又是從規劃林里採用的雲杉。建築上嚴格恪守了低碳環保的環境責任。
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這個問題好想答呀!但是腫么全是建築的標籤,我一個做傢具的都不好意思下手了。
在回答問題前,首先要說兩點。
基於@SunLau的影響力非常大,但是他有2點說死了,擔心會影響知友的判斷。
成本:
榫卯結構意味著傢具不可拆卸,不能使用平板包裝,必須整個傢具打箱運輸、上樓;
從結論上來說基本是對的,但是榫卯終究目的不是不可拆卸,至少最開始不是。合理的榫卯都應該是可逆向的,因為木材本身的材質特性都必須考慮到維修或更換部件。
比如建築的木質結構都是可以拆卸的。
榫卯的目的是鏈接和穩固,保證強度。
合理的榫卯都是可以拆卸的!問題在於不是普通用戶能拆卸,因為普通用戶不懂榫卯的連接順序,另外要藉助工具。以前的榫卯也要用到膠水,不過動物膠為主。2種,一種是魚鰾,就是魚的氣泡熬出來的,也有豬皮膠。解放榫卯,通常是用熱水泡,然後才能打開。以前的傢具部件壞了可以單獨重新做一個裝上,所以有以前有把傢具送到木匠家裡修的。魚鰾膠(這個其實在其他的答案里我提到過)另外,用木楔卡位的,如果是通孔,用工具頂出來就可以拆了。如果不是通孔,用車轉在木楔的位置,直接破壞掉木楔。
但因為裝配複雜,精度高、需要一定技術台階,所以不可能實現平板包裝。至於為什麼會發展到榫卯現在完全不能逆向拆卸,在後面會慢慢展開。
榫卯是傳承,但不是唯一或最佳的結構方式,在不同定位不同結構的前提下,要向成本、時間、易用性等方面妥協。但不會消失,至少我認識多位傢具設計師都在傳承。
中國的榫卯精緻、並很有成就,但是,榫卯並不是中國特有的,談榫卯就有民族主義的自豪感,這其實有些過,木材作為最原始的建築和傢具材料是全球性的,所以榫卯是在全球性的發生,而不是中國的傳統特色,埃及也同樣很早很早出現了榫卯結構,另外座椅其實是途徑西亞傳入中國的,大概在東漢末年,(還是西漢?),這就是最開始的垂足而坐,以前中華大地上都是席地而坐,其實是跪著或側躺著。所以以前的案幾隻有30-40厘米高。參考資料:世界傢具史-從中世紀到當代(中世紀,約公元476年~公元1453年)
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好,我們回到問題:
榫卯結構,為什麼現在使用這麼少?
依舊回歸到榫卯最終究的目的:
連接和保證強度!
為什麼要以榫卯連接?木質特性只在縱向上具備強度和韌性,橫向容易折斷,必須保證受力在木質纖維的方向上。比如下圖的直角 :
所以說,只要是木質材料的連接,榫卯結構的出現是必然的,任何地域和種族的人都會去思考如何連接他們,榫卯就這樣幾乎同步在這個星球的各個角落裡誕生,這甚至和人類創造語言一樣時必然性的。更多榫卯結構:明式傢具研究
新連接材料的出現和更迭。
其實這帶出另一個問題,為什麼木頭與木頭之間的連接只能用榫卯呢?
答案是否定的,可以用金屬,最早就銅釘,銅皮包裹,但是古時候銅是貴金屬,一般百姓用不起,而且如果是大部件的連接耗材量也就會非常大。後來又有了鐵,但是鐵是很容易生鏽的,中國很早就出現了鐵釘,和現在不一樣的是,那時候的鐵釘都是靠鐵匠一顆顆錘打出來的,因此大多數的鐵釘柱體都是方的。主要是還是做榫卯連接之後的固定作用,之前一直木楔或者竹楔,最主要的原因其實是木楔和木材的材料特性一樣可以和傢具的熱脹冷縮一起變化。但這個歷史階段輔助材料依舊非常有限,依然是榫卯為主。(圖示:交椅、鐵釘)
科技繼續進步,時代繼續發展。(這特么是廢話)
建築材料中出現了水泥,金屬材料中出現了鋼筋,預製時代的來臨,幾乎終結了木材在大型建築中的支架作用的統治力。並且更加堅固,更具備抗壓力和承重力,施工流程也更加簡單。
來個好玩的:水泥桌子
而對於傢具來說,更多混合金屬以及其他材料的出現也逐漸替代榫卯的功能。比如以前是鐵的連接件,逐漸被合金如鍍銅、鍍鉻,鋅鐵合金等鋼性更強而且不生鏽的金屬替代。機床加工更加能夠保證連接件的精度能夠精確的微米的誤差。
更不用說更多的材料被應用到傢具中,注塑、玻璃纖維、鋁材等等,這些材料的出現,甚至能讓傢具一次成型,根本不需要榫卯連接,在這些材料中它失去了存在的意義。(圖示)
複合木材:
金屬折彎:
合金型材:
板材衝壓:
注塑成型:
零部件鑄造:
更多資料:世界名椅檔案
而對於另外一些傢具材料來說,從材質上本身就不適合於榫卯。比如密度板材,抗扭力非常弱,所以都用金屬連接件來替代。
另外高強度的木質膠水的出現替代了很多榫卯結構的功能,比如拼板。我們知道桌子桌面大多數都是幾塊木方拼接的,這本身有倆個原因:
一、大直徑的木料相對稀少而且貴
二、大直徑的木料大面積使用時在防止變形開裂上需要耗費非常大的精力,尤其對於一般桌面厚度都在30毫米左右,很容易變形。
所以一般都是拼接,以前拼接用木楔或開槽互相咬合用動物膠連接閉合縫隙。現在的高強度膠水直接拼接的強度甚至能超過木質材料本身的強度。但是,不可逆。也就是不能拆卸。
我們再回到現代實木傢具的榫卯結構,甚至有些商家以榫卯結構為營銷噱頭。為什麼?榫卯結構很金貴?很難嗎?
顯然不難,但是問題在於倆方面:
一、無論人工還是機械非常耗費工時,人工來說對於工人的技術要求非常非常高。
二、機械加工的榫卯精度肯定比以前高很多,能精確到0.5毫米的誤差。但是複雜的榫卯都機器要求高,除非是CNC數控加工機床,一般的單軸加工機床要加工複雜的榫卯需要很多工序。而對於國內大多數的傢具廠家來說CNC太貴了幾十上百萬一台,成本太高。
其實並不是榫卯對於木材的選擇有限,非常多的木材基本能適應榫卯的強度要求的,並不一定得紅木那麼硬度的,高密度的紅木選擇範圍有限其實是從清朝開始,而且主要是因為許多裝飾性的雕刻,必須木質細密,木質纖維鬆散雕刻出來不會精緻和細滑。明代很多就是一般的材料,比如說楠木的密度也不是很高,當時我國的西南大量存在,到現在已經被砍伐殆盡了。
榫卯無論對於建築還是傢具它並不是必須唯一存在的,是選擇。對於實現其功能來說,現代有更多、甚至更優的選擇,比如說建築,水泥鋼筋預製的出現出現了摩天大廈,而木質的榫卯是不可能實現的。對於傢具來說,更多材料的出現不單是降低了加工成本,更多的是實現了傢具使用環境(比如注塑、合金材料的戶外傢具)和造型的多樣性,各種曲線、曲面傢具的出現。這些讓消費者有了更多的選擇範圍。
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我覺得題目不應該把傢具和建築混為一談,因為木傢具現在還用,木建築在中國幾乎看不到實用目的的應用了.從答案來看,要麼答傢具,要麼答建築,角度完全不同。
對於傢具我完全不懂,最高票答案說的引起一些爭議的「榫卯不可拆卸」觀點完全是指傢具說的,我沒有發言權。木建築的榫卯絕對是可以的,而且必須可以,除了維修目的外,榫卯結構的另一個重要意義就是利用間隙吸收變形,緩衝能量,這是木建築具備優異的抗震性能的原因所在,如果做成剛性的不可拆卸,也就不會有地震中牆倒屋不塌的表現了。
對於建築,也要分開看,第一種情況,中國的仿古木建築,只要不是水泥的外觀仿古,那肯定是榫卯結構,這是傳統木建築的固有屬性,不可改變的,比如香港志蓮凈苑,西安青龍寺惠果空海紀念堂,必然是榫卯.
第二種情況,在中國沒有什麼著名實例的,現代木構建築,這是可以不用榫卯的。比如漢諾威世博會主會場:
日本大館樹海體育館:
吉芭歐文化中心:
因為木頭這種東西的材料特性,其建築的關鍵所在就是要解決節點問題。榫卯是一種傳統的解決方式,在傳統條件下也比較成功。但是現代木建築用的則多是另外一種方式:金屬節點。從上面的兩個例子圖片已經可以看出,由於現代計算機解析技術的發展,複雜的力學計算得以實現,加上木材易於加工和拼接的特性,現代木建築從平面到空間都發展成了一種格外自由的形態,打破了傳統的幾何構造,這也對節點的剛度和自由度提出了新的要求,使用金屬節點,和這一趨勢是一致的。從上面列舉的建築所需要的木材搭接量和搭接工藝(部分細節圖和結構圖其實已經突出了節點)可以直觀看出,對於大型木結構和複雜搭接來說,榫卯結構已經是力不從心,而通過性能優異的金屬結構間接地把木材搭接起來,能輕易地滿足力學要求,易於處理複雜節點。下面列舉了一些典型的金屬節點:
以上的幾張圖裡,有的已經進行了和榫卯節點的對比,也有的表現了金屬節點和榫卯節點的結合。除此以外還有一種節點,就是膠合節點,這種單獨使用得就更少了,也都是和其他節點形式結合。總而言之,由於金屬節點出色的性能滿足了現代木建築的要求,再加上,在審美方面,能夠比較自由地選擇隱藏和暴露節點,自由地設計節點形態以滿足美學要求。因此,在現代木建築上,金屬節點和以金屬節點為主的綜合處理方式得到了最為普及的應用。
榫卯結構並不是哪個國家或民族獨有的,凡是用過木頭蓋房子或者做傢具的都會自然而然地發展出榫卯結構
建築上不用是因為客觀上榫卯節點處是結構受力的弱點,使得木結構發揮不了它本能發揮的承載力。有了鋼鐵以後自然而然地會想到使用鋼構件處理木構件交接問題形成鋼木組合結構。再一個大家也不再大量用木頭蓋房子了。
傢具上你覺得用得不多了,可能還是因為窮吧
榫卯結構用的不少,只要不局限在「不用一顆釘子」上。
榫卯完全不必是純木的,現在又不是缺金屬材料的年代,也不是進口洋釘的年代,堅持純木有什麼好處....
有性能更好,造型更方便的材料,為啥不用呢?
連接件的受力能模擬能實驗有手冊可以查的時候,為什麼一定要依靠木工師傅的「目測經驗」呢?
別人家的榫卯,現在是這個樣子的:
金木混合榫卯,無論是耐久,強度,美觀,成本還是批量加工性能都遠超傳統純木榫卯,現在高級木建的主流。結構上一樣有榫頭有卯眼有楔子,傳統榫卯結構的任何優點它都有。
即使不用金屬,還有玻璃鋼銷釘甚至碳纖增強件(古建維護用的很多),不用嗎?
傳統榫卯比較明顯的問題主要是受力分配上。
一般來說好鋼用在刀刃上,結構里應力最大的地方要用強度最大的材料,但是榫卯實際上在接頭處縮細,強度比起拼接之前是下降的,需要更粗壯的木料或者斗拱類支撐結構來補強。
而金屬的體積強度比更高,用在關鍵受力部位可以避免外部加強結構同時保證強度。同時金屬沒有纖維朝向問題,做複雜形狀的連接構件也更為容易,可以讓節點從鉸接變成剛性連接,大大方便結構設計。
只有純木才是正宗榫卯,傳統幾種代代相傳的結構才是正宗榫卯,那就沒辦法了。
雕版印刷,手工抄紙什麼的現在也一樣用的很少,但並不能代表印刷術和造紙術就用的少了。
---------------------------------------摘幾條評論評論一下--------------------------------------------
1.金屬和木頭硬度不用,在使用中會使木頭接觸面形變從何使配合間隙過大。
這是一個很實際的問題,金屬件不能照搬木件的結構設計,隨便敲幾根釘子也幾乎肯定沒有精心做出來的榫卯堅固。
準確來說,決定配合間隙的不是材料硬度,而是結構剛度,而結構剛度還要看結構設計和受力分布。實際做法里有這麼幾個例子:金屬榫舌用薄片而不是方柱圓柱;金屬銷釘有空心和空心灌樹脂的型號,不都是全實心的;連接木件一般用的是薄齒板或者薄板螺栓,本身有一定的柔性,不能拿堅固鐵塊鉚上去。
2.金屬會被腐蝕,因為木材含有大量化學物質,巧合的話是原電池反應,銹的更快。
近百年金屬防腐蝕工藝的發展就這麼被公然無視了....
現在又不是古代百鍊成鋼自敲鐵釘全是雜質的年代,什麼情況用什麼材料,做哪些防腐蝕處理,要求耐多久的腐蝕,都有標準的。木構里的情況再差,也差不過碼頭泡海水裡的金屬件。
住建部正要推出個《防腐木結構用金屬連接件》標準,這可是泡了很多奇奇怪怪化學物質的木料,比普通木構環境嚴酷的多,然而316不鏽鋼表示沒什麼壓力。
3.如果可以找到木材和金屬結合的好辦法,可以解決時間長了導致結合部鬆脫的問題的話,那就沒問題。但好像沒有一個既廉價又實用的辦法。
一個是之前提到的做結構剛度匹配,比如說木條連接傾向於用齒板而不是直接打長釘;
另一個是材質上的匹配,比如說玻璃鋼銷釘;
第三個就是膠粘劑了,挺廉價實用的但是不能拆。
4.木料搞粗壯些,即便適當腐蝕、火災後也能保持其力學性能。
是沒錯啊但是.....粗壯=費料=錢=同等地皮下可用面積小
材料不行靠加大餘量補並不是什麼很值得誇耀的事情......
而且說到底金木混合結構想靠加粗木料增加防火性能也是可以的啊,一般鋼材軟化都要400度以上的,好的鋼材能到600度,木構件中心的金屬銷都到了這溫度,整個早就全炭化了吧。
5.整天拿著新技術到處宣傳,無非就是想騙騙大眾,多混些錢。
原來已經在別的地方用了幾十年的技術是新技術啊......即使是非限定純木不可,現在也不是以前的做法了。比如美國的榫卯特別愛好用縱橫交錯圓銷釘,因為他們電鑽和車床普及,結構裝好以後直接打通孔插圓木條又快又方便。對傳統工藝來說,批量製造細長圓木條和深孔大概可能確實是新技術?
日本在建築方面使用的是se構法,是利用鋼構件和木構件連接,木構件也是膠合構件,這種結構方式在抗震方面表現相當出色而且施工簡便
光聊技術層面沒勁,以性價比來討論榫卯的現狀是有問題的。其實使用的一點都不少,但是換了一種存在形式和存在意義。看到srdmm提到的「傢具上你覺得用得不多了,可能還是因為窮吧」不由得會心一笑。
我個人一直有一個不成形的理論,在歷史進程里被漸漸「淘汰」的部分優秀工藝,尤其是大家執拗於「不含一根螺絲才算正宗傳統榫卯」的這類定義的工藝,其初始的功能意義會被逐漸減弱,形而上的文化意義提升,最終以奢侈品/禮品/文化展示品/收藏品的方式被保存下來。
來個大膽的小猜想:榫卯建築越少,榫卯禮品、收藏品和小玩具只會越來越多。
簡單說,儘管榫卯在建築上和日用傢具上的出現頻次遠低於宜家的RTA家居組裝方式,但在「被淘汰」的過程中,在文化禮品、電影作品場景、收藏性質的產品里開始被廣泛運用。
舉個有點相似的例子:被手機、電腦、互聯網和新媒體瘋狂打擊的出版業,因其持續的低迷帶來了一個長時間被大家深度討論的話題,叫「紙質書會不會消失」。
如果討論僅僅針對「書」的最初始的功能意義:比如閱讀早報/了解時政信息/查閱資料/讀一本感興趣的書——個人認為只要科技再前進一小步,優化好電子書的查詢翻閱體驗,紙質書是會被淘汰的。
換一個角度說,現在大家依然買紙質書,可能對於早已習慣電子閱讀的人來說,已經不僅僅是為了「讀書」本身了。我們會漸漸轉化紙質書的存在意義,購買紙質書的理由,慢慢從「要看這本書」,轉化成為「喜歡這本書所以專門買來收藏」、「這本書的裝幀質感非常漂亮」、「紙在手上的質地無法替代」。
甚至,買一本精裝的紙質書放在床頭,是為了讓自己放下手機,享受一段時間和世界隔絕的寧靜與孤獨。油墨字和LED屏上的文字沒有什麼區別,然而手在紙上的觸感是如此真實和純粹。形式感,和物體背後所賦予的場景意義,會覆蓋物體本身。
而這種形式感和和工業生產效率關係並不大。這是純人為自行定義的形式感,是藝術和文化存在的根源之一,也給了紙質書、榫卯工藝一種新的存在理由。
我們改版12次,依然在打磨細節的交椅設計。純榫卯結構不含五金。貴,結構複雜得手工開榫,只能一件件做,但是美吧?
和書相似,純實木榫卯的功能性和性價比慢慢走向下坡,那現在榫卯代表什麼?
是來自過去的、在有限的條件中被提煉的精巧的智慧。
戴著鐐銬跳舞的畫面是美的。老電影是美的。膠片照片是美的。很多時候是因為創作的限制帶來了純粹感。費時費力,卻能更好地、純粹地去服務一種形而上的場景。
所以老電影不見了嗎?膠片不見了嗎?其實沒有的,只不過初始的功能性意義被新的技術所替代,大家拍照用手機,看電影上愛奇藝,多得是養眼的大片和高清的畫質。老電影、膠片、書本的存在和傳承被賦予了新的意義。
榫卯並不是中國人專屬的創作,英文里叫mortise and tenon,在美國讀工設的時候歐洲美國的小夥伴都用得溜。但「榫卯」這兩個字是,這個結構在中國的出現和發展歷程是我們這個民族特有的。純實木榫卯的實用性和性價比下滑,但也同時因為它「被限制的純粹感」和帶著鐐銬跳舞的精巧智慧,開始承載了一些人對於傳統工藝的追思,承載了一些形而上的、關於藝術和文化的念想。
所以為什麼榫卯少見了?不是的,換了個形式,有了新的存在意義,也換了群受眾而已。
不然,抱著對「美」的追求,矜矜業業守著「被淘汰的工藝」堅持做著設計創作的人,多傻呀。
謝邀。
手機碼字先佔坑。
成本:
榫卯結構意味著傢具不可拆卸,不能使用平板包裝,必須整個傢具打箱運輸、上樓;
榫卯意味著只能是實木(拼接、原木與否不在討論範圍),即使在對實木崇拜的中國,實木傢具不是大眾消費產物;
工藝:
榫卯結構可以使用機械一次或多次成型(隨後補圖),但對木材的品質有要求。非硬木使用榫卯結構容易發生開裂、變形或鬆動;
很多生產商並沒有使用專用工具製作,靠技藝高的師傅半手工製作,導致成本增加,另外商家大部分以此為噱頭;
榫卯是傳承,但不是唯一或最佳的結構方式,在不同定位不同結構的前提下,要向成本、時間、易用性等方面妥協。但不會消失,至少我認識多位傢具設計師都在傳承。實名反對一切把實木傢具榫卯結構神秘化小眾化非主流化的描述。作為一個從業15年的木匠,我的回答應該對題主有用:
首先,並非用的少,而是你了解不夠多。
對於實木傢具來說,榫卯有著獨特的難以替代的優勢,實木通過榫卯結合,其縱向橫向的咬合力穩定,因為同樣的實木材質膨脹係數相同,不會因為冬夏交替的溫度變化導致實木和釘子那樣容易變得鬆弛。那些框架桌子你用兩年就鬆鬆垮垮了,而榫卯則不會。所以,榫卯結構的傢具一定不會少。
第二,不是所有實木傢具都有榫卯結構,就純實木傢具而言,至少現在可以分成:普通實木傢具,泛古典傢具,細木傢具。
普通實木傢具,其實價格不貴,工藝以打孔組合為主,榫卯用的不多,那類弄了很高端名字的松木,比如芬蘭油松,都是這種大批量生產的產品。這類產品價格也不高,也稱不上細木傢具,因為材質和工藝的原因,相當一部分是螺栓鉚釘結合。
然後是泛古典傢具,因為有明確的制式,不管結構尺寸還是材質還是表面工藝都有一定之規,也是榫卯傢具。這類傢具不像細木傢具那樣適合現代居住生活,說不好聽的,大部分用於特殊用途的會所、古建築和古典傢具愛好者,普通百姓,沒有必要整這個,又貴又笨又不適合自己。
第三,細木傢具,這類就比較適合普通百姓了。其實我在知乎里看到一些人的回答,什麼橡木含水量如何,這有一個誤區的潛台詞,感覺橡木和松木傢具並沒有什麼差別,實際上,對於細木傢具的劃定,首先就是材質上的,必須是可再生的,經過標準烘烤的,含水量穩定,並且在木性和打磨質感上能夠達到一定的標準的,才可以做細木傢具,比如橡木白蠟木櫻桃木黑胡桃木北美硬楓等。
而細木傢具又是怎麼生產的呢?
細木傢具往往創新造型,所以不管椅子還是柜子桌子,首先要考慮結構,要考慮支撐和框定,充分考慮木材性質,尤其是榫卯部分。在結構定下來後,要分拆成下料單,這樣可以確定使用什麼尺寸什麼標準的木板,然後要對面的部分進行拼接,在大料小料部分都搞定後要進行榫卯製作鏈接。
榫卯依然是最重要的部分,傢具各部位整體結合後,要進行初步打磨細緻打磨上蠟打磨在上蠟,使用木蠟油,晾乾再打磨,使用不同標準的砂紙,比較好的是德國進口的歐詩木。
(下面這幾張圖,既能表達榫卯的用途和優勢還能告訴你細木傢具的生產流程)以下就是我大概挑選的幾個現代榫卯結構的細木傢具給你參考
第四,以上都是榫卯結構,尤其細木傢具正在流行,何來不常用之說。
加工複雜,人工貴,產量小,成本高~
同樣一張凳子,用了螺絲釘子的賣500,隼卯的賣1000,樣式前者就比後者遜一點點。你說,100個人中,會有多少買隼卯的?
榫卯 !過去人的意識是這樣 東西壞了就該修 榫卯結構就能找替換的 而用釘子結構的就會破壞結構 榫卯也需要硬木支撐 軟木幾下子就壞了 現在木材存量不如以前 再說現在急功近利 用釘子五金來得快 適合大批量規模化生產
工藝複雜,
結構太嚴謹,
精度要求高,
學習與傳承期過長
選材不如其它材料更經濟廣泛!
組裝效率不高,
運輸不便,
耐用期過長…
榫卯結構是古代金屬製品和粘結劑不發達、未能廣泛使用之前,不得不使用的結構方式。金屬搭扣、釘子、碼簧、鰾膠等更為方便的材料能顯著降低成本和技術門檻、提高工效,取代榫卯是很自然的事。
榫卯結構是工匠們總結出來一純實木結構最佳的組合方案,也一直在實木傢具和實木建築中使用。
為什麼現在看得少,原因很多,說兩個主要的:
一是很多榫卯結構順應機械加工的工藝改變了一些傳統的式樣,而傢具業少有文獻資料共享,致使一些非業內的媒體人士未能記錄並公布。
二是,前些年什麼都注重建設速度,許多非木質的材料用於家具及仿古建,致使實木結構佔比下降嚴重。如果不是近兩三年實木傢具回歸,估計很多人都不會記起榫卯這個概念。
至於說什麼失傳之類的,我只想說除非市場沒人要買實木傢具,否則手藝是不會失傳的。
我工人出身,組織語言文字的能力不行,回答得這麼後,估計也沒什麼人點贊。有這麼愛好的朋友有機會看到也可找我玩玩,我經營一家實木傢具廠,大部門的木工都是我帶出來的。
因為人類工藝水平在進步。
在建築方面我不大了解,但是在傢具方面我覺得對於榫卯結構並沒有減少,只是形式上有了變化。是因為社會等方面的大背景不一樣導致的。
中國有各式各樣的榫卯:夾頭、走馬銷、丁字...,做工十分的複雜, 在我的理解上,中國乃至於全世界傢具的發展史上,開始使用傢具都是以彰顯自己身份;在中國,武則天時期才有真正意義上的高座椅,隨後官員與權貴才開始使用椅子,並且不同的類別的椅子也要有其適合的場景與使用的人,例如在書房一般使用的是文椅,在會見客人的時候一般主人坐的是圈椅,而客人做的是其他的椅子...在做工上也是有所不同的,比較講究的做法是格肩榫...還有許多的講究,但總的一句就是彰顯自己的身份。
而到當今,像封建的等級與身份的觀念也有減弱,隨著工業生產的發展與新材料的使用,人們能夠找到更多的做工便宜、生產方便、成本低的替代品,何樂而不為,但對於榫卯的使用也還是沒有降低,只是在中國榫卯的基礎上不斷創新,以更簡單的形式出現,適合現在人們的需求,例如上面有位哥們所發的工業生產的工形榫卯等,現在市場上還有一些家居的榫卯也是在中國傳統榫卯上做創新,例如:
像這類的設計還有很多,只要會細心觀察都會發現的,榫卯在現當今還是又在廣泛的使用。
設計隨著時代,社會也在不斷的變化創新,而現在對於中國傳統元素的設計外國人做的比中國本土的很多設計師都要做的好,這又是也會讓人覺得難過。
實木太貴了,我只買得起密度板……
並且一些形狀和結構很難用實木製作,能做的實木不僅原料超貴,加工也很麻煩,不符合現代大規模工業生產的需求。
榫卯結構其實現在用的很多,只是國內大型的木建築近些年被從南到北風格一樣的水泥鋼筋建築所全面取代,從而給我們的感覺是榫卯結構離我們很遠的感覺。
而近幾年由於大量水泥磚混老建築的推倒拆除造成的不可重複利用建築垃圾的處理非常麻煩,也粗放浪費各種資源,國家又開始認識到木質建築的各種優點和好處,又開始提倡木建的使用。
而榫卯結構其實最常見的是現代實木細木木作傢具上,當然古典傢具那就更多樣更複雜些,現代細木木作傢具使用的榫卯多集中在燕尾隼,穿帶榫,直榫,粽角榫這幾種。
忍不住再多上幾個圖
現在用的依然很普遍好不好,在傢具當中
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