明式椅类家具结构及椅类家具经典的几种榫卯接合
椅子是有靠背的坐具[1]（宝座除外）。明式椅类家具按形制特点大体可分为四大类型：靠背椅、扶手椅、圈椅、交椅。其中，靠背椅包括一统碑椅、灯挂椅；扶手椅包括北官帽椅、南官帽椅、玫瑰椅、太师椅；圈椅分两种，其一就是圈椅，其二是叫皇宫椅，是在圈椅的四条腿足的基础上加了托尼，其形体一般要比圈椅要大。明代家具结构上基本沿用了中国古代木构架建筑的框架结构，方圆立脚如柱，横档枨子似梁，边框多用曲线形卷口，达到曲线与直线的完美结合，在满足功能的同时，实现了形与美的统一。
结构是指一般组成整体的各部分的搭配和安排，明式椅类家具亦是如此，包括榫卯结构、梁柱式构架结构、构件形体结构等方面。正如赵广超等在《一章木椅》中认为，结是捆起来，构是架上去，把结构理解为动词，才会有所发展，中国在六七千年前便出现了大家熟悉的榫（凸出来）卯（凹下去）木构技术[2]。
就目前对明式家具的研究而论，相应的理论资料、文献、学术会议不计其数。例如，在传统家具榫卯结构的性能与设计进化方面，薛坤等人论述了传统家具榫卯连接的起源、类型、文化内涵等进行系统的归类整理和综合应用理论力学和木材科学的理论和方法[3]；在明式家具用材与结构剖析方面，吴悦琦等人论述了明式家具在选材、用材的基础上，结合家具结构，根据各零部件结合部位，设计出的各种榫卯结构[4]；在基于有限元法的实木框架式家具结构力学研究方面，张帆等人论述了以中国传统椅凳、桌案、柜架类三种家具类型中的典型家具为研究对象，利用有限元分析软件进行家具力学性能的模拟分析测定[5]；在中国传统家具结构装饰部件艺术研究方面，张筠梓等人论述了以各个历史时期为背景的结构装饰部件，对其种类、材料、工艺等方面作了介绍分析，对家具的造型与装饰艺术作了比较性的论述[6]。然而，对明式椅类家具的结构形制进行深入的剖析与研究的文章仍相对较少。结构形制是明式家具构成的根本所在，在造型艺术、空间形态、形体结构力学等方面的研究极其重要。
总之，结构形制是明式椅类家具的精髓所在。对于它的剖析与整理，不仅可以使我们能够更深入地了解明式家具的造物法则，而且还可以为明式家具理论的研究和新中式家具的创造提供基础理论和方法。本文将从榫卯结构、梁柱式构架结构、构件形体结构三个方面来探讨明式椅类家具的结构形制。
一、榫卯结构
榫卯，是在两个木构件上所采用的一种凹凸结合的连接方式。凸出部分叫榫（或榫头）；凹进部分叫卯（或榫眼、榫槽），榫和卯咬合，起到连接作用。榫卯结构是榫和卯的结合，是构件之间多与少、高与低、长与短之间的巧妙组合，可用固定构件向各个方向扭动。榫卯，这种千年的木作技艺，发展至今，已多达百种，并广泛应用在包括建筑、造船、家具的建造之中。
（一）榫卯结构的分类
明式家具经典的榫卯结构一般有12种，即格角榫、方材丁字结合、棕角榫、抱肩榫、攒边打槽装板、圆柱丁字形结合榫、挖烟袋锅、楔钉榫、裹腿枨、椅盘边抹与椅子腿足结合、走马销。在家具的榫卯结构发展历程中，演变成了常见的33种（如图1）。榫卯结构的合理运用和制作的精密程度，不仅直接关系到家具结构是否严谨、牢固，还影响到家具的使用寿命和艺术性。
图1 常见33种 卯结构图
图2 藤编结构与攒框装板结构
图3 攒框打槽装板结构
（二）椅类家具经典的几种榫卯接合
1.攒框打槽装板结构
因为受自然环境、物质条件的制约，如南方多潮湿、闷热，北方多干燥。因此，明式椅类家具的座面通常采用两种形式制作：一种是藤编结构（如图2左），上面是藤编、下面是棕编，透气舒适，多用于南方的气候特点；另一种是攒框打槽装板结构（如图2右）。攒框装板结构是榫卯结构中较为独特的一种造法（如图3所示），其优点有四：一是背面的横枨（穿带）有效的分解椅面的受力，穿带可以将两块薄板进行无缝拼接；二是受力科学，面心板装纳在四根边框之中，使薄板能当厚板用，背面的穿带有效的分解椅面的受力：三是木材因为气候干湿度，气温冷热的变化，材性会收缩膨胀的变化，尤其是横向的胀缩最为显著。攒框装板结构，面心板装入四框预留出伸缩缝，并不完全挤压，装面心板的木框攒成后，面心板直接与用直材攒成的边框连接，在边框里面预留出伸缩缝，面心板一面只有一个纵面使用鳔或者四周都不使用鳔，这样使整个椅子的结构不至由于面板的胀缩而影响稳定坚实；四是木板断面没有纹理，装板后使木材的断面隐藏在里面外露的都是色泽优美、纹理细腻的的玄切面。因此，攒边打槽装板结构是一种经济美观、科学合理的造法。边框的正前后量直材叫做大边，两侧边的直材叫做抹头，边框的四边的直材叫做边抹（大边和抹头）。抹头和大边连接处采用的是揣揣榫结构，抹头和大边的内侧压边线的连接处的转折是圆弧形，所以座面板露出来的面板是方形的，四角倒圆，边棱有倒棱。边抹的外侧和内侧一样，方形外框、四角倒圆、边棱有倒棱。边抹的四角侧棱做冰盘沿造型中间打洼、凹进去，下边沿器阳线、凸出来。一凹一凸、凹凸有致，似有韵律和节奏，一波三折、流畅自然。
2.挖烟袋锅结构
在南官帽椅的结构造法中，前腿与扶手（鹅脖）和后腿与搭脑的接合处通常采用两种方式进行连接。其一是格角相交（如图4），一个圆材出方体形的榫头，与之对应的另一个圆材出榫眼，或者两构件圆材各都出榫头与榫眼，进行构件连接。从外看是45度角度，内有榫卯不外露。其二是挖烟袋锅结构。挖烟袋锅是北京匠师的称法，指将搭脑及扶手末端做成弯转的形式而向下弯扣，内凿长方形或方形榫眼，与腿子上端的榫相交[7]。挖烟袋锅结构的优点是将榫卯结合的断面委婉的隐藏在里面，在保证力学强度的同时，强化构件自身的线性感，优雅自然，朴实美观。
图4 挖烟袋锅结构
图5 楔钉 结构
3.楔钉榫结构
圈椅作为明式椅类家具的经典造型，其椅圈结构造法尤其重要，椅圈的弧形弯材接合是采用楔钉榫结构，椅圈分为三节连接和五节连接两种，三节连接弧度小，五节连接相对弧度较大。椅圈弧形弯材接合的楔钉榫结构造法是，两块榫头合掌式交搭，两个榫头端部各有榫头，小舌入槽后便能紧贴在一起，使他们不能上下移动。另外，在中部凿一个方孔将一枚断面为方形的头粗而尾细的榫钉贯穿进去，在向左右两边都不能拉开，从而将两端弧形弯材紧密的结合在一起了。在榫头和榫眼制作的时候也分两种情况（如图5），端部榫头侧面外露和端部榫头侧面不外露。楔钉榫结构还通常用在明式家具中有这几类，杌凳、香几的圆形坐面边框，圆形托泥等。
二、梁柱式构架结构
我国传统家具受到大木构架建筑结构的影响，由低矮的箱形壶门结构演变发展而成了梁柱式框架结构（如图6），使家具受力更加合理，简洁实用的结构形制，清秀素雅的装饰风格。受封建社会礼法制度的影响，坐的方式由席地而坐演变成了后来的垂足而坐，坐具相对应由低矮型坐具发展到的渐高型坐具再到宋元明清的高型坐具。正如牛晓霆在其著作《明式硬木家具制造》中所说：我国传统家具的结构形制发展到明清时期达到历史的顶峰，并以实用美观、榫卯精密著称于世。其在基本沿用了唐宋木构架建筑的梁柱式结构的基础上，借鉴了传统绘画中线的组织规律，巧妙地运用侧腿、枨子、攒边、镶板、替木牙子以及各种榫卯的连接，使家具达到所需力学强度的同时，又实现了功能与形式的完美统一，更重要的是融入了浓浓的中国传统文化的情怀，故结构之美可以说是道与器的完美融合[8]。
图6 椅子框架结构图
图7 椅子框架侧角
（一）框架式结构
明式椅类家具整体结构采用“中剖二分”对称布局，一方面沿用了唐宋木构建筑的梁柱式框架结构，另一方面借鉴了箱式结构，束腰部分佛座和佛塔中间的须弥座的影响。中国传统家具的框架结构主要由立柱和横木组成受力的框架，再嵌木板作围护分隔作用。框架结构以榫接合为主要连接方式[9]。整体在方的框架中穿插构件加固连接而成，有效分解人体荷重。
（二）侧角与收分的结构
侧角与收分结构，是明式椅类家具重要的构架造法，其基本上也是沿袭了古代木构建筑体系结构。侧角（立柱以柱高的百分之一外
）、收分（从柱基往上逐渐收细），令建筑结构成为一个不变的梯形，在家具上会更加明显。侧角是指四条椅腿往内侧，与地面形成小于90度的侧角，整体框架结构上小下大（如图7）。作用有二：一是为了加固构架形体的稳定性，上小下大造法，人体荷重的重心向下，有效使人体保持平衡状态；二是在视觉上，形体上小下大，更显挺拔有劲，有一种向上的视觉感受，给人平衡的视觉效果。收分是指四条腿构件上小下大变化，是指自身构件的变化，在形式上也不至于呆板。
三、构件形体结构
明式椅类家具是框架材的结构体系，单独的构件本身具有自身的结构特点，构架与构件之间相互穿插连接。构件结构在实现自身功能的同时，也加强了整体框架结构的坚固性，并且有一定的审美功能，体现了设计者对传统结构体系的透彻理解与准确把握。
（一）构件相错连接
构件相错连接指的是在进行横材与竖材的连接时，应尽量避免两横材在同一水平面上与竖材相接合。明式家具是以线材为具体的表现形式，在进行线材构件的组装时，充分考虑木材的材性，避免多个榫头和榫眼在同一部位交接，常采用榫卯构件互相避让的方法，从而减小构件受损的情况。在提高整体结构强度的同时，视觉上横竖杆枨在空间上错落有致、形体美观朴实。在椅腿和横枨的连接中，典型的步步高杆枨结构。椅腿以下的横枨，起到加固稳重的作用，从前面的管脚枨到后面的横枨有两种形式。其中一种是前面管脚枨低，两侧稍高，后面的横枨再高，故曰“步步高”，寓意步步高升之意，取名亦相当进取。在结构上采用构件相错连接，避免两两横枨构件在同一位置相交，造成脆弱的节点，削弱了腿足的坚实程度。另外一种形式的步步高杆枨是前面和后面的横枨齐高，两侧稍高，也可能是前面和后面的横枨齐高，两侧分别有两根横枨（如图8）。步步高杆枨既起到了加固和装饰的作用，同时也丰富了构架整体的空间节奏。
图8 步步高杆 结构
（二）构件自身形体结构
构件自身的形体结构是指构件自身的形体与构件之间连接的结构。构件曲直线型、与方圆形体之间的相互转换，从各个局部的方面到整体构架，具体地呈现了出来，起到了加固和装饰美感的作用。
1.搭脑
图9 搭脑
搭脑是椅背枕靠横木，是头部搭放在椅子上的部分。在靠背椅和扶手椅中，搭脑按样式分一般有三种形式，分别是牛头式搭脑、带枕式搭脑和横枨搭脑。其中牛头式搭脑，顾名思义形状像牛头（如图9），中轴对称，呈两边曲线形稍翘，形体呈有机转折，自然过度、优雅大方，视觉引导椭圆形体结束。两端的最低处分别与两后腿相连，采用圆材丁字形结合形式。按外形分一般也分为三种，圆形、扁圆、方形。在这三类基本形状的基础上，工匠师又设计出直线的、弓背形、曲线的或向上翻起的曲线、中间突起两边下滑的曲线，还有圈椅后背的椅圈，顺延至前端扶手的曲线等[10]。
图10 靠背与人体脊椎图
图11 扶手与联邦棍
2.靠背
靠背是明式椅类家具上端与搭脑下端与大边相连接的部位，是供人后背依靠的结构。靠背常见的形式有三种，分别是直靠背板、“C”型靠背板、“S”型靠背板，三种靠背各有其特点。在视觉上，直靠背板与后腿一道，竖直向上的力量感、加上纹理的引导，带给人一种挺拔上进的视觉感受。“S”型的靠背，纹理顺应形体的转折，弯曲缓慢向上转折变化，优美的弧度，三弯三折，符合人体脊椎形体（如图11），流露出一种流畅自然的动感，柔顺光滑，弱化了材质的坚硬。“C”型靠背，圆弧形体向上，在中间弧度达到最大，上下呈中轴对称，玄切纹纹理向上延伸，引导视觉走向。视觉空盈，在视觉上形成了一种极具震撼的柔美力量。极富曲线美的流畅、典雅。在功能上，直靠背能使人的坐姿端正，很好地体现了“正襟危坐”，符合封建社会那时的宗法礼制观念，“坐如钟、站如松、行如风”，是古人对人的行为姿态的礼制观念的一种标准。“S”形靠背（如图10），坐在椅子上时可以闲适地思考问题，可以靠在搭脑上假寐养神。工作斜度，专注及警觉，腰板挺直，不至于昏沉。“C”型靠背的扶手椅，适合喝茶聊天的坐具，心身都处于比较放松的状态。
3.扶手与联邦棍
扶手和联邦棍是两构件相连接一体的结构，扶手是手搭放在的部位，而联邦棍是加固扶手的结构。明式椅类家具的扶手按结构特征大致可分为两大类型：前椅腿和扶手一木连做（如图11）；前椅腿和扶手分开做。一木连做分两种情况：扶手与鹅脖相连的结构出头，另一种是不出头。这是区分南官帽椅和北官帽椅的一个依据。椅腿和扶手分开做也有两种情况：一种是扶手与鹅脖连接处出头，另一种是扶手与鹅脖连接处不出头。二者各有其特点。扶手的形态分为三种：直线型、曲线型和曲直线型，直线型的扶手简洁大方，挺拔刚劲，极富视觉力量感；曲线形扶手，呈有机形态，自由转折，生动活泼，充满动态感；曲直线型的扶手，曲直线型完美结合，形体转折，流畅自然，似行云流水，收放自如，张驰有度。联邦棍，扶手椅的抹头与大边相连的结构部分，在功能上，支撑扶手的小件，因其形状像镰刀，故又名镰刀把。联邦棍一般有三种形式：一种是直线型圆材、上小下粗，二是“S”型圆材，上小下粗，配合椅子的形体，自由扭动，三是“C”型圆材，圆弧上内弯，有一种向内收敛的视觉效果。
作者简介：吴川，东北林业大学材料科学与工程学院硕士研究生。王世浩，东北林业大学材料科学与工程学院硕士研究生。