第二節　落地柱的設計

古建筑中，把直接在基礎或臺明上安裝的柱子稱為落地柱。檐柱、角柱、金柱、中柱等均屬于落地柱。

一、傳統做法

古建筑大木構件中，柱子是一種直立而承受上部荷載的構件，是中國古代建筑中最重要的構件之一，其種類繁多，根據所在建筑位置、部位不同，柱高、柱徑及其形狀和名稱也有所不同，比如檐柱、角柱、金柱、中柱等。

（1）檐柱　是位于建筑物最外圍的柱子，主要承載屋檐部分重量，也是權衡其他尺度的重要構件。

（2）角柱　也稱角檐柱，傳統角檐柱與檐柱基本相同，要注意的就是榫卯位置和方向以及如有側腳時，角檐柱是兩個方向。

（3）金柱　位于檐柱以內的柱子，除順建筑物面闊方向中線上的柱（此柱稱為中柱）以外，其余的都叫金柱。金柱依位置不同又有外圍金柱和里圍金柱之分。相鄰檐柱的金柱稱外圍金柱（又叫“老檐柱”），在外圍金柱以內的金柱稱里圍金柱。若一座建筑中沒有用里圍金柱，則外圍金柱即簡稱金柱。金柱承受屋檐部分以上的屋面重量。金柱的構造基本與檐柱相同，設計時，注意饅頭隼、管腳隼以及枋子口和卯眼位置、尺寸即可。

（4）中柱　位于建筑物縱中線上的柱子叫中柱。中柱直接支撐脊檁，將建筑物進深方向的梁架分為兩段。中柱常用在門廡建筑中，而殿堂建筑一般不用，以擴大室內空間。位于建筑物兩山的中柱稱為山柱，常見于硬山和懸山建筑的山面。山柱將建筑物的排山梁架分為兩段，山柱在門廡或民居中都可見到。這兩種柱子的結構同金柱相似。

以上柱子均屬于落地柱類型，建筑外觀與結構受力相似，現以檐柱為例介紹如下。

（一）柱高和柱徑

傳統建筑的柱子，多以檐柱為基準，其柱高與柱徑因小式與大式的區別而有所差異。

（1）小式建筑以及不帶斗栱的大式建筑的柱高與柱徑的確定　柱高與面寬、柱徑都有著一定的比例關系，清工部《工程做法則例》規定：“凡檐柱以面闊十分之八定高，以十分之七（應為百分之七）定徑寸。如面闊一丈一尺，得柱高八尺八寸，徑七寸七分。”如七檁或六檁小式，明間面寬與柱高的比例為10∶8，即通常所謂面寬一丈，柱高八尺。柱高與柱徑的比例為11∶1。五檁、四檁小式建筑，面闊與柱高之比為10∶7，不帶廊的七檁和六檁建筑的面闊與柱高之比也為10∶7。根據這些規定就可以進行推算，已知面寬可以求出柱高，已知柱高可以求出柱徑。柱高計算的起終點見圖3-10。

（2）一般柱徑的確定　檐柱直徑規定為六口份（斗口），則檐柱直徑D=6斗口×2.5寸=15寸=1.5尺（48cm）（注：1營造尺=32cm）。 柱軸測圖與立面圖見圖3-11。

（二）榫卯結構

柱子與梁枋結合是用榫卯結構實現的，如額枋、穿插枋、小額枋、抱頭梁、雀替、檻框等與柱子的榫卯節點都能體現在柱子上。

1.燕尾榫、透榫

與額枋、墊板等結合時一般使用燕尾榫，與抱頭梁結合的是透榫，柱子設計時應標明尺寸，如圖3-12所示。

2.饅頭榫

饅頭榫是柱頭與梁頭垂直相交時所使用的榫子，與之相對應的是梁頭底面的海眼。饅頭榫用于各種直接與梁相交的柱頭頂部，它的作用在于使柱與梁垂直結合，避免水平移位，參見圖3-13。清《工程做法則例》中規定：“每柱徑一尺，外加上下榫各長三寸”（即將饅頭榫的長度定為柱徑的3/10）。施工中，常根據柱徑大小適當調整饅頭榫的長短徑寸，一般控制在柱徑的2/10～3/10之間。饅頭榫截面或方或圓（即斷面與長度相仿）。榫的端部適當收溜（即頭部略小），榫的外端要倒楞，梁底海眼要根據饅頭榫的長短徑寸鑿作，海眼的四周要鏟出八字楞，以便安裝。

3.管腳榫

顧名思義，管腳榫即固定柱腳的榫，用于各種落地柱根部，童柱與梁架或墩斗相交處也用管腳榫，它的作用是防止柱腳位移。其長短徑寸與饅頭榫相同。較大規模的建筑，由于柱徑粗大，且有檻墻圍護，穩定性好，并為制作安裝方便，常常不做管腳榫，柱根部做成平面，柱礎石亦不鑿海眼（圖3-13）。古建筑落地柱尺寸權衡見表3-1。

二、現代做法

古建筑的柱子基本都是木材制作，隨著時代的進步，新的建筑材料逐漸取代了原有的材料，這就是傳統建筑現代做法的體現，目前應用較多的是鋼筋混凝土、鋼結構以及裝飾用的新型材料，如PVC、PPR、JRC等，這些材料既輕質又環保，尤其鋼筋混凝土最為突出，它的應用代替了木材這種傳統建筑材料。下面就介紹鋼筋混凝土柱子的設計。

所有現代做法的鋼筋混凝土構件的尺寸，一般都應尊重傳統建筑的要求尺寸，柱高與柱徑的確定尊重傳統做法，但要注意，不設置柱頭和柱根的饅頭榫和管腳榫。古建筑柱子均為承重構件，常年設計結果已形成經驗，就是古建筑柱子結構計算基本上都屬于構造配筋，在設計時要注意按照設計規范要求配置。一般規定：混凝土采用C30；鋼筋，受力筋采用Ⅲ級鋼，箍筋采用Ⅰ級鋼。如選用不同時，應另加注。

鋼筋混凝土柱子的設計，根據施工方法的不同，分為預制和現澆兩種。

（一）預制柱

要注意在與梁枋交接處不留卯口，設置預埋件，以便與其他梁枋安裝時焊接。預埋件鋼板的厚度取10mm，長、寬尺寸要依據與梁枋相交處的尺寸結合預埋件（圖3-14）的有關規范而定，如圖3-15所示。如預制柱與現澆梁枋類構件二次澆灌，則要預留插筋。

（二）現澆柱

此種做法要注意梁枋與柱子搭接的預留筋問題，傳統建筑的柱子軸測圖建筑圖參見圖3-11，而現在做法的混凝土柱則不要留榫卯口，但要在榫卯位置留插筋或預埋件，柱子結構見圖3-15。

以上用現代材料、現代技術手段制作的構件，要注意外觀采用傳統古建筑的尺度，只是把古建筑木結構的榫卯結構結合處變成鋼筋混凝土的節點。如預制柱與預制梁枋連接，都要在相應位置設置預埋件，以便焊接；如是預制柱與現澆柱連接，要在預制鋼筋混凝土柱時，留出與梁枋結合的構造鋼筋，要符合有關規范要求的錨固長度；如是現澆柱與現澆梁枋結合，要以梁枋的鋼筋插入柱且滿足錨固要求為主。