糙木家具中的榫接合结构设计

张海雁，刘文金，陈新义，周 熙

（中南林业科技大学 家具与艺术设计学院，湖南 长沙 410004）

糙木家具中的榫接合结构设计

张海雁，刘文金，陈新义，周 熙

（中南林业科技大学 家具与艺术设计学院，湖南 长沙 410004）

糙木家具活泼婉转的形态特点以及多样的结构形式，决定了糙木家具的榫卯接合形式是非传统的精密接合。本文指出了糙木家具榫卯配合的三种形式，归纳了糙木家具方形截面构件与圆形截面构件榫接合的四种基本形式以及两种圆形构件间的榫接合形式，用以指导糙木家具榫结构设计，为相关厂家制作糙木产品提供技术支撑。

糙木家具；榫卯接合；方形截面；圆形截面；结构设计

糙木家具主要利用树根、树瘤、有缺陷的树干、枝桠材、森林剩余物和木材加工废弃物等为原材[1]，引入人体工程学及相关力学原理而制作的一种保留自由粗狂、质朴清新等特点的家具。其构件的接合形式以榫卯接合为主，辅以胶、钉等接合方式。

糙木家具素材类型丰富，形态奇特，整体造型独具一格，但构件间并不能形成精密的榫卯接合。方形和圆形的截面形式是糙木家具榫卯接合的主要形式。为了满足相关的强度要求以及考虑到构件的特点，选择合适的截面形式便具有重要意义。

家具的结构强度不仅影响其使用寿命，同时也是家具整体艺术魅力的内在表现[2-4]。文章针对糙木家具榫接合结构设计进行研究，为制造出高附加值的糙木家具产品提供理论依据和技术支撑。

1 方形截面构件的榫接合

传统家具结构以榫卯接合而著称[5]。方形截面构件的使用是传统榫卯结构的主要形式，且对榫头的大小存在相应的技术要求。

榫头与榫眼的配合关系也是反映接合强度的重要参数之一。过大的间隙紧靠胶液的固化产生胶合力固定；太大的过盈量会使构件装配时产生破坏[6]。榫卯配合存在三种形式，间隙配合、过渡配合和过盈配合，如图1所示。合适的配合量能够使构件间的结合强度达到最大。

榫头数量以截面构件尺寸40 mm×40 mm为界限，超过该尺寸应采用双榫或多榫接合[7]。糙木家具采用传统榫卯接合形式，利用单直榫与双直榫。如图2所示。其技术指标见表1。

图1 榫卯配合关系三种形式Fig.1 Three types of forms of mortise and tenon joint cooperation relations

图2 单直榫与双直榫Fig.2 Single straight mortise and double straight mortise

2 方形截面构件与圆形截面构件间的榫接合

尽管糙木家具的榫接合与传统榫卯结构有所差异，但它仍会使用到方形截面构件，因此便涉及到圆形构件与方形构件的接合问题。在糙木家具制造过程中，使用最广泛的四种方、圆接合形式如表2所示。

表1 榫头数目技术指标Table 1 Technical indicator for tenon numbers

当圆形构件截面尺寸较小时，可以采用表2（a）所示的结构形式。在方形构件上钻出圆形构件截面尺寸大小的圆孔，直接将圆形构件嵌入圆孔形成连接。此种方式加工和组装都比较方便，但由于圆形构件的截面特征，并非所有的都为正圆，不能使构件与圆孔形成紧密的连接。因此，必须用胶和钉辅助，才能形成稳住的结构。

表2 方形与圆形构件间的榫接合Table 2 Tenon connection between square and circular structures

表2（b）所示的结构形式适用于截面尺寸较大的构件。在方形构件上加工出方形榫眼，通过单直榫或双直榫连接。此种结构形式比（a）中的稳固，只要在合适的配合量下辅以胶便能形成稳固结构，但圆形构件上榫头加工较复杂。

在方形构件上加工榫头较方便，因此糙木家具较多采用表2（c）和表2（d）两种方式，前者为两构件截面尺寸相差较大的情况下。只需在圆形构件榫眼周围加工出光滑表面能与方形构件榫间预留的包肩接触即可，辅胶便可形成稳固连接。且可通过包肩与圆形构件间形成平滑过渡，增大构件间的接触面积，增强结构的稳固性，并使外观柔和。

3 圆形构件与圆形构件间的榫接合

糙木家具中两圆形截面构件相结合较为普遍。基本可以概括为两种形式，通过在一个构件上开榫与另一构件连接，一个构件在端头倒圆处理与另一构件连接，如表3所示。

表3 两圆形构件间的榫接合Table 3 Tenon joint between two circular artifacts

糙木家具中两圆形构件间的接合以（b）形式较为普遍，加工与装配均方便，且通常只需要在构件2上辅以铁钉便能形成较稳固的接合。但在两构件的接合处能观察到构件1上有明显的切削痕迹，且加工较简便，甚至能够观察到与构件2间的间隙，给使用者造成不安。

表3（a）中的接合形式，由于构件1为圆形，很难找到加工榫头的基准面，只能靠手工艺者进行手动加工，对加工者的技术要求较高。且要加工出一定厚度的榫头需要构件有足够大的尺寸。但在造型上优于（b）中的结构，两构件通过包肩形成过渡，增大了两构件间的接触面积，接合强度较高。

通过对两圆形构件的比较分析，对于构件尺寸较大且主要的结构部位，可以采用（a）中的结构形式；而对于两构件尺寸相差明显，在非主要结构部位使用时，便可采用（b）中的结构形式。

4 结 论

糙木家具由于其构件本身的特点，其结构形式源于传统榫卯结构而又有不同，两构件间不能形成精密的配合。

糙木家具造型丰富，构件形状、尺寸等相差甚远。而要制作造型精美、结构稳固的糙木家具，需要制作者拥有深厚的造型和结构能力，两者缺一不可。其结构决定了它的使用寿命及性能。合理的结构反映出一件产品的技术特征。对于糙木家具而言，合理的结构形式更能反映出制作者的水平，且能给使用者一种安全享受。如简单的钉接合是能加速制作过程，但体现出来的仅仅只是各构件间的简单堆砌。因此，糙木家具对其结构有着更苛刻的要求。通过对糙木家具制作中常见的构件形式进行整理分析，指出了各种形式构件间科学连接方式的重要性，为制作出更加符合使用要求的糙木家具产品提供一些参考。

[1] 刘新宇, 李吉跃. 光大木业森林采伐权权益置换模式的研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2010.06：152-154.

[2] 柳万千. 木制品结构强度 [M]. 哈尔滨 : 东北林业大学出版社,1994.

[3] 李素瑕, 刘文金, 孙德林. 速生松木家具几种节点接合方式的强度比较研究[J]. 中南林业科技大学学报，2014, 34(2): 123.

[4] 吕 宙,戴向东. ISO14000体系下的低碳家居设计研究[J].中南林业科技大学学报, 2013,(3):116-117.

[5] 杨 耀. 明式家具研究[M]. 北京：中国建筑工业出版社,1986.

[6] 陈新义. 梓木构件“T”型、“L”型节点双圆榫接合性能研究[D]. 长沙：中南林业科技大学, 2013.

[7] 吴智慧. 木质家具制造工艺学[M]. 北京：中国林业出版社,2008.

Structure design of mortise and tenon connection in rough wood furniture

ZHANG Hai-yan, LIU Wen-jin, CHEN Xin-yi, ZHOU Xi
(School of furniture and art Design, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

Mortise and tenon connection of rough wood furniture should be non-traditional precision engagement because the forms and structures of rough wood furniture are lively and mildly. Three kinds of forms of mortise and tenon joint cooperation were given,four types of basic forms of connecting square section to circular section with method of mortise and tenon and two sorts of connection forms between double circular sections were summed up. The fi ndings can be used to guild the structure design of mortise and tenon connection in rough wood furniture and provide the technical support for designing and producing of rough furniture with mortise and tenon connection.

rough furniture; mortise and tenon connection; square section; circular section; structure design

S781.1

A

1673-923X(2014)08-0120-03

2014-03-28

2012年湖南省研究生科研创新项目“基于大众审美的糙木家具艺术形态塑造研究项目编号”（CX2012B318）；2012年中南林业科技大学研究生科技创新基金项目“基于大众审美的糙木家具艺术形态塑造研究项目编号”（CX2012B10）

张海雁（1988-），女，硕士研究生，专业方向：家具产品设计

刘文金（1963-），男，湖南澧县人，教授，主要从事家具设计与制造方面的研究

[本文编校：吴 彬]