木结构之燕尾榫

燕尾榫又称大头榫，是古建筑大木作结构中常用的一种连接方式，常用于水平构件与垂直构件的相交处，如额枋与柱的相交部位。燕尾榫的榫头形状外宽内窄，与之相应的卯口则里面大、外面小，抗拔性能好，不易出现拔榫现象，使结构具有较强的整体性能。 在现存的古建筑结构中，通常在额枋与柱连接的榫卯节点处还会设置普柏枋、雀替、栌斗等构件，这些构件对榫卯节点的抗震性能具有较大的影响。普柏枋置于额枋之上，端部通过馒头榫与柱端相连，底面与额枋通过暗销固定，用来承接斗拱，可以提高节点的连接作用和刚度。雀替用于大式建筑外檐额枋与柱相交处，一端卡入柱中，另一端通过暗销与枋底相连，起承托额枋、增加额枋榫部的受剪能力、拉结额枋并减小枋间跨度及提高节点刚度的作用。栌斗作为斗拱的下层，下端通过暗销与普柏枋相连，既能传递上部竖向荷载，而且可将水平荷载通过暗销传至下层柱架。 木结构庭院式组团布局 根据古代文献记载，绘画中的古建筑形象一直到现存的古建筑，中国古建筑的平面布局有一个简洁的组织规律，即每一座房屋、宫殿、官署、寺庙等建筑都是由几个单体建筑和一些回廊、围墙环绕的院落组成。一般来说，大部分院落前后串联，通过前院到达后院，是中国封建社会“老幼有序，与众不同”思想的产物。宋代欧阳修《蝶恋花》中有“庭院有多深？”话说，古人曾把大官僚的住所形容为“侯门深似海”，形象地说明了中国建筑在布局上的重要特征。同时，这种庭院式的群体和布局通常是沿着纵轴和横轴平衡对称地设计的。比较重要的建筑都位于纵轴上，而二手房位于其左右两侧的横轴上。北京故宫的组团布局和北方的四合院就是能体现这种组团布局原则的典型例子。这种布局与中国封建社会的宗法制度和礼教制度密切相关。按照封建宗法制度和等级观念，男女、老幼、主仆在住房上做出明显的区别是方便的。

木结构之直榫和燕尾榫的比较

在中国古代，木结构的构件主要采用榫卯连接。榫卯节点由榫头和榫眼组成，能够承受一定的弯矩，具有良好的弹性和抵抗水平推力，并允许一定的变形，表现出很强的半刚性特性，可以吸收一定的地震能量，降低结构的地震响应。通过模拟得出以下总结： (1)透榫和燕尾榫是典型的半刚性连接，介于铰链和刚性连接之间。它们的共同特点是能转动，能承受弯矩。榫卯摩擦滑移具有耗能减震功能，是古代木结构抗震性能良好的重要原因。 (2)两种榫卯节点由于结构不同，其力学性能也不同。从骨架曲线可以看出，榫的初始刚度较大，刚度衰减缓慢，没有明显的下降截面，强度高于燕尾榫。但燕尾榫的初始刚度较小，刚度衰减比榫快，出现下降段。 (3)两个榫卯节点的滞回曲线呈倒Z形。试验过程与理论分析一致，滞回区饱满，说明它们具有良好的耗能效果。拟合的弯矩-转角方程和恢复力模型反映了半刚性榫卯连接特性的刚度变化规律，适用于类似木结构的静力传递和结构动力分析计算。 (4)两个榫卯节点的刚度变化属于非线性变化，经历了结构连接阶段、滑动阶段、工作阶段和破坏阶段四个阶段。而且从工作阶段到失效阶段刚度大大降低。可见榫卯一旦被拔出或变形过大，就会失去继续承载的能力。这些基础理论可以为古建筑木结构的抗震性能研究和修复加固提供理论依据。