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力學和對抗力的角度配合合理的榫卯結構
發布日期:2019-09-16 點擊次數: 2369 次
   “小扁擔,三尺三,中間寬,兩頭尖;上百斤,肩上擔,擔起擔,兩頭顫;氣不喘,腰不彎?!边@是冀北地區人民對用肩擔挑運物品情形的描述。這些地區用的扁擔大多是木制的,由子木頭的韌性和彈性的存在,使得人有]在挑擔時的承重被消化和吸收了一部分,從而減軽了挑擔人的承重。木材的彈性在生活與建筑中被廣泛應用,如木制的小橋。山西的思空寺距地面60米高,建在懸崖上,懸在半空。1400年來經歷了無數次的山崩、地震和雨水的侵蝕。近四十年來也發生了兩次六級以上的地震,它都安然無恙。尤其是20世紀90年代的一次山體滑坡,幾百噸的泥石都沒能讓懸空寺受到損壞。國家文物局古建筑專家組組長羅哲文評價說:“橫梁立柱,它們結合成了榫卯結構。這個榫卯結構最大的特點就是可以防震,它能吸收震能,我說它叫彈性結構?!?古代建筑中的斗拱結構可以起到減震的作用也是利用了這一原理。
    弾性結構除去其結構的科學性以外,與材質本身的彈性和性能也是分不開的。2006年12月16日,我在北京的一次紅木愛好者交流會上,將白松按照榫的結構方向用小細繩捆了一個小桌的模型,但沒有榫卯。我兩次將這個模型摔在磚地上,模型兩次被彈起,但沒有變形或破碎。實驗結果證明了“捆綁結構”與“彈性結構”的有效性。后來我和弟子又用白松木做了一個小羅漢床的模型,這個模型使用了榫卯結構,經過多次破壞性實驗,也都安然無恙 ; 最后是因為白松木材質軟才使這一模型皮損壞。這充分說明了木材的彈性與結構合理性的關系。
    我到懸空寺進行了實地考察。懸空寺木結構房柁的橫梁在紋理、彎曲走向和朝向的使用上都遵循了這一原理,合理地利用了木材紋理的走向; 通過力學、幾何學的原理相互制約所形成的反弾力使桟道存世已有約一千五百年。榫卯結構和木材紋理走向的互補,是古建筑長壽的秘訣,也是我所說的“捆綁結構”與“彈性結構”的依據。弾性的力度大小與木材的紋理有很大的關聯。古代用的木制弓箭就是利用彈性的反作用力將箭射出的。山西應縣木塔就是因其在結構的選材上違背了這一原理,加之建筑環境所造成的問題,使得千年的塔身向東北傾斜了15度左右。
    我認為在任何樹種自然生長的過程中,水分和養分永遠都是它的命脈,只是在不同的環境中形成了疏密、走向不同的紋理。這些供養水分和養分的骨骼脈絡,就如同人要經歷少年、中年、老年的發展規律一樣。人老了,由于供養機能的老化而導致腿腳不利索,腰彎背駝。老人的腰彎背駝和人的骨骼結構分不開,木材也是這個道理。因此人需要補鈣,展柜則需要經常補充水分。我們看到許多明清乃至民國時期的展柜存在抽漲縫和縫口嚴重加大的情況,保養不好的展柜早已“散架”。尤其是現代居住環境的交化正在加劇這種情況的發生; 清末民初的展柜更有甚者(當然不是全部) .清末的許多展柜損傷嚴重,這其中還有一個原因就是失傳的工藝。因此在展柜制作中,能否從力學和對抗力的角度配合合理的榫卯結構,是關系到展柜能否“逸我百年”的關鍵。

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