中國(guó)南方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)機(jī)制研究

中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的各個(gè)構(gòu)件之間一般采用榫卯構(gòu)造連接，作為中國(guó)乃至東亞木構(gòu)建筑中的核心技術(shù)問(wèn)題，對(duì)榫卯的科學(xué)認(rèn)識(shí)是正確理解中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑體系結(jié)構(gòu)機(jī)制的關(guān)鍵。作為一種節(jié)點(diǎn)方式，榫卯既承擔(dān)著木構(gòu)體系中力的傳遞與分配的秩序，也影響著結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定。中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)體系中的榫卯節(jié)點(diǎn)可以從木構(gòu)件交接的構(gòu)造方式分為水平與水平構(gòu)件交接、水平與垂直構(gòu)件交接，垂直與垂直構(gòu)件交接，水平與傾斜構(gòu)件交接幾個(gè)大的類(lèi)型，但如同木構(gòu)體系呈現(xiàn)的復(fù)雜形態(tài)一樣，從體系性、時(shí)代性和地域性而言，榫卯的做法是一直處在變化與區(qū)別之中。尤其在南方地區(qū)的穿斗體系中，榫卯木構(gòu)架的連接明顯區(qū)別于北方的層疊累加的抬梁結(jié)構(gòu)。南北方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的差異表現(xiàn)在榫卯節(jié)點(diǎn)方面，主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：（1）構(gòu)架體系的差別：北方多受抬梁式構(gòu)架的影響，南方則穿斗較多，北方的榫卯銜接很少完全穿透構(gòu)件，榫長(zhǎng)短；南方有專(zhuān)門(mén)穿透構(gòu)件的榫卯類(lèi)型，如半榫和透榫；（2）比例的差異：北方木構(gòu)件粗大，榫卯粗短；南方構(gòu)件纖細(xì)，榫卯細(xì)長(zhǎng)；（3）習(xí)慣作法的差異：北方柱頂使用饅頭榫，南方使用透榫等；（4）風(fēng)格的差異：北方受官式影響大，作法較為成熟固定；南方主要為民式，有較多的變化。雖然越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始投入到中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑榫卯節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)機(jī)制的研究當(dāng)中，也得到了大量的研究成果，但目前尚沒(méi)有學(xué)者對(duì)中國(guó)南北方木構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)做法和結(jié)構(gòu)機(jī)制的差異性進(jìn)行研究。

由東南大學(xué)城市與建筑遺產(chǎn)保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的淳慶博士擔(dān)任通訊作者撰寫(xiě)的《中國(guó)南方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑典型榫卯節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究》一文將中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑體系化和區(qū)域化，對(duì)南方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑典型榫卯節(jié)點(diǎn)的受力性能展開(kāi)初步研究，為該類(lèi)建筑的保護(hù)修繕提供科學(xué)依據(jù)。該文已發(fā)表在《中國(guó)科學(xué) 技術(shù)科學(xué)》2011年第9期上。

目前，國(guó)內(nèi)研究主要針對(duì)北方傳統(tǒng)木構(gòu)體系而言，研究對(duì)象均依據(jù)宋營(yíng)造法式，構(gòu)件粗大，榫卯節(jié)點(diǎn)主要選用燕尾榫和直榫兩種，較為單一。而國(guó)外研究主要針對(duì)當(dāng)?shù)靥赜械哪緲?gòu)體系，明顯區(qū)別于中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)。目前的研究均未能反映出以穿斗體系和營(yíng)造法原形式為主的中國(guó)南方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑受力機(jī)理。

這一研究的創(chuàng)新之處在于首次通過(guò)試驗(yàn)方法對(duì)中國(guó)南方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑典型榫卯節(jié)點(diǎn)的

受力性能進(jìn)行了研究。其中包括：燕尾榫、半榫、十字箍頭榫以及饅頭榫四種典型榫卯節(jié)點(diǎn)（圖1），獲得了這四種典型榫卯節(jié)點(diǎn)的破壞模式、滯回曲線、骨架曲線以及轉(zhuǎn)角剛度。研究成果可為中國(guó)南方傳統(tǒng)木構(gòu)建筑的修繕保護(hù)提供理論基礎(chǔ)。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：51008059）資助。