实木家具燕尾榫结构形式分析与改良

张琳 徐伟

摘 要：榫卯结构是我国传统家具文化的精髓，而其生产却不契合现代机械化的生产方式，在实际应用中也有待优化。对榫接口的改良要继承传统榫卯结构的理念与灵魂。笔者通过分析燕尾榫用于家具构件立体接点结构的问题，提出了加强连接强度并能够适应现代化生产的改良方式并保留了其传统精神内涵。

关键词：燕尾榫;结构改良;强度

用榫卯连接结构各部件的木结构体系，受力均衡，稳定坚固。榫卯连接强度较绑扎、钉结合等更强且因其柔性连接的特性，本身具有良好的弹性，使连接部位在使用过程中具有一定的自我恢复能力，形成了动态平衡。[1]榫卯结构在我国实木家具中应用了几百年，经过数百年的传承与演变，其种类和尺寸越来越多。

榫卯不仅是一种连接形式，更承载着中国的传统文化和工匠精神。[2]大浪淘沙，随着时间逝去，有些榫卯已被现代市场淘汰，但还有很多榫卯结构在中国传统家具文化的宝库中闪耀光芒且被应用于现代市场的广大家具中。这一部分得益于这些榫卯结构本身极其优越，还有便是现代家具人和设计师对其的优化改造，使其更适合现代化的生产和应用。其中，针对如何优化燕尾榫结构提高其连接强度的问题，笔者做了此次分析与改良。

1 燕尾榫结构现代化应用的现状

榫卯结构的传统性和多样性使其在生产过程中往往生产周期长、效率低、材料浪費率高，不契合大批量机械化生产的现代化工业生产模式。目前，家具企业只有对榫接口进行优化才能实现可持续发展。[3]

两块平板直角相接，为防止受拉力时脱开，榫头做成梯台形，故名“燕尾榫”。燕尾榫是利用榫头与榫槽的凹凸关系进行接合的方材插接，[4]是中国古代匠人聪明卓绝的设计：燕尾榫梯台形的榫可以使零部件的角部高强度接合，避免在受力时脱开。因其良好的力学性能，燕尾榫在木制家具中十分常见。

但榫卯结构也受限于结构本身，从构件形态上看，其主要做减法即构件需削减或挖除以制备榫头与榫眼，[5]木构件必须牺牲自身的一部分才能互相咬合，构件结合部位的断面小于其他部分的实际尺寸，所以榫卯一定要有足够的搭接长度和接合强度。[6]

而古代燕尾榫多应用于箱框结构，用来连接两块平板，不妨拓展其用途发挥其优势，尝试将燕尾榫应用在立体接点结构上来连接家具横竖向构件。目前，家具构件立体接点连接时通常用单榫直连接，大部分开榫都比较浅，使用时间一长结构松散容易晃动。在长期载荷作用下，榫卯结构可能发生变形或榫头榫眼受到破坏。所以，既保留燕尾榫结构形状特点，保留其精神内涵，又设法增强结构接合强度，使其应用在家具立体接点结构并适应现代化生产是笔者此次改良的关键。

2 燕尾榫结构形式的改良

2.1 传统榫卯结构的改造

我国家具发展的精神之魂是传统家具文化，而根基是现代化的生产方式和生活需求，这就是许柏鸣提出的“魂系传统，根系现代”的观点。[7]

榫卯是我国传统家具文化的精髓，其基本功能在于紧固连接，一切改良创新都要以功能为基础，保留传统榫卯结构的精神内涵。对这些改造的判断要在保留传统家具结构的精神内涵基础上用现代化标准去衡量，使之适用现代化生产应用。这些现代化判断标准即合理性、健康性和可持续发展性，包括产品的生产、材料的应用，对人们生活和环境的影响等。[8]

2.2 燕尾榫结构改良

连接是榫卯结构的本质，在此基础上才能对其进行解构重构和改良。[9]目前，燕尾榫多应用在箱框结构，使其角部接合牢固，避免受力时脱开。燕尾榫也可应用在家具的其他部位，如使其作为立体接点结构，用来连接三方构件。在此基础上，笔者经过分析对燕尾榫结构形式进行了改良，其改良示意图如图1所示，其立体接点接合形式如图2所示。

此次改良关键在于在接合处利用两个燕尾榫（即榫头一和榫头二）加固且榫头一上的燕尾槽孔同时为榫头二的榫眼。接合时，榫头一、榫头二从构件三的燕尾榫眼插入，榫头二又插入在榫头一上的燕尾槽孔上，在构件三内部榫头一与榫头二相互卡紧。榫结合的强度依赖榫头与榫眼之间的摩擦力，而摩擦系数是决定摩擦力的重要因素之一。[10]此种改良扩大了榫头与榫眼的接触面积与摩擦系数，发挥了燕尾榫的优点，充分利用材料，有效提高了连接处的接合强度，具有良好的力学强度和支撑能力。

改良针对实木家具立体接点结构榫接口应用中连接强度与耐久性不足的技术问题，利用现代已有的机械化加工设备，优化燕尾榫榫接口，提高了材料利用率，既保留了燕尾榫的结构形状特点，留存传统榫卯的精神内涵，又提高了结构接合强度，构件不容易晃动松散。改良结构简单，加工方便，可以实现工业化批量化生产。

3 结语

榫卯结构既有传统的文化之美又有科学理性之智，其中蕴含着值得我们现代人借鉴学习的寓意与技术内涵。[11]榫卯是我国传统木作的灵魂，我们可以从这些精妙的结构中感受到古代传统技艺的高超与手工艺人的匠心。[12]我们研究榫卯，以期探究发掘中国传统家具文化内涵，在传承中指导我们的实践。

在设计行业，传承和创新是永恒的主题，榫卯结构的设计创新亦如是。作为一名家具设计师，我们不仅要学习传统榫卯结构，更要深入了解传统榫卯结构的理念和灵魂，从而将其应用在设计实践中。[13]

参考文献：

[1] 丛鑫.中国传统木结构榫卯的建构研究[D].北京林业大学，2012.

[2] 苏剑萍，吕九芳.传统榫卯结构的现代化传承[J].家具，2017（02）：56-58+92.

[3] 高玲玲，徐伟，吴双双，等.实木家具构件榫接口优化技术研究[J].家具，2018.

[4] 王硕，吴智慧.基于拆装式结构的实木家具契合榫接合方式分析[J].林产工业，2016，43（04）：28-31+39.

[5] 朱云，申黎明.面向用户装配的实木家具榫卯结构设计[J].林业工程学报，2018，3（03）：142-148.

[6] 丛鑫.中国传统木结构榫卯的建构研究[D].北京林业大学，2012.

[7] 耿晓杰.家具设计的分形研究[D].北京林业大学，2006.

[8] 薛坤.传统家具榫卯结构的性能与设计进化研究[D].南京林业大学，2013.

[9] 董华君，李衡.中国传统家具榫卯结构的优化设计研究[J].家具与室内装饰，2018（05）：18-19.

[10] 刘娜，陈于书.基于可拆装插接结构的家具设计研究[J].家具，2017（01）：58-62.

[11] 薛坤.榫卯结构现代化转化的探索[J].家具，2009（6）：60-63.

[12] 苏剑萍，吕九芳.传统榫卯结构的现代化传承[J].家具，2017（02）：56-58+92.

[13] 王安正，关惠元.基于传统榫卯结构的家具可拆卸性设计研究[J].家具，2017（6）：49-53.

作者简介：张琳（1998—），女，本科生，研究方向：家具结构设计。

通讯作者：徐伟（1975—），男，教授，研究方向：家具与木制品工程。