CN106930556A - 一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构 - Google Patents

Abstract

一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构，两个隔口包耳均为一体结构，并与斗平可拆卸设置，在每个隔口包耳的下表面延伸出一条燕尾榫，斗平的表面开设一条与燕尾榫相匹配的燕尾卯口，燕尾榫榫接入燕尾卯口内，在四个小斗耳的外侧面与对应的斗平的外侧面上开设有U型卡槽，在U型卡槽内榫接入与U型卡槽相匹配的U型榫。本发明技术能够大大提高古建筑斗拱构件的整体性，在不改变原材料及施工工艺的基础上，可以降低斗件因新旧材料干湿胀缩不一致而破坏其整体稳定性的几率，加强了斗耳在地震和地基不均匀沉降过程中的抗扭转性能和抗剪强度，有效降低斗耳维修的次数。

Description

一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构

技术领域

本发明涉及古建筑木构架体系中斗拱构件的保护修缮，具体说的是一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构。

背景技术

斗拱在古建筑木构架体系中，是一个相对独立的门类，清代木作中有专门的“斗拱作”。“斗口”泛指所有斗件上的刻口，其有顺身口和十字口之分。“十字口”是宋式建筑斗子卯口做法的称谓，也称“十字开口”，因其有拱、昂、华拱等相交构件通过，故将斗子开凿成十字榫卯，根据文献记载和现存实物，宋式建筑的十字开口的斗件，大约有交互斗、栌斗、齐心斗等，凡十字开口斗件均有四耳。凡有四耳之斗者，即十字开口的斗件，位于出跳方向的顺跳口内，均刻一定高度和厚度的凸出挡板，此挡板称为“包耳”，因包耳处于斗口，将原通长开口隔开，故又称“隔口”，全称“隔口包耳”。除平盘斗外，“斗”由斗耳、斗平、斗欹三部分组成（如图1所示）。

“斗耳”为古建筑大木作斗之附属部分，即所有开口斗之上部， “斗耳”具有放置拱或昂，并防止其错位的作用。

由于斗拱构件的件数最多，而且是小构件，结构复杂，富于变化，各种构件互相搭交，锯凿榫卯，一般剩余的有效截面都很小。整攒斗拱由于外力作用，如檐桁向外滚动，柱子下沉，梁架歪斜等都能引起斗拱的各构件因受力不均而发生位移，因之扭闪、变形，常常伴随出现卯口挤裂，榫头折断和斗耳断落、斗平压扁、小斗滑脱等现象。

我国现有古建筑十字口斗件中斗耳的加固修缮技术是：将十字口斗件中断落的斗耳根部锯凿平整，然后按原斗耳的尺寸样式采用硬杂木补配，利用化学粘结剂将补配的斗耳与斗平的上表面粘牢，并用铁钉钉固。这种加固措施虽然在短期内刚度较强，但柔韧性、耐久性、抗扭转能力不足。首先，化学粘接剂为一种胶体，在空气中易氧化，耐久性较差，粘接在一起的斗耳如果长时间暴露在大气中，粘接剂易老化脆裂，导致补配的斗耳与斗平上表面分离，整体性降低；并且这种依靠铁钉加固的结构，抗扭转能力较弱，如遇地基不均匀沉降或地面震动，斗拱扭转容易造成铁钉与斗耳和斗平上表面之间的连接部位松动，造成斗耳连接处加固件作用失效，从而使斗耳的安全性仍受到威胁。其次，斗耳修缮加固时所采用的木材与原有的斗件材料干湿程度很难一致，在逐步干燥过程中收缩程度不同，不同的干湿涨缩极易造成粘接剂裂缝和嵌入斗件中的铁钉松脱。另外，铁钉钉固斗耳的过程中往往会破坏木构件；改变了古建筑木结构的原材料及施工工艺，且金属件加固木结构是通过“嵌入”或“固定”的方式达到加固的目的，这种不可逆的加固技术不仅不利于加固件的检修或更换，也不利于古建筑木结构的保护。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构，在不改变原材料及施工工艺的基础上，对古建筑十字口斗拱构件中的斗耳进行加固修缮处理。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构，斗耳由两个分别设置在斗平两侧的隔口包耳组成，隔口包耳由两个小斗耳以及连接两个小斗耳的隔口包耳板组成，两个隔口包耳均为一体结构，并与斗平可拆卸设置，在每个隔口包耳的下表面沿顺身方向延伸出一条燕尾榫，在燕尾榫下方的斗平的表面开设一条与燕尾榫相匹配的燕尾卯口，燕尾榫榫接入燕尾卯口内，在四个小斗耳的外侧面与对应的斗平的外侧面上开设有U型卡槽，在小斗耳上开设的为U型卡槽的上半部，在斗平上开设的为U型卡槽的下半部，在U型卡槽内榫接入与U型卡槽相匹配的U型榫。

本发明所述的燕尾榫贴隔口包耳的内侧面设置。

本发明所述的隔口包耳板的外侧面的中间位置开设卯口A，在卯口A下方的斗平的表面对应开设卯口B，卯口A和卯口B相连通并拼成一条卯口，在卯口内卯接有与卯口相匹配的插榫。

本发明所述的卯口A的断面为燕尾形或矩形。

本发明有益效果是：

首先，本专利技术能够大大提高古建筑斗拱构件的整体性，可以降低斗件因新旧材料干湿胀缩不一致而破坏其整体稳定性的几率，加强了斗耳在地震和地基不均匀沉降过程中的抗扭转性能和抗剪强度，有效降低斗耳维修的次数。

其次，这种加固结构用料较少，加工十分方便，实际加固操作工序较简单，既节省原材料，有利于环保，又大大降低维修施工的劳动强度，且在以后的古建筑斗拱保护修缮过程中，只需将所插接的硬杂木榫卯更换即可。

综上所述，可以反映出这种硬杂木榫卯插接和卡接相结合的加固技术，在对十字口斗件中斗耳的加固修缮方面，既提高了斗拱结构的稳定性、耐久性、抗震性能，同时，又显示出了修缮更换时的巨大优势，未来具有广阔的发展前景。

附图说明

图1为十字口斗件的细节结构图；

图2为本发明的爆炸结构示意图；

图3为本发明修缮完成后的结构示意图；

图中：1、斗耳，101、小斗耳，102、隔口包耳板，2、斗平，201、顺身跳口斗平，202、里外跳口斗平，3、斗欹，4、十字斗口，5、燕尾榫，6、燕尾卯口，7、U型卡槽，8、U型榫，9、卯口A，10卯口B，11、插榫，12、隔口包耳。

具体实施方式

如图1所示，一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构，斗拱自下而上依次为斗欹3、斗平2和斗耳1，斗耳1由两个分别设置在斗平2两侧的隔口包耳12组成，隔口包耳12由两个小斗耳101以及连接两个小斗耳101的隔口包耳板102组成，斗平2由两个隔口包耳101之间的顺身跳口斗平201和两个隔口包耳101内的里外跳口斗平202组成，隔口包耳101口间下陷的部分为隔口包耳板102，隔口包耳板102的两端分别连接一个小斗耳101，在隔口包耳板102后方的位置即为里外跳口斗平202，在两个隔口包耳101之间的斗平即为顺身跳口斗平201，两块里外跳口斗平202和一块顺身跳口斗平201呈十字设置，两块里外跳口斗平202和一块顺身跳口斗平201为完整的矩形结构，在未加固之前斗拱为一体成型。

如图2、3所示，进行加固时，将断落的斗耳沿残留的根部连同隔口包耳板一起锯切掉，将截面锯凿平整，用干硬性的硬杂木按原十字斗件顺身跳口方向的斗耳和隔口包耳板尺寸样式进行补配，将两个补配的隔口包耳12制成一体结构，与斗平2之间可拆卸，在每个隔口包耳12的下表面沿顺身方向延伸出一条燕尾榫5，燕尾榫5的位置可设置在隔口包耳12的中心或贴隔口包耳12的内侧面设置，最优选择贴隔口包耳12的内侧面设置，该种设置在隔口包耳12的使用时，受力向重心偏移，减轻燕尾榫5受到的拉力，提高隔口包耳12的使用寿命，燕尾榫5的宽度根据斗拱大小调整，在燕尾榫5下方的斗平2的表面开设一条与燕尾榫5相匹配的燕尾卯口6，燕尾榫5榫接入燕尾卯口6内，在四个小斗耳101的外侧面与对应的斗平2的外侧面上开设有U型卡槽7，在小斗耳101上开设的为U型卡槽7的上半部，在斗平2上开设的为U型卡槽7的下半部，在U型卡槽7内榫接入与U型卡槽7相匹配的U型榫8，U型榫8安装入U型卡槽7之后，U型榫6的外表面与小斗耳102、以及斗平2的外表面平齐，加固完成后的斗拱与原斗拱完全一致。

为进一步增加隔口包耳板与斗件间的整体强度，可将隔口包耳板102的外侧面的中间位置开设卯口A9，在卯口A9下方的斗平2的表面对应开设卯口B10，卯口A9和卯口B10相连通并拼成一条卯口，在卯口内卯接有与卯口相匹配的插榫11，插榫11的底面顶在卯口B10的底面上，其顶面与隔口包耳板102的顶面平齐，提升隔口包耳的稳定性。

所述的卯口A9的断面为燕尾形或矩形，当卯口A9为矩形时，卯口B10也为矩形，两个卯口的断面大小可不一致，此时的插榫11为L型插榫，两个卯口的断面大小一致，此时的插榫11为矩形插榫，当卯口A9为燕尾形，卯口B10的一半为与A9断面一致的燕尾形，另一半为矩形，此时的插榫为L型插榫，插榫竖直的一段为燕尾形，水平的一段为矩形。

实施例1

“栌斗”为古建筑大木作斗拱组件，宋式建筑名称，是斗拱家族中最大的斗件，清式建筑名曰“坐斗”、“大斗”。“栌斗”有顺身口和十字口之分，有四耳者为十字口。根据其位置主要有柱头“栌斗”、补间“栌斗”和转角“栌斗”在古建筑修缮工程中，由于“栌斗”的斗耳断落的残损现象十分严重，因此，对于此类斗耳断落的斗件进行加固修缮可采用本专利技术。

加固步骤如下：

（1）将断落的斗耳沿残留的根部连同隔口包耳板一起锯切掉，将截面锯凿平整，用干硬性的硬杂木按原十字斗件顺身跳口方向的斗耳和隔口包耳板尺寸样式进行补配，即锯凿出两块相同的构件，每块构件均为两小斗耳与其中间的隔口包耳板连成一体，将小斗耳与隔口包耳板凿刻在一块硬杂木板上可以加强构件的整体稳定性，另在此构件临顺身跳口一侧的下表面凿刻出一道燕尾榫，同时，在原斗件顺身跳口两侧与补配的隔口包耳及隔口包耳板下的燕尾榫相应的位置凿刻出两道燕尾卯口，将燕尾榫与燕尾卯口进行插接，通过这种插接，将补配的斗耳与斗平固定在一起，在上下和左右方向加强了斗耳与斗拱之间的整体性，并由燕尾榫来抵抗斗件顺身跳口内放置的拱对两侧隔口包耳所产生的力矩。然后，在四个小斗耳外侧与斗平相交处的中间位置各开一个U型卡槽，制作出四个相同的U型榫，将U型榫插入卡槽中，通过这种卡接，将四个小斗耳与斗平在上下方向进行拉结固定，这样既加强了斗件在上下方向的整体强度和柔韧性，同时，又可以抵抗斗耳与斗平在前后水平方向所产生的相对位移，避免了补配的斗耳与原有斗件之间的新旧木材干湿变化不一致所造成的影响。

（2）为了加强隔口包耳板与原斗件的整体强度，在隔口包耳板临里外出跳口立面的中间位置各开一个矩形卯口，并在其下斗平的相应位置各开一个断面相同的槽口，用两根端木尺寸与斗平槽口相同的矩形插榫将隔口包耳板与斗平进一步插接固定在一起，通过这种插接不仅可以加强隔口包耳板与斗平的整体稳定性，而且可以提高隔口包耳板的抗剪和抗扭转强度。这种通过榫卯插接组合的固定方式大大提高了斗件加固处的整体性，如遇地震或突发振动，榫头与卯口的相互挤压和摩擦能消耗地震能量，减小斗拱扭转力对斗件结构整体的破坏，水平方向有燕尾榫和矩形插榫加强整体的拉结力，同时，矩形插榫还可以加强隔口包耳板在里外出跳口内内的抗剪强度，上下方向可由斗耳与隔口包耳板下部的燕尾榫插接以及斗耳与斗平叠合处的U型榫卡接来抵抗震动过程或地基不均匀沉降过程中拱对斗耳所施加的扭转力矩，并有效解决了新旧材料干湿变化不一致所产生的影响问题，从而达到加强斗件的整体强度，提高了斗件的安全性能（如图3所示）。

实施例2

“齐心斗”为古建筑大木斗拱组件，宋式建筑名称，俗称“心斗”。根据齐心斗的位置，制作上存在顺身口和十字口之分。十字口“齐心斗”处在平坐之上，结构上承托其上部枋子或替木。其十字口斗平的加固修缮可采用本专利技术方案，其加固步骤与实施例1相同。

Claims (4)

1.一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构，斗耳（1）由两个分别设置在斗平（2）两侧的隔口包耳（12）组成，隔口包耳（12）由两个小斗耳（101）以及连接两个小斗耳（101）的隔口包耳板（102）组成，其特征在于：两个隔口包耳（12）均为一体结构，并与斗平（2）可拆卸设置，在每个隔口包耳（12）的下表面沿顺身方向延伸出一条燕尾榫（5），在燕尾榫（5）下方的斗平（2）的表面开设一条与燕尾榫（5）相匹配的燕尾卯口（6），燕尾榫（5）榫接入燕尾卯口（6）内，在四个小斗耳（101）的外侧面与对应的斗平（2）的外侧面上开设U型卡槽（7），在小斗耳（101）上开设U型卡槽（7）的上半部，在斗平（2）上开设U型卡槽（7）的下半部，在U型卡槽（7）内榫接入与U型卡槽（7）相匹配的U型榫（8）。

2.如权利要求1所述的一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构，其特征在于：所述的燕尾榫（5）贴隔口包耳（12）的内侧面设置。

3.如权利要求1所述的一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构，其特征在于：所述的隔口包耳板（102）的外侧面的中间位置开设卯口A（9），在卯口A（9）下方的斗平（2）的表面对应开设卯口B（10），卯口A（9）和卯口B（10）相连通并拼成一条卯口，在卯口内卯接有与卯口相匹配的插榫（11）。

4.如权利要求3所述的一种古建筑十字口斗拱的斗耳加固处理结构，其特征在于：所述的卯口A（9）的断面为燕尾形或矩形。