梅花榫卯
① 魯班鎖各部件採用的連接方式
魯班鎖,一種古老而巧妙的榫卯結構益智玩具,包含了多種類型,如下所述:
1. 魯班球
魯班球以精巧的榫卯結構著稱,由多個木件的榫和卯相互結合而成。這種結構通過木件間的適配與限制,實現了無需工具即可拆解與重組的特性。玩家需通過巧妙的手工操作,將球形的木結構拆解開來或重新組合。
2. 二十四鎖
二十四鎖以其復雜的結構而聞名,由24根木條組成。這種鎖利用了榫卯技術,通過簡單的木塊相互拼接,便能形成一個牢固的結構。它的拆解與組裝過程考驗著玩家的智慧和耐心。
3. 梅花鎖
梅花鎖,亦稱九柱孔明鎖,以其優雅的形態和獨特的結構吸引著眾多愛好者。由9根木柱構成,其中3根長柱和6根短柱在形狀上略有不同,它們之間的相互作用構成了梅花鎖的鎖定與解鎖機制。
4. 籠中取球
籠中取球的設計仿生自然,形態類似鳥籠,中心「鎖」有一顆顯眼的紅色「寶珠」。其部件包括11根形狀各異的木柱,其中一根與眾不同,需通過巧妙的手段將小球從「籠」中取出,並在重組時重新放入。
5. 三通鎖
三通鎖,又名十字鎖,由三根等長的木片構成,其中包括兩根帶有缺口的木塊和一塊中間帶孔的木板。通過這些構件的移動與組合,玩家可以完成三通鎖的組裝或拆解,體驗結構與空間的智慧。
② 古建築榫卯結構與斗拱結構
中國古建築以木材、磚瓦為主要建築材料,以木構架結構為主要的結構方式
結構方式,由立柱、橫梁、順檁等主要構件建造而成,各個構件之間的結點以榫卯相吻合,構成富有彈性的框架。 中國古代木構架有抬梁、穿斗、井干三種不同的結構方式。抬梁式是在立柱上架梁,樑上又抬梁,所以稱為「抬梁式」。 宮殿、壇廟、寺院等大型建築物中常採用這種結構方式。 穿斗式是用穿枋把一排排的柱子穿連起來成為排架,然後用枋、檁斗接而成,故稱作穿斗式。多用於民居和較小的建築物。 井乾式是用木材交叉堆疊而成的,因其所圍成的空間似井而得名。這種結構比較原始簡單,現在除少數森林地區外已很少使用。 木構架結構有很多優點,首先,承重與圍護結構分工明確,屋頂重量由木構架來承擔,外牆起遮擋陽光、隔熱防寒的作用,內牆起分割室內空間的作用。由於牆壁不承重,這種結構賦予建築物以極大的靈活性。其次,有利於防震、抗震,木構架結構很類似今天的框架結構,由於木材具有的特性,而構架的結構所用斗拱和榫卯又都有若干伸縮餘地,因此在一定限度內可減少由地震對這種構架所引起的危害。「牆倒屋不塌」形象地表達了這種結構的特點。
與西方古建築相比,中國古建築在材料的選擇上偏愛木材,幾前年來一直如此,並以木構架結構為主。此結構方式,由立柱、橫梁及順檁等主要構件組成。各構件之間的結點用榫卯相結合,構成了富有彈性的框架。這種榫卯結合的形式,便於施工,最能抗震,但較難建成大形殿閣樓台,所以我國南方民居和較小的殿堂樓閣多採用這種形式。 三是「抬梁式」(也稱為疊梁式),即在柱上抬梁,樑上安柱(短柱),柱上又抬梁的結構方式。這種結構方式的特點是可以使建築物的面闊和進深加大,以滿足擴大室內空間的要求,成了大型宮殿、壇廟、寺觀、王府、宅第等豪華壯麗建築物所採取的主要結構形式。有些建築物還採用了抬梁與穿斗相結合的形式,更為靈活多樣。
「牆倒屋不塌」這一句中國民間的俗語,充分表達了上述樑柱式結構體系的特點。由於這種結構主要以柱樑承重,牆壁只作間隔之用,並不承受上部屋頂的重量,因此牆壁的位置可以按所需室內空間的大小而安設,並可以隨時按需要而改動。正因為牆壁不承重,牆壁上的門窗也可以按需要而開設,可大可小,可高可低,甚至可以開成空窗、敞廳或涼亭。
由於木材建造的樑柱式結構,是一個富有彈性的框架,這就使它還具有一個突出的優點即抗震性能強。它可以把巨大的震動能量消失在彈性很強的結點上。這對於多地震的中國來說,是極為有利的。因此,有許多建於重災地震區的木構建築,上千年來至今仍然保存完好。如像高達67米多的山西應縣遼代木塔,為現存世界上最高的木塔,天津薊縣遼代獨樂寺觀音閣高達23米,這兩處木構已經近千年或超過了1000年。後者曾經經歷了在附近發生的八級以上的大地震,1976年又受到唐山大地震的沖擊,還安然無恙,充分顯示了這一結構體系的抗震性能的優越性。這是中國古建築的特點之一。
中國古代建築以它優美柔和的輪廓和變化多樣的形式而引人注意,令人贊賞。但是這樣的外形不是任意造成的,而是適應內部結構的性能和實際用途的需要而產生的。如像那些亭亭如蓋,飛檐翹角的大屋頂,即是為了排除雨水、遮陰納陽的需要,適應內部結構的條件而形成的。兩千多年前的詩人們就曾經以「如翚斯飛」這樣的詩句來描寫大屋頂的形式。在建築物的主要部分柱子的處理上,一般是把排列的柱子上端做成柱頭內傾,讓柱腳外側的「側腳」呈現上小下大的形式,還把柱子的高度從中間向外逐漸加高,使之呈現出柱頭外高內低的曲線形式。這些做法既解決了建築物的穩定功能,又增加了建築物外形的優美曲線,把實用與美觀恰當地結合起來,可以說是適用與美觀的統一佳例。
中國古建築的平面、立面和屋頂的形式豐富多彩,有方形的、長方形的、三角形的、六角形的、八角形的、十二角形的、圓形的、半圓形的、日形的、月形的、桃形的、扇形的、梅花形,圓形、菱形相套的等等。屋頂的形式有平頂、坡頂、圓拱頂、尖頂等等。坡頂中又分廡殿、歇山、懸山、硬山、攢尖、十字交*等種類。還有的把幾種不同的屋頂形式組合成復雜曲折、變化多端的新樣式。
榫卯結構主要是將柱、梁等相應構件連接。
斗拱結構在起構架連接的作用下主要承擔和傳遞建築的主體荷載。
③ 九根孔明鎖圖解
1、將9根孔明鎖按照下圖方式排列,編號1-9;