综合考量之下,现在的建筑使用现代工业化的连接方式,而不是使用榫卯结构。榫卯结构是一种使用材料本身来进行连接的结构方式,凸出的称之为榫,凹下去的称之为卯。那有人可能
现代是一个钢筋混凝土丛林,建筑基本都是用钢结构来建造建筑。但中国使用榫卯结构的木建筑,能历千年风雨而不倒,那为什么现在不使用榫卯结构呢?是要忘了老祖宗的东西吗?感兴趣的朋友请接着看,我们来聊一下榫卯结构。
世界上有三大奇塔,一个是意大利的比萨斜塔,一个是巴黎的埃菲尔铁塔,还有一个则是我国山西的释迦塔。这个塔应用了大量的榫卯结构,整个塔上有多达五十四种不同的斗拱,在历史上遭遇过多次地震袭击,光是五级以上的地震就经受过十几次,其中它的榫卯结构就立了大功。
榫卯结构是一种使用材料本身来进行连接的结构方式,凸出的称之为榫,凹下去的称之为卯。通过不同的形状设计,可以搭建起不同的形状。榫卯结构大致分为六种,公母榫、直榫、燕尾榫、管脚榫、馒头榫、搭扣榫。这当中,燕尾榫在抗侧强度和节点耗能都是最低的,故而现存的古建筑很多都利用了燕尾榫。
在工程学上,可以转动又可以承受弯矩的连接方式,被叫做半刚性连接,榫卯结构就是一种典型的半刚性连接。这种连接方式,加上木材本身的弹性,面对振动时,整体结构其实并不是硬抗,而是会随着震动发生一定的变形和轻微晃动,减小承受的力,可以更好的对抗晃动导致的松动垮塌。
除此之外,我们在生活中应该还有这样一种体验,利用榫卯结构连接制作的家具更不容易坏,用上十数年还依然稳固结实;相反使用钉子连接的家具,用上几年后,连接处会发生损坏导致结构崩塌,特别是南方潮湿地区。而我们日常生活中在家具城购买木质椅子的时候,也能看到很多利用榫卯结构的椅子。
既然榫卯结构有这么多优点,那为什么现在修建建筑不肯使用榫卯结构呢?这里我们首先先解释为什么使用钉子的椅子更容易坏。这是因为钉子会生锈,本身钉子扎进木头后,就会破坏木头本身的材料强度,当钉子生锈后会加速腐蚀木头,使得木质纤维结构被破坏,连接处木头本身变得松软,就会导致木头无法承载重量而损坏。
而榫卯结构就不会发生这种情况么?其实并不是,因为榫卯这两个形状的切割本身也会破坏木材的材料强度,但是因为没有外因,使得木头腐坏的速度很慢。这也是为什么能使用很久的椅子,往往都上了漆的原因,因为这可以隔绝氧气的腐蚀。但是真正导致榫卯被少用的原因,在于钢材料的大量使用。
钢铁这种材料本身有着比木头高得多的强度,并且钢材有着比木头高得多的可塑性。这也就是使得很多转弯这种木头需要榫卯来完成的地方,钢材可以直接一体浇铸,强度会比木头更高。而且钢材可以接受焊接这种变成一体的连接方式,木头就做不到。再加上现代工业的加持,钢材的成本比木头还要低点,既然如此为什么要用木头呢?
那有人可能会问了,为什么钢材不使用榫卯结构呢?这个问题是因为榫卯结构有个致命的缺点,那就是应力。应力是材料内部的力,榫卯结构会使得连接处有着很强的集中应力。木材因为是木纤维,本身的弹性和余量较高,能很好的对抗应力;但是钢材不一样,它是均匀的材料,弹性极低,几乎没有余量,对抗应力的能力没有木头好。
综合考量之下,现在的建筑使用现代工业化的连接方式,而不是使用榫卯结构。但也并不是说榫卯结构就没用了,现在工业零件比如齿轮销就是标准的榫卯构件,并且某种意义上来说,螺丝也符合榫卯结构的定义……在国外,还有许多木质结构的建筑,比如斯沃琪公司以及欧米茄园区,就大量采用了榫卯结构。
这也并不是说我们老祖宗的东西自己不重视,反而被国外学去了,而是应该具体问题具体分析。那么,你更喜欢榫卯结构还是更喜欢现在的金属结构呢?
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