（木材科学与技术专业论文）传统竹家具的结构改进研究.pdf

寺由特蘑浇 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立 进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内 容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成 果作品，也不包含为获得中南林学院或其他教育机构的学位或 证书所使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均己在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法 律后果由本人承担。 作者签名 , 4 - 。 妒1 年 寺由抖蘑浇 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的 规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林学院可 以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文。 本学位论文属于： l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、 不保密肌 ( 请您在以上响应方框打“4 ”) 作者签名1 夯 钮导师签名杏幺五文 1 夕吒年石 月g 日 ，1 矿产年 多月矿日 硕j j 学伉论文：传统竹家具的结构改进研究 摘要 传统竹家具常以形圆而中空有节的竹材秆茎和竹片作为家具主要零部件的一 类家具。我国传统竹家具生产历史悠久，造型奇特，常给人以返朴归真的自然风 情，自古以来就深受人们的喜爱。但目前仍停留在手工作坊式生产状态，生产效 率低下，质量总体水平不高。竹子具有材性好、易繁殖、生命力强、生长快、产 量高、成熟早、轮伐期短等特点。如何充分利用竹材，在传统竹家具优势基础 ， 运用现代生产方式改造，使其在现代社会大放异彩，这是中国竹材加工业和家具 业面临的重要课题之一。本研究从传统竹家具的结构着手，对传统竹家具典型结 构进行了较为系统的研究，主要成果如下： i 在广泛调查和查阅相关资料的基础上，概述了竹家具的原料特性以及我国 竹家具的历史、生产现状，分析了传统竹家具现代化改造的必要性并提出了研究 方向。 2 ，分析了传统竹家具诸多竹构件中竹材形态主要有竹秆材、竹片材、竹篾等 三种，其中，竹秆材在传统竹家具中使用最多。 3 深入系统的研究了传统竹家具零部件的接合方式以及装配结构，分析了这 些结构的原理和及其合理性，并指出了传统竹家具结构的不足之处，为结构设计 和改进提供了理论基础和借攀。 4 对传统竹家具的新结构进行了探索，设计了内置式、套接式、l 字金属片 式等多种竹家具专用五金连接件，为拆装化的传统竹家具现代化生产提供了新的 思路。 5 在研究总结传统竹家具结构的基础上提出我国传统竹家具现代化生产的 新思路。 关键词：传统竹家具：竹材：结构；连接方式；五金件 硕十学位论文： 传统竹家具的结构改进研究 a b s t r a c t i t a d i t i o n a lb a m b o of u m i t u r ei sm a i n l yc o m p o s e do f b a m b o oc u l m sa n db a m b o op l a t e o rs t r i p s ，a n di th a sal o n gh i s t o r yi nc h i n a ，b e c a u s eo fi t sp r o p e rv a l u e s ，i th a sb e e n p o p u l a rs i n c e2t h o u s a n dy e a r sa g oa m o n gt h ep e o p l e h o w e v e r , t h eb a m b o of u r n i t u r e m a n u f a c t u r i n gi ss t i l li nap r i m i t i v es t a t eo fi n d i v i d u a lh a n d w o r kp r e s e n t l y b a m b o oi s a ni m p o r t a n tc o m p o n e n to ff o r e s tr e s o u r c e so nt h ee a r t h ，w h i c hi sf a m o u sf o ri t s m a t e r i a lq u a l i t y , r e p r o d u c t i v ec a p a c i t y , v i t a l i t y ，f a s tg r o w t h ，h i g ho u t p u t ，e a r l y m a t u r i n g a n ds h o r tr o t a t i o n c h i n ai sr i c hi nb a m b o or e s o u r c e s h o wt oi m p r o v et h eb a m b o o s u s a g el e v e la n dm a k et h et r a d i t i o n a lb a m b o of o m j t u r em a n u f a c t u r i n gm o d e r n i z e di s a n i m p o r t a n tt a s kn o to n l yt ot h ef u r n i t u r ei n d u s t r y , b u ta l s ot ot h eb a m b o om a c h i n i n g i n d u s t r y i nc h i n a t h j sp a p e r , f o rt h ef i r s tt i m e f o c u s e so nt h er e s e a r c h o fb a m b o o f u r n i t u r es t r u c t u r es y s t e m a t i c a l l y 1 1 1 em a i nr e s e a r c hr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： l ，b a s e d0 nc o m p r e h e n s i v ei n v e s t i g a t i o n ，s y s t e m a t i c a lr e s e a r c hw a sd o n eo nt h e m a t e r i a lp r o p e r t i e s ，t h eh i s t o r ya n dt h em a n u f a c t u r i n gs i t u a t i o ni nc h i n ao ft r a d i t i o n a l b a m b o of u r n i t u r e f u r t h e r m o r e ，m o d e r n i z e di m p r o v e m e n ta n di t sr e s e a r c hc o n t e n to f t h i sk i n do ff u r n i t u r ei sa l s op u tf o r w a r dt o 2 ，i nb a m b o of u r n i t u r e ，b a m b o oh a st h r e et y p e s ：b a m b o oc u l m s ，b a m b o op l a t e sa n d b a m b o os t r i p s r e s e a r c ho ff u r n i t u r es t r u c t u r em u s tb a s eo nt h e s et h r e ek i n d so fb a m b o o c o m p o n e n t s 3 j o i n ta n da s s e m b l i n gs t r u c t u r eo fc l a s s i c a lb a m b o of u r n i t u r ew a ss y s t e m a t i c a l l y s t u d i e d b a s e do nt h ea n a l y z i n go ff u n c t i o n a lt h e o r ya n dr e a s o n a b l ef a c t o r so ft h o s e s t r u c t u r e s ，t h ed i s a d v a n t a g e so ft h o s es t m c t u r e sw e r ep o i n t e do u t t h er e s e a r c hc o u l d p r o v i d et 1 1 e o r yf o u n d a t i o nt ot h es t r u c t u r ei m p r o v e m e n t 4 r e s e a r c hw a sd o n eo nn e wt y p e so fs t r u c t u r e ，v a r i o u sn e wt y p e so fh a r d w a r e s p e c i a lf o rb a m b o of u r n i t u r ew e r ed e v i s e d ，s u c ha sp r e i n s e r t i o n j o i n t ，c a n n u l a j o i n ta n d l s h a p e dm e t a ls h e e tj o i n t t h e s ee f f o r t so f f e ran e wi d e af o rt h ee l a s s i c a lb a m b o o f u r n i t u r e sm o d e r n i z e dm a n u f a c t u r i n g 5 b a s e do ns t u d y i n ga n ds u m m i n gu pt h es t r u c t u r eo ft r a d i t i o n a lb a m b o of u r n i t u r e ，a n e wm o d e mm a n u f a c t u r i n gp r o c e s sw a sd e v i s e df o rm o d e mp r o d u c t i o no ft r a d i t i o n a l b a m b o of u r n i t u r e k e yw o r d s ：t r a d i t i o n a lb a n a b o of u r n i t u r e ； b a m b o o ；s t r u c t u r e ； j o i n t ；h a r d w a r e 2 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 引言 在中国琳琅满目，五彩缤纷的家具世界中，清雅质朴的竹家具无疑是一颗眩入 眼目的明珠。这颗明珠光耀数千年，即使到了今天，它的光环仍笼罩着部分人的 生活“。“。它原料资源丰富、成本低廉、生产历史悠久、使用地区广泛、消费者众 多。竹材可用于制作各种类型的家具制品，如床、桌、儿、椅、凳、架、箱、柜 等。由于竹材是我国及少数东南亚国家特有的材料品种，因而采用竹材制成的家 具制品具有浓郁的地方特色和鲜明的民族风格；由于中国文化赋予竹材的清高、 凛冽、淡泊的气质，使得竹家具具有非同儿响的文化内涵，例如在明代就有将木 制家具的木材构件仿制成竹材形状的先例；由于竹材是一种天然速生材料，因而 竹家具具有良好的生态环保效能。传统竹家具就是因为具有诸多的优势，而逐渐 摆脱了土气登上了大雅之堂，成为构成现代自然风格家居的重要要素。 但我国传统竹家具的设计和生产面临着很多问题：款式陈旧、作坊式生产、 效率低、质量差、附加值低、营销范围小、缺乏名牌、难以打入国际市场。这些 问题成为困扰传统竹家具继续发展的瓶颈。因此，必须运用现代家具的生产方式 来替代这种传统的生产方式，使传统的竹家具成为真正意义上的现代工业产品。 现代家具的特点就是零部件的标准化、家具的可拆装化。 要改造我国传统的竹家具行业是一项艰巨而宏大的系列工程，不仅仅包含家 具造型、家具结构、家具生产工艺等方面，还要在竹家具的设计、制造的各个环 节丌展深入的研究和探索。笔者认为传统竹家具的现代化改造必须从竹家具的结 构改进着手，向零部件的标准化，家具的可拆装化改进，这是传统竹家具工业化 大生产的基础和前提。目前，对传统竹家具结构系统全面的研究和传统竹家具的 现代开发研究还处于空白。鉴于我国目前传统竹家具生产现状，对竹家具的零部 件类型，装配结构等进行系统研究，丌发出功能合理、结构科学的竹家具新结构， 以促进竹家具的现代工业化生产，对提高原竹的利用价值、丰富人民生活、节约 和保护木材资源、促进适合竹类植物生长的贫困地区特别是边远山区的经济发展， 具有重要的现实意义。本文在广泛调研的基础上，针对我困传统竹家具生产现状， 首先将众多的竹家具零部件进行归类，在分析归纳传统竹家具的典型结构的基础 上，重点对传统竹家具新结构和专用五金件的研究开发进行了较为系统深入的研 究。相信会对传统竹家具的现代化改造具有参考和借鉴价值。 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 第一部分：文献综述 1 家具及家具结构概述 1 1 家具的特性与家具的文化形态 家具即家用的器具，广义地说，家具是指人类维持正常生活，从事生产实践 和开展社会活动必不可少的一类器具。狭义地说，家具是日常生活、工作和社会 交往活动中供人们坐、卧或支承与贮存物品的一类器具。 家具与人们的日常生活息息相关，在古代，家具就己得到了广泛使用，而在 现代社会它更是无所不在。家具是一种功能性的产品，在现代社会它是一种工业 产品，同时，它又是一种广为普及的大众艺术品，它既能满足某些特定的直接用 途，又能供人观赏，使人在接触和使用过程中产生某种审美快感和引发丰富联想 的精神需求。它所涉及的学科相当广泛，一方面它涉及材料、工艺、设备、化工、 电器、五金、塑料等技术领域，另一方面又与社会学、行为学、美学、心理学等 社会科学以及造型艺术理论密切相关。 同时，家具还是一种文化形态。文化是一个发展的概念，在今天，人们多把 文化看作是一种生活方式、样式或行为模式。人类的一切文化都是从造物开始的， 每件工具的选择与制造都伴随着人类的行为和经验。从自然中分离出来的人类有 着特殊的概念，以及表达这些概念的符号，如语言、图像、色彩、形态、文字。 这些符号作为人类认识和实践的工具，进一步激发了造物活动的深化。由普通物 品的单一功能逐步向多层次的功能发展，文化即从中形成。人类从最初的对自然 物的选择开始，就己包含了某种设计的因素，可以说产品设计就是通过实现功能 的物质载体来体现人类文化体系的造物活动的一个重要组成部分。中外家具的发 展史便是人类造物活动的一个重要组成部分，也是人类文化在家具产品中的充分 体现。 家具是一类社会物质产品，作为重要的物质文化形态，表现为直接为人类社 会的生产、生活、学习、交衔；和文化娱乐等活动服务。同时，家具又是- f j 生活 艺术，它结合环境艺术、造型艺术和装饰艺术等，直接反浃我们创造了什么样的 文化。它以自己特有的形象和符号来影响和沟通人的情感，对人的情感、对人的 心理产生一定的影响，是人类理解过去，表现今f t ，规划将来的一种表现形态， 有着历史的连续性和对未来的限定性。 4 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 家具文化是物质文化和精神文化的整合。家具是人类社会发展、物质生活水 准和科学技术发展水平的重要标志。家具的种类与数量反映了人类从农业时代、 工业时代到信息时代的发展和进步。家具材料是人类利用大自然和改造大自然的 系统记录，家具的结构科学和工艺技术反映了工业技术的进展和科学的发展状态， 可以认为家具发展是人类物质文明史的一个缩影例。 家具文化作为精神文化，它具有教育功能、审美功能、对话功能、娱乐功能 等。家具是室内环境构成的一项重要内容，它的造型、色彩和艺术风格与室内空 间艺术共同营造特定的艺术氛围【3 】。家具的设计原则、文化观念与表现手法是和建 筑艺术以及其它造型艺术一脉相承的。家具以其特有的功能形式和艺术形象长期 地呈现在人们的生活空间，潜移默化地唤起人们的审美情趣，培养人们的审美情 操，提高人们的审美能力。同时家具也以艺术形式直接或间接地通过隐喻或文脉 思想，反映当时的社会与宗教意识，实现象征功能与对话功能1 2 j 。 1 2 框式家具的结构 在刨花板出现以前，不论是能工巧匠手工制作的家具，还是机器生产的家具， 大都是框式家具。框式家具是指以棒接合的框架为结构的家具，榫接合是中国家 具传统的接合方式，框式家具是由起承重作用的框架和起围护作用的板件构成， 主要使用天然木材制作和生产。 传统框式家具的构成形式为框架结构、榫卯接合( 如图1 1 所示) 。采用框架 结构的合理性在于框架可以由线型构件构成，之所以用线型构件是由于木材所固 有的湿胀干缩性能使板状实木构件难以驾驭；而之所以采用榫卯接合是由于木材 的类似于钢筋混凝土结构的力学性能给人们提供了采用这种接合的条件 4 】。 图1 1 榫接合是指榫头压入榫眼或棒槽的接合 常见的框式家具的主要结构类型有框架结构、嵌板结构、拼板结构等。框架是 框式家具的基本结构部件，也是框式家具的受力构件。最简单的框架由纵横各两 根方材通过榫接合而成，有的框架有嵌板，有的嵌玻璃，有的是中空的。嵌板结 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 构是框式家具中常用的结构形式，不仅可以节约珍贵的木材，同时也比整体采用 方材拼接稳定，不易变形。将人造板或拼扳嵌入木框中间，起封闭与隔离作用的 这种结构称为嵌板结构。用窄的实木板胶拼成所需要宽度的板材称为拼板，传统 的框式家具的桌面板、台面板、柜面板、椅座板、嵌板以及钢琴的共鸣板都采用 窄板胶拼而成【5 j 。 中国传统家具的结构以榫卯为主。一方面，它具有合理的受力状态、足够的 接合强度、精湛的工艺性能；另一方面，它是一种固定式结构，不利干生产和产 品的标准化、系列化以及产品的远途运输，给大规模生产和销售带来了极大的不 型5 1 。随着现代化大工业生产的不断发展，家具产品部件化生产成为家具工业化生 产主流，传统家具的榫卯结构已不能满足工业化生产的要求，榫接合逐步被五金 件接合所替代【6 川4 1 。 回痧四 围1 2 嵌板结构中的糟榫法嵌板图i 3 拼板结构中的指形拼 框式家具结构复杂、榫接合多、费工费料。在生产技术上，框式家具主要采用 的是传统工艺美术式设计方法和手工加机械的制作方法，即从总体造型设计到结 构、零部件尺寸设计，再到试生产，然后才安排批量生产。一种家具款式构成独 立的一种生产循环。结果是设计重复，生产周期长、规模小、成本高。从产品质 量上看，框式家具尽管也采用了机器生产，但它很难体现出现代化机器加工带来 的高质量和造型美，家具的质量主要还是取决于工人师傅的手工技艺的高低。从 生产方式来看，尽管它使用了机器而且有大批量生产，但是整个家具业的生产方 式在观念上仍停留在手工业生产时代。这极大地限制了家具质量的提高以及生产 规模的扩大 】。 1 3 板式家具的结构 随着人造板工业的迅猛发展，尤其是刨花板生产规模的日益扩大，具有悠久 历史的家具终于在结构和生产方式上取得了革命性的变化。发达的欧洲率先推出 了板式家具并且得到了迅速的发展。 板式家具，指以人造板为基材，采用专用的五金连接件或圆( 棒) 榫连接装配 6 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 而成的家具。板式家具摒弃了框式家具中复杂的榫卯结构，而寻求新的更为简便接 合方式，就是采用现代家具五金件与圆榫连接。而安装五金件与圆榫所必需的圆孔 由钻头间距为3 2 m m 的排钻加工完成的。为获得良好的连接，“3 2 m m 系统”就此 在实践中诞生，并成为世界板式家具的通用体系，现代板式家具结构设计被要求按 “3 2 m m 系统”规范执行。 所谓“3 2 m m 系统”是指一种新型结构形式与制造体系。简单来讲，“3 2 m m ” 一词是指板件上前后、上下两孑l 之间的距离是3 2 m m 或3 2 m m 的整数倍1 8 。9 l 。在欧 洲也被称为“e u r o ”系统，其中e - - e s s e n t i a lk n o g l e d g e ，基本知识；u - - u n i q u e t o o l i n g ，专用设备的性能特点；r - - r e q u i r e dh a r d w a t _ e ，五金件的性能与技术参数； o - - o n g o i n ga b i l i t y ，不断掌握关键技术。 3 2 m m 系列拆装式自装配家具，亦有称之为k d 家具( k n o c k d o w n f u r n i t u r e ) 或 r t a 家具( r e a d y - t o - a s s e m b l ef u r n i t u r e ) 。3 2 m m 系列拆装式自装配家具适应于大工 业化生产的要求，在设计、生产、贮存、运输、销售、安装、使用等方面均具有许 多传统家具难以相比的优点：在设计上，应用工业设计的原理，把板块的标准化、 通用化、系列化放在首位，这样简化了板块的规格、数量，并让用户通过产品说明 书参与设计工作，因此设计工作就相应的简化了；在生产上，由于简化了板块的规 格数，这样就减少了机械设备的频繁调试，提高了加工精度和工作效率，同时也就 相应地降低了产品的成本，延长了设备的使用寿命；在贮运上，由于是标准板件， 而且3 2 m m 系列自装配家具的产品就是板件，因此在运输与贮存过程中，可以采用 成批的纸箱包装和大量堆放，有效地利用了贮运空问，减少了诸如破损、难以搬运 等许多麻烦；在销售上，3 2 m m 系列自装配家具是板块销售，同时用户可以根据自 己的愿望和需要来改变产品的造型和色彩组合，可以设想将来的销售情况是：设计 者和销售人员将系列产品的有关数据输入计算机中，计算机将这些数据进行处理 后，打印出各种规格板件的代号、数量、价格、贮存地点、连接件的种类、数量以 及产品的装配示意图和产品价格。用户可以根据这些来选择自己满意的产品，并自 行装配。同时工作人员也可逶过这些很快地从库中取出板件，包装后送到用户手中。 用户还可以增减或变换板块自己动手设计出其它形式的产品【9 】。 与框式家具相比，板式家具的结构仅仅由板件组成，板件既起承重作用，又起 围护作用，而板件之间只通过联接件联接而成。板式家具所使用的材料主要是现代 工业板材如各种人造板，其结构简单，生产工艺简便，容易拆装、贮存和运输，完 全克服了框式家具结构复杂、榫眼接合多、费工费料、生产工艺复杂以及贮存和运 输不方便等缺点。整个家具的设计和加工，实际上主要是对各类板件的设计和加工， 7 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 所以生产企业完全能使各类板件规格化、系列化、标准化、通用化，实现家具的自 动化和规模化生产，保证产品质量，提高生产效率1 1 加1 川4 1 。 1 4 家具五金连接件 家具五会品种繁多，目前世界家具五 金已超万种，限于篇幅这里不可能也无须 全部列出，国际标准( i s o8 5 5 4 、i s o8 5 5 5 ) 将其分成九大类：锁、连接件、铰链、滑 道、位置保持装置、高度调整装置、支承 件、拉手、脚轮【43 9 1 。 将家具的零件组装成部件，再将零部 件组装成产品，都需要应用连接件。零部 件组装化生产已成为家具工业化生产的大 趋势，具有可拆装结构的连接件因而得到 广泛的应用，成为各类五金中应用最为广 泛的一种。 根据连接是否可拆卸，可将连接件分 为固定和拆装两大类。现代家具讲究家具 零部件的通用化、系列化、可拆装化，因 此家具中的可拆装式连接件的应用越来越 广泛。可拆装连接件按其扣紧方式可分为： 螺纹啮合式、凸轮提升式、斜面对插式、 膨胀销接式及偏心螺纹啮合式等等。其中 凸轮提升式连接，应用最为广泛，又称为 图1 4 可拆装的偏心连接件 图1 5 杯型铰” 偏心连接件。如图1 4 为应用广泛的偏心连接件，图1 5 为板式家具安装门的杯型 铰。 1 5 家具结构的改进对传统竹家具改造的启迪 伴随着人造板工业的发展，家具的结构和生产方式都发生了巨大的变化，现代 家具采用简单有效的五金件和圆榫接合，贯彻零部件的规格化、系列化、标准化、 通用化要求，积极实现家具的自动化和规模化生产，以保证产品质量，提高生产 效率。竹家具作为一种传统的民间家具，因其具有浓郁的民族风味，返朴归真的 8 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 造型和色彩，充满大自然的甜美温馨之情而为人们所喜爱。但是由于传统竹家具 人停留在手工阶段，生产效率低，质量难以保证。因此，可以仿效现代家具的结 构特点，摒弃传统的不可拆装的包接、榫接及竹销钉等连接，开发出新的竹家具 结构和专用五金件，使得竹家具成为一种可现代化生产的、可拆装的绿色家具， 这就是木家具结构改进对传统竹家具制造的启示。 2 竹家具概述 竹家具是指以竹材为原料加工而成的家具“ 一1 。竹家具是一种传统的民 间家具，因其具有浓郁的民族风味，返朴归真的造型和色彩，充满大自然的甜美 温馨之情而为人们所喜爱。今天，随着竹材工业化利用水平的提高和竹质材料的 开发，不同类型和加工方式的竹家具不断涌现，因此竹家具的定义的内涵和外延 已发生很大的变化。传统竹家具是相对于现代竹家具而言的。现代竹家具是建立 在现代的竹材加工技术基础上的，由各种类型的竹质复合材料加工而成的一类家 具，如竹集成材板式家具；传统竹家具就是以竹材杆茎为原材料，多以竹秆材、 竹片作为零部件的一类原竹家具。 有人说，对材料的运用能力在一定程度上反应了设计师的设计能力，这一点已 在很多成功的设计实践中得以体现，所谓运用材料的能力，包含对材料的认识和 使用两方面。认识材料是使用材料的基础。对于材料的认识建立在物质和精神两 个层面上。从物质层面上讲，就是认识材料的性能，这主要是指材料的物理性能 和化学性能。物理性能属于材料所举的特性，有光泽、透明度、吸水性、机械程 度、变形特点。声、光、热性能等。化学性能是指材料在氧化、还原、耐酸碱性 等方面的特性，这些都是设计中所要考虑的与造型、结构、工艺等有关的材料性 能。从精神层面上讲，就是要研究材料本身所具有的材料美以及文化内涵【1 8 1 。 2 1 竹家具的材料特性 鲜 竹子在植物分类学上属被子植物门( a n g i o s p e r m a e ) 双子叶植物纲 ( m o n o c o t y l e d o n e a e ) 禾本目( g r a m i n a l e s ) 禾本科( g r a m i n e a e ) 竹亚科 ( b a m b u s o i d e a e ) 1 9 2 0 1 。全世界记录的有五十多属，一千- - - g i 多种。主要分布在中国 及东南亚等地区。在我国共有竹类植物4 4 属，4 0 0 余种，竹材资源丰富，主要分 布在西南、中南、华东各省，产量居世界第一位，应用最广泛的是毛竹、刚竹、 淡竹、慈竹、苦竹、水竹和桂竹等。竹子生长得比树木快得多，仅需三、五年时 间便可加工利用，因而从供应上来看。竹子是“取之不尽，用之不竭”的天然资 9 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 源。中国人爱竹、种竹、用竹，形成了独具东方魅力、中国特色的竹文化。因此， 中国又有“竹的故乡”、“竹之王国”之称。 竹的一切表征特性和外观形态，均是由它的组织结构和相关性质所决定的。要 做到对竹子很好的利用，必须认识和了解竹材形态、组织构造和性质。 2 1 1 竹材的形态特征与构造 竹子由地下茎、竹秆、竹枝和竹叶组成。竹类 植物的叶片通常为长椭圆形至锥针形，中脉凸起。 竹杆外观为圆柱形、中空有节，两节间的部分称为 节间。节间的形状和长度变化较大，一般为圆筒形， 呈绿色；但有的略呈方形，有的呈龟甲状，有的为 紫黑色、有的为黄色或具条纹。沙罗竹竹节问较长， 有7 0 8 0 e m ，最长l o o c m ，这些特殊形态大大提 高了竹类的观赏价值。 竹秆是竹类植物最重要的部分。平时所说的竹 材就主要指竹秆，是竹子利用价值最大的部分。节 图2 1 竹秆材构造 间中空，称为髓腔。髓腔周围的壁称为竹壁。竹壁 卜竿壁2 - 竹黄3 - 竹肉4 - * t c r 厚度一般是根部最厚，至上部则逐渐减薄。生产习 惯上将竹壁自外向内称为竹青、竹肉、竹黄三部分。解剖学上则将竹壁分为表皮、 皮层、基本组织、维管束和竹腔壁等五个部分皿1 删。 竹青为竿壁的外侧部分。组织紧密，质地坚硬而且有较强的韧性。表面光滑， 因含有叶绿素而呈青绿色。竹黄为竿壁的内皮，组织比较疏松，质地比较脆弱， 颜色一般为淡黄色。竹肉为介于竹青与竹黄两者之间的木质组织。竹材的竿壁主 要由纵向纤维组成，包括维管束和基本组织两部分。竹秆外侧因维管束小而密， 纤维含量多，而材质坚韧。内侧因维管束少，所以较脆弱瞄7 孤默3 0 1 。 2 。1 。2 竹材的物理力学性能 竹材的构造决定了竹材的性能，竹材有许多优良的性能：密度较小( 一般为 0 5 o 8g e m 3 ) ：强度高，抗拉、抗压强度均优于木材：富有韧性和弹性，抗弯 能力强，不易折断；材质细密，光滑坚硬，纹理通直，收缩性小；竹材易纵向劈 开，可锯、刨、钻、铣，胶合性良好 2 6 。1 】：有很好的劈篾性，尤其是竹青层，可 以削分成极薄极细的篾片和细丝，柔韧结实。此外，竹材在高温条件下会软化， 在外力作用下极易弯曲成曲线形，冷却即可定型。这一特性给竹家具生产及竹装 1 0 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 饰品带来了便利和特色，在此基础上形成了竹家具的艺术风格和基本结构形式。 竹材虽然有许多优点，但竹材由于是有机物质，受到生长的影响与自然的支配， 因而带来某些缺陷，如虫蚀、腐朽、吸水、开裂、易燃和弯曲等，以致在实际应 用中常会受到限制，因此必须对其进行处理j 。 竹材生长比树木快，如毛竹只要4 6 年即可砍伐利用，只要竹林管理得好， 可以永续产竹，是“取之不尽，用之不竭”的天然资源，也是保持良好生态环境 的绿色材料。总之，竹材是优质的家具及装饰用材。 2 1 3 竹子及竹材的文化内涵 中国是世界竹子分布的中心，悠悠五千年，竹 子与国人息息相关。竹子在我国的种植历史悠久， 6 千年前的半坡文化遗址中保存有竹子的痕迹，自 有文字记载的2 千多年华夏历史文化中，竹子对中 国人生活的作用非常广泛：“食者竹笋，庇者竹瓦， 载者竹筏，炊者竹薪，衣者竹皮，书者竹纸，履者 竹鞋，真可谓不可一目无此君也。”吴越春秋 中记载：“断竹、续竹、飞土、逐肉”说明在上古 时代就利用竹子做弓，射杀鸟兽。我国秦汉以前的 书称为竹简，是用竹子做的，在东汉纸张发明以后， 又用竹子做毛笔，在中国古代竹子就与文化密不可 分。辞海( 1 9 7 9 年版) 中共收竹部文字2 0 9 个， 可见竹子对中国社会文化的影响。仅一本中国竹 呈乏：等家具更能体现家具的 诗词就收集竹子诗词i 万3 千多首1 4 3 】。 竹子的许多生物特征被赋予人格精神，形成深 厚的文化底蕴【3 ”。竹子以其挺拔秀丽的竿、坚劲硬朗的节、四节常青的叶和中空 虚心的腔等生物特征为人们所称道，并与不畏逆境、宁折不屈、虚心谦和、高风 亮节等中华民族的优良品德相关联。历代文人雅士都喜竹、咏竹、写竹、用竹， 他们将竹子挺秀劲拔、坚韧质轻、外坚中空，在风雨中弯而不折的自然特性喻作 高风亮节，全德君子。以竹喻人，晓以树德励志，修身处世之道，白居易的养 竹记中有竹本固，固以树德；竹性直，直以立身：竹心空，空以体道，竹节贞， 贞以立志之说。竹历寒冬而枝叶不凋，竹、松、梅“岁寒三支”，竹居其一。竹、 兰、梅、菊也被誉谓“四君子”。宋代大诗人苏轼在于潜僧绿筠轩中的“宁可 食无肉，不可居无竹。无肉令人瘦，无竹令人俗。人瘦尚可肥，士俗不可医。”反 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 映出诗人对竹子推崇喜爱的程度。“未出土时便有节，及凌云处尚虚心”，竹子作 为高雅、淡泊、谦逊、正直、高风亮节的象征，是中国儒教、佛教思想的反映， 是文人士大夫所追求的做人处世之道。 因此，竹在中华文化中远非一般的纯生物意义上的生物，而是“人化”了的 自然，沉淀着中华民族的情感、观念、思维和理想等深厚的文化底蕴，构成一种 反映于体现中华民族内在精神的外化形式的文化景观，一种传达与表现中华民族 的审美趣味、宗教精神、人格理想的文化符号 4 s l 。 2 1 4 家具用竹材常用竹种和原竹要求 我国竹种较多，但用于竹家具制作的主要有毛竹、刚竹、淡竹、苦竹等数十种。 现将部分国产家具用用竹种和特性如下”“7 “”“1 ： ( 1 ) 毛材( p h y l l o s t a c h y sp u t 蛇s c e n s ) 毛材，又名楠竹，系散生型竹种，主要分布在 秦岭、汉水流域至长江流域以南广大地区。是我国分 布最广、产量大、经济价值最高的优良竹种。粗大端 直，高达2 0 多米，径达1 6 c m 或更粗，竹壁厚在o 5 1 5 c m 之间，节问长4 0 c m ，有的甚至可达4 5 c m 以上。 材质坚硬强韧，纹理通直、劈篾性能良好，可劈做竹 条做竹家具骨架，十分结实耐用。是竹材工业化； 用 的主要用竹种。 图2 - 3 毛竹 ( 2 ) 刚竹( p h y l l o s t a c h y sv i r i d i s ) 刚竹，又叫苦竹、台竹、斑竹、光竹、鬼角竹。地下茎单轴散生。分布在我国 长江流域及黄河流域，而以长江流域较为广泛。竹秆直立，梢微曲，高5 1 5 m ， 胸径3 l o c m ，竹壁厚度中等，基部数节间长，一般 为4 1 5 c m ，中部最长节间可达3 5 c m ；节间圆筒形， 分枝一侧有沟槽，上窄下宽，有纵行中脊。刚竹竹秆 质地细密，坚硬而脆，韧性较差，劈篾效果远不如毛 竹和淡竹，一般做晒衣竿、农具柄用。刚竹家具就是 以刚竹作为骨架。 ( 3 ) 淡竹( p h y l l o s t a c h y sg l a u c a ) 淡竹又名早竹、瓷竹，系散生型竹种，主要分布于 我国长江流域。竹秆高5 1 5 m ，径2 6 c m ，节间较 图2 4 慈竹 长，可达3 0 4 0 c m ，竹壁中等偏薄，竹秆均匀细长， 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 易于劈篾，刮青处理后，竹表色泽很美，是制作家具的优良竹材。整竿使用和劈 篾使用均佳。 ( 4 ) 慈竹( n e o s i n o c a l a m u sa f f i h i s ) 慈竹，又名甜慈竹，系丛生型竹种，主要分布在四川、云南、贵州、湖南、湖 北一带。竹秆高5 l o m ，径4 8 c m ，节间长可达6 0 c m ，竹壁薄，竿环平。竹质 柔软，力学强度差，但劈篾性能极好，能劈做极薄的篾和分成极细的丝，柔韧 结实，是我国西南地区最普遍的篾用竹种。但是由于慈竹太软，不宜做家具的骨 架材料。 ( 5 ) ) 桂竹( p h y l l o s t a c h y sb a m b u s o i d e s ) 桂竹，又名五月季竹，麦黄竹，小麦竹，主要产于长江流域各省，河北、河南、 四川等地。竿高达1 5 m ，径可达1 4 1 6 c m ，中部最长节间长达4 0 c m ，竹秆粗大， 竹材坚硬，篾性也好，为家具优良竹种。 ( 6 ) 黄苦竹( p l e i o b l a s t u sa m a r u s ) 黄河流域以南至长江流域，江苏南部及浙江西北部。喜生于沙质土上，竿高8 9 m ，径4 6 e m ，中部节问长2 7 4 2 c m ，韧性大，篾性甚好，易劈篾。可整材使 用做竹家具，结实耐用。 竹家具除了要求竹材的粗壮匀直外，还强调竹材的新鲜度，以保证竹材不变质， 不受微生物侵害，使加上出来的产品具有天然鲜艳的色泽和质地。传统生产竹编 制品，喜欢使用幼龄竹( 2 年生左右) ，材质柔嫩便于编织。相反，对于现代产品加 工，大部分须进行漂白、蒸煮和烘干。幼龄竹材质还未纤维化，含水率高，在上 述过程中易收缩变形甚至开裂，所以不宣采用。一般要求壮年竹，亦即4 年生以 上，最理想为5 6 龄的竹子。 各竹种的材性有它的共同特点，但每一竹种又有它自己的特点，有不同的直径、 壁厚和强度性能等。在选材时，必须按各零、部件的要求来选用。做家具骨架的 竹材，直径要符合用途，质地要硬，力学性能好，有足够刚度，如刚竹、淡竹、 桂竹、灰竹、毛竹等。竹编劈篾用竹要质地坚韧，节间距离宜大，竹节不隆起， 劈篾性好，柔软，竹壁较薄的，如慈竹、黄苦竹、淡竹、甜竹等。做集成竹家具 的竹材壁要厚，径级宜大，如毛竹、粉旦竹等。竹材还需进行防虫、防霉处理和 刮青、油漆等表面处理。 2 。2 传统竹家具 我国传统竹家具常以形圆而中空有节的竹材秆茎作为家具主要零部件的一类 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 家具。现在，自然秀美、轻巧别致、光滑细腻的竹家具在我国江南的广大城乡使 用十分普遍。以人们用毛竹、刚竹、白竹、桂竹、紫竹、水竹、麻竹等为原料， 经过对竹秆一系列加工后制成椅子、桌子、躺椅、柜子、等各种日常家具，这些 家具造型简洁、价格低廉、舒适凉爽、经久耐用，为国内外用户所青蜊”】。 图2 5 传统风格的竹椅茶几( 产地：四川成都) 1 “1 竹材中含有糖类、脂肪、蛋白质、纤维素和木质素等有机物质，易遭虫蛀、霉 变。其次竹材易吸水和干裂，色彩尚欠丰富。为消除上述缺陷和不足，提高竹材 的使用价值，必须对竹材进行有关的技术处理【3 9 】。 生产的主要工艺流程为：选料、药剂处理、干燥、下料、烤竹、车竹、划线、 讨墨( 在包接结构中计算“头”与“箍”有关尺寸的工序) 、骟竹( 即横向锯口一 弯曲工艺) 、开榫、制板( 制作板式部件) 、装配、表面涂饰等 蛐】。 传统竹家具的接合多采用打穴凿孔、榫合钉固的传统结构，或再辅以藤条、塑 料条带等捆扎，近年来也有一些家具采用木螺钉 装配，生产及使用实践表明，这些结构基本上简 便有效。无胶无毒，自然环保。 在表面特征上，传统竹家具以不装饰为装饰， 充分展现竹材外观的形态美，表现其特有的观赏 和审美价值，表现其虚心有节、朴实无华的文化 内涵。如果竹材砍伐后对竹材进行保青处理，则 可以保持活竹的天然外观特性，做成绿竹家具， 甚为美观，自然，装饰性能极佳。 值得一提的是，在我国的传统竹家具中，还 有一种与常见竹家具不同的竹编家具，它是由弯 图2 6 富有特色的竹编家具 曲性能好，柔韧性强的薄竹篾在骨架上编织而成 1 4 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 的一类家具( 如图2 。6 所示) 。它的结构和工艺与常见的竹家具有很大的不同，本 研究没有专门探讨。 2 3 现代竹家具 现代竹家具是指先将竹材加工成现代竹质复合材料，然后加工成的一类家具。 现代竹家具有竹材集成材板式家具和竹碎料板板式家具两种类型。现以材集成材 板式家具为例说明现代竹家具的特性。 图2 6 表面自然美观的竹方桌、竹方凳( 产地：四川成都) p 8 “5 】 2 3 1 竹材集成材家具的表面装饰特性 竹材具有特殊的颜色和结构，所以胶合而成的竹材集成材的板面具有特殊的 纹理。竹材集成材的胶合方式分平压和侧压两种：平压是指将每个竹条的径面涂 胶加压胶合，板面表面可见的是竹材的弦面，保留竹节的天然纹理，由于竹材弦 面较宽，所以竹节纹理清晰可见；侧压是将每个竹条的弦面涂胶加压胶合，扳的 表面可见的是竹条的径面，由于竹材径面厚度有限，要达到同等宽度需要竹条数 量较多，板面显示的是径向的竹节纹理，所以板面纹理细密。 平压竹材集成板材常用于桌面、柜门等部位，纹理清晰大方，充分表现了竹 材集成材的外观特点。竹材集成方材常用侧压方式，用于加工椅腿、桌腿等外观 纹理要求不高的部位 竹材集成材常见的颜色有本色和炭化两种，本色是指竹材集成材保持竹材竹 肉部分天然的浅黄的颜色；炭化是指采用高温、高压饱和蒸汽处理技术使竹片炭 化后。竹材呈现的类似于浅咖啡色的颜色。本色自然亲切，但是材性和颜色经长 时间使用后易改变；经炭化处理的竹材色彩稳重、深沉，材性稳定且表面硬度略 硕士学位论文：传统竹家具的结构改进研究 高。竹材集成材家具为保持其天然材质，一般采用透明清漆涂饰1 。 图2 7 竹制沙发套装( 产地：浙江新昌，南洲竹业) 口8 “8 l 2 3 2 竹材集成材家具的结构特性 竹材集成材家具的结构类型主要分板式家具和框式家具两类。竹材集成材色 泽淡雅、自然，具有东方古典的文化韵昧，而框式家具造型又有仿古( 仿明清家具) 家具和现代家具之分，家具种类多为餐桌椅、休闲椅及衣柜等。仿古家具多为深 色、即常用炭化集成材。 竹材集成材板式家具的基本结构和术质板式家具非常相似，均是采用部件加 “接口”的结构形式。但由于竹材集成材微观结构的特殊性：竹材集成材是由纵 向排列的竹片压制而成的三层结构板材。其微观结构的结构分子( t i p 竹片的维管束 分子) 只有一个排列方向顺纹排列( 纤维丝倾角与纵向大约为0 ) 。由此造成竹材集 成材的纵向或横向握钉力均较小( 和木质材料比较) 。因此在进行竹材集成材板式家 具结构设计时，必须设计和制造竹材集成材板式家具专用的连接件，以便提高竹 材集成材的握钉力，保证竹材集成材板式家具的结构强度。同时由于竹材集成材 的弹性变形较小，为了使竹材集成材板式家具零部件的装配更紧密，竹材集成材 板式家具专用连接件必须有自锬功能 4 2 】。 2 3 3 竹集成材家具的工艺特性 近来年国内竹材加工机械得到了一定的发展，在传统的竹材加工方式工业化 的基础上竹材集成材家具的加工发展起来，基于地板类板材生产技术，借鉴木材 集成材的层积和拼宽胶合工艺，最终形成其独特的的家具生产工艺。竹材集成材 板式家具的生产工艺核心是实现标准型部件化的加工。竹材集成材板式家具的生 产工艺内容和本质人造板板式家具的基本相同，但工艺要求有所不同。竹材集成 1 6 硕士学位论文；传统竹家具的结构改进研究 材板式家具的生产工艺如下f 4 l l ： 。原料一截断开片( 竹秆纵剖) 一精加工( 竹条定厚) 一炭化脱脂处理 ( 蒸煮、漂白) 一水热及药剂处理一竹条干燥一精刨一分选一涂胶一组坯 一热压