探解清式廡殿之簷椽及翼角飛椽的定位過程

文章有段時間時間沒動筆了,這回接《圖形探解清式廡殿之脊桁、扶脊木、脊椿、仔角梁與三種由戧》所完成的圖形裝配,開始椽子的安裝。

拿進我們這座廡殿的第一根椽子之前,我們要把已裝好的廡殿屋架模型處理修飾一下,為椽子和望板的安裝做些準備。先在這座廡殿的XZ平面上做個剖視圖,看看椽子和桁件的接觸安裝關係。

探解清式廡殿之簷椽及翼角飛椽的定位過程

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我們首先要安放的椽子是簷椽,撘在挑簷桁和金桁上,中間要跨越正心桁。上圖中的紅線就是簷椽和這三個桁的接觸底線。從上圖中可發現三個問題,下面用詳圖說明。

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從上圖可看出其中的兩個問題:1、紅線上要裝簷椽的部分,山面正心桁的頭部會和排到邊上的簷椽、還有即將在邊角上安裝的翼角飛椽產生干涉。2、圖中紅線與簷面正心桁的剖面切線可看出簷椽在這裡也將產生干涉。

上圖是問題三,山面金桁的頭部要好排到邊上的簷椽和即將出場的望板產生干涉.

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解決的辦法是:對問題一、三的辦法是:殺。就是要鋸掉部分正心桁和金桁的頭部,使之適應後續件的裝配;對問題二,我採取的辦法是聽之任之。因為數據顯示才差4.4毫米,根據大木製作的口頭禪‘差一寸,不用問’。一寸在這的概念是32毫米。這也是用鬥口為模數在形狀上的第一次在相互件配合上不嚴絲合縫的地方,這種情形出現在現代設計中可能不太嚴謹,但在實際中應是很好處理的,多了鋸鋸,少了墊墊。但從‘長木匠,短鐵匠’的口頭禪來看,這裡多一點合理。

下面拿出處理後的圖形。

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從上圖來看,正心桁的頭部鋸下去的少些,這是因為這個地方是和下面要出場的翼角飛椽配合;上面的金桁頭部鋸去的多些,這個地方和簷椽望板交代。雖是這樣,裝到具體部位,還是有些要動鋸的地方,我這是用木匠搭建的做法探求廡殿的大木結構工藝,有些東西沒出處,做出一種可能,供網友參考。

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在這裡索性一就事把下金桁、上金桁的出頭部分也一併處理了,下面開始安裝。

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拿進我們這座廡殿的第一根椽子——簷椽,上頭搭在金桁上,跨過正心桁,下邊搭在挑簷桁上;用椽釘釘在桁上,釘子就不細表了。

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簷椽搭在金桁的一端,要和即將出場的下花架椽相配。在傳統的大木結構中,椽頭的搭接方式有‘亂搭頭’和‘斜搭掌’等方式。‘亂搭頭’方式是椽子相鄰,椽頭不搭,出一點頭;‘斜搭掌’方式是搭接部分出斜面,下面椽頭承託,上面椽頭壓制。此模型的摹本圖中就是斜搭掌的畫法。但有個問題,就是上面椽子實際和桁件沒有接觸,實際中如何?在這博主有疑惑,等下面博文下花架椽出場時,再做圖形探討。這裡我先按一般的幾何形狀設計處理。簷椽上端搭接部分作舉折角度的二分之一。

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把要裝的簷椽向邊上排開,直到山面的金桁頭部。

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我在這裡把正身簷椽過金恆中線多排了一根,金桁頭為裝配做圓弧再處理。

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在一般的圖形介紹裡,正身簷椽是不過金桁中線的。有些書中甚至把金桁中線作為翼角簷椽的起始基準線。即使同是以梁思成先生名義出版的書,也會有差異。本博主做模型的摹本‘清工部《工程做法則例》圖解’的步架平面圖中,似乎就沒受此約束。這幾行文字,是為下面要進行的裝配做鋪墊的,往後可能要裝的相關件才能反映出這樣做的苦衷。其實也就是為了曲面、曲線過度的完美。這樣做是不是可以,在下一回博文的結尾給個交代。好,下面拿進安裝翼角的第一個大木件——枕頭木(在馬先生的書中叫‘襯頭木’)。

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把這個枕頭木裝在挑簷桁上,一頭靠住老角梁。

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枕頭木在我們這座廡殿中有兩種,這種是裝在挑簷桁上的,另一種是裝在正心桁上。下面拿進裝在正心桁上的枕頭木。

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兩個枕頭木位置不同,大小不一,作用相同。

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上面的圓弧槽正式名稱叫——椽碗,是為了配合翼角飛椽做的。

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把圓弧槽的柱面中線加上,可清楚的看出圓弧柱面的一致性。到了這步其實就可以往上裝已經做好翼角簷椽了,相關的點和麵已提前顯示了出來。要是這樣做可能會使部分經常光顧本博客的網友失望,我想他們想看的是過程和方法,而不是簡單的結論。而翼角這塊在一般的書籍裡缺少很多細節。這主要是從設計建模的角度講,在實際的翼角裝配中,匠人用工藝手段保證翼角曲線的完美(在裝好的正身簷椽到老角樑上摽上小連簷,用小連簷的彈性形成翼角空間曲線,再用翼角簷椽上靠小連簷形成翼角飛椽曲線)。

博主當初在做翼角時,費了不少周折,計算機模擬仿真只認數據,無法用小連簷的彎曲彈力形成曲線。只能採用軟件認可的方法來做,願把其中的一些做法敘述一下,讓對設計建模感興趣的網友做個參考。下邊要說說上圖中的這些點、線、面是怎麼來的。好,先上張立面的正投影圖:

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上圖中的藍色線,翼角部分為圓弧,正身簷椽部分為直線,直線與圓弧相切連接,且都通過翼角簷椽椽頭的理想中心點。這是椽頭中心位置的設計中線在主視圖上的投影。再上張俯視圖:

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從俯視圖中依然看到的是:翼角部分為圓弧,正身簷椽部分為直線,直線與圓弧相切連接,且都通過翼角簷椽椽頭的理想中心點。這是椽頭中心位置的設計中線在俯視圖上的投影。

好吧,我把模型轉動一下,上張三維的立體圖:

探解清式廡殿之簷椽及翼角飛椽的定位過程

在主視圖、俯視圖中的兩條直線切弧線還在,在兩視圖中重合的理想安裝點還在(這是故意提前顯示出來供說明用的),只不過離開了兩條線。兩維圖形要推導空間點不是不可以,而是麻煩,這可能是在一般書籍中很少看到翼角部分給出從現代設計角度的幾何形狀推導過程的原因。三維設計軟件的推導方式非常多,我只介紹其中之一。

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在俯視圖平面上以設計圓弧線的中心做同心圓,拉伸曲圓環高過飛簷椽最高點,見上圖。

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在主視圖投影面上以設計圓弧中心為中點做同心圓,拉伸曲線圓環,使之與立面曲面圓環相切,並在進深方向超過簷椽頭中心點,見上圖。

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兩曲面圓環相切,形成上圖中的綠色空間曲線。

加一視圖,隱去兩曲面圓環,編輯俯視圖,做翼角簷椽中線的設計扇面射線,作為將要建立垂面的走向導引,見下圖。

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建立垂面,沿翼角簷椽中線的設計扇面射線走向,空間線穿越垂面的點,就是當前這個翼角簷椽的椽頭中心點,見下圖。有幾根翼角簷椽,就要做幾次垂面,完成幾次穿越。形成不同高度、不同進深的翼角簷椽椽頭中心點,這個過程就不重複了。

探解清式廡殿之簷椽及翼角飛椽的定位過程

空間線上的翼角簷椽椽頭部中心點與仔角樑上翼角簷椽尾部中心點連線,就形成了翼角簷椽的各個安裝軸線,見下圖。

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仔角樑上翼角簷椽尾部中心點是附在仔角梁平面上的,是設計定位。

說到設計定位,在做完上述系列動作後,我們來個圖形檢驗,把模型旋轉一下,看看能否和俯視圖設計投影線重合。好了,也別全轉到位。

探解清式廡殿之簷椽及翼角飛椽的定位過程

再看看差一點到位的主視圖,可以說做法成立了。

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這回說了翼角部分的定位,下回再說翼角簷椽的形狀與安裝。

倒敘部分可能說的不太清楚,沒辦法,文字水平差,做得出,說不清,儘量努力吧。


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