第二节 落地柱的设计
古建筑中，把直接在基础或台明上安装的柱子称为落地柱。檐柱、角柱、金柱、中柱等均属于落地柱。
一、传统做法
古建筑大木构件中，柱子是一种直立而承受上部荷载的构件，是中国古代建筑中最重要的构件之一，其种类繁多，根据所在建筑位置、部位不同，柱高、柱径及其形状和名称也有所不同，比如檐柱、角柱、金柱、中柱等。
（1）檐柱 是位于建筑物最外围的柱子，主要承载屋檐部分重量，也是权衡其他尺度的重要构件。
（2）角柱 也称角檐柱，传统角檐柱与檐柱基本相同，要注意的就是榫卯位置和方向以及如有侧脚时，角檐柱是两个方向。
（3）金柱 位于檐柱以内的柱子，除顺建筑物面阔方向中线上的柱（此柱称为中柱）以外，其余的都叫金柱。金柱依位置不同又有外围金柱和里围金柱之分。相邻檐柱的金柱称外围金柱（又叫“老檐柱”），在外围金柱以内的金柱称里围金柱。若一座建筑中没有用里围金柱，则外围金柱即简称金柱。金柱承受屋檐部分以上的屋面重量。金柱的构造基本与檐柱相同，设计时，注意馒头隼、管脚隼以及枋子口和卯眼位置、尺寸即可。
（4）中柱 位于建筑物纵中线上的柱子叫中柱。中柱直接支撑脊檩，将建筑物进深方向的梁架分为两段。中柱常用在门庑建筑中，而殿堂建筑一般不用，以扩大室内空间。位于建筑物两山的中柱称为山柱，常见于硬山和悬山建筑的山面。山柱将建筑物的排山梁架分为两段，山柱在门庑或民居中都可见到。这两种柱子的结构同金柱相似。
以上柱子均属于落地柱类型，建筑外观与结构受力相似，现以檐柱为例介绍如下。
（一）柱高和柱径
传统建筑的柱子，多以檐柱为基准，其柱高与柱径因小式与大式的区别而有所差异。
（1）小式建筑以及不带斗栱的大式建筑的柱高与柱径的确定 柱高与面宽、柱径都有着一定的比例关系，清工部《工程做法则例》规定：“凡檐柱以面阔十分之八定高，以十分之七（应为百分之七）定径寸。如面阔一丈一尺，得柱高八尺八寸，径七寸七分。”如七檩或六檩小式，明间面宽与柱高的比例为10∶8，即通常所谓面宽一丈，柱高八尺。柱高与柱径的比例为11∶1。五檩、四檩小式建筑，面阔与柱高之比为10∶7，不带廊的七檩和六檩建筑的面阔与柱高之比也为10∶7。根据这些规定就可以进行推算，已知面宽可以求出柱高，已知柱高可以求出柱径。柱高计算的起终点见图3-10。
图3-10 柱高与柱径
（2）一般柱径的确定 檐柱直径规定为六口份（斗口），则檐柱直径D=6斗口×2.5寸=15寸=1.5尺（48cm）（注：1营造尺=32cm）。 柱轴测图与立面图见图3-11。
图3-11 柱轴测图与立面图 （有馒头榫和管脚榫）
（二）榫卯结构
柱子与梁枋结合是用榫卯结构实现的，如额枋、穿插枋、小额枋、抱头梁、雀替、槛框等与柱子的榫卯节点都能体现在柱子上。
1.燕尾榫、透榫
与额枋、垫板等结合时一般使用燕尾榫，与抱头梁结合的是透榫，柱子设计时应标明尺寸，如图3-12所示。
图3-12 燕尾榫、透榫
2.馒头榫
馒头榫是柱头与梁头垂直相交时所使用的榫子，与之相对应的是梁头底面的海眼。馒头榫用于各种直接与梁相交的柱头顶部，它的作用在于使柱与梁垂直结合，避免水平移位，参见图3-13。清《工程做法则例》中规定：“每柱径一尺，外加上下榫各长三寸”（即将馒头榫的长度定为柱径的3/10）。施工中，常根据柱径大小适当调整馒头榫的长短径寸，一般控制在柱径的2/10～3/10之间。馒头榫截面或方或圆（即断面与长度相仿）。榫的端部适当收溜（即头部略小），榫的外端要倒楞，梁底海眼要根据馒头榫的长短径寸凿作，海眼的四周要铲出八字楞，以便安装。
3.管脚榫
顾名思义，管脚榫即固定柱脚的榫，用于各种落地柱根部，童柱与梁架或墩斗相交处也用管脚榫，它的作用是防止柱脚位移。其长短径寸与馒头榫相同。较大规模的建筑，由于柱径粗大，且有槛墙围护，稳定性好，并为制作安装方便，常常不做管脚榫，柱根部做成平面，柱础石亦不凿海眼（图3-13）。古建筑落地柱尺寸权衡见表3-1。
图3-13 馒头榫和管脚榫
表3-1 落地柱尺寸权衡
注：D为柱径。
二、现代做法
古建筑的柱子基本都是木材制作，随着时代的进步，新的建筑材料逐渐取代了原有的材料，这就是传统建筑现代做法的体现，目前应用较多的是钢筋混凝土、钢结构以及装饰用的新型材料，如PVC、PPR、JRC等，这些材料既轻质又环保，尤其钢筋混凝土最为突出，它的应用代替了木材这种传统建筑材料。下面就介绍钢筋混凝土柱子的设计。
所有现代做法的钢筋混凝土构件的尺寸，一般都应尊重传统建筑的要求尺寸，柱高与柱径的确定尊重传统做法，但要注意，不设置柱头和柱根的馒头榫和管脚榫。古建筑柱子均为承重构件，常年设计结果已形成经验，就是古建筑柱子结构计算基本上都属于构造配筋，在设计时要注意按照设计规范要求配置。一般规定：混凝土采用C30；钢筋，受力筋采用Ⅲ级钢，箍筋采用Ⅰ级钢。如选用不同时，应另加注。
钢筋混凝土柱子的设计，根据施工方法的不同，分为预制和现浇两种。
（一）预制柱
要注意在与梁枋交接处不留卯口，设置预埋件，以便与其他梁枋安装时焊接。预埋件钢板的厚度取10mm，长、宽尺寸要依据与梁枋相交处的尺寸结合预埋件（图3-14）的有关规范而定，如图3-15所示。如预制柱与现浇梁枋类构件二次浇灌，则要预留插筋。
图3-14 预埋件
图3-15 钢筋混凝土柱
（二）现浇柱
此种做法要注意梁枋与柱子搭接的预留筋问题，传统建筑的柱子轴测图建筑图参见图3-11，而现在做法的混凝土柱则不要留榫卯口，但要在榫卯位置留插筋或预埋件，柱子结构见图3-15。
以上用现代材料、现代技术手段制作的构件，要注意外观采用传统古建筑的尺度，只是把古建筑木结构的榫卯结构结合处变成钢筋混凝土的节点。如预制柱与预制梁枋连接，都要在相应位置设置预埋件，以便焊接；如是预制柱与现浇柱连接，要在预制钢筋混凝土柱时，留出与梁枋结合的构造钢筋，要符合有关规范要求的锚固长度；如是现浇柱与现浇梁枋结合，要以梁枋的钢筋插入柱且满足锚固要求为主。