最近自己动手（DIY—Do it yourself)建了一个藤萝架(pergola)。虽然已经在网上显摆过了，但许多细节没谈到。 也许写出来对其他人愿意自己动手建类似物件，能有参考价值，同时也对自己做一总结。
一．建藤萝架的想法由来
公司的楼前有一个带喷泉的水塘。面对水塘的坡岸上有一个藤萝架，上面爬满了紫藤萝。 夏天里，紫藤萝开着一串串的紫色小花，香气四溢。 员工们午饭后，常常围着水塘边小路散步，或坐在藤萝架下欣赏水里的鱼，岸边的花。 每每看到这布满紫花的藤萝架，我就想将来我有房子时一定在后院建一个这样的藤萝架。
pergola at working place
星转斗移，房地产泡沫破灭后还真买了一处房子，带了近0.4亩的院子。院子大看着很宽敞，但收拾起来可是没完没了的活。 今年老爸从中国来要看看我的房子，并帮我种了一块小菜园，有茄子，黄瓜，西红柿，豆角等，还栽了两颗葡萄。从Home Depot买来的葡萄秧，一年下来竟也长了有一人多高。老爸就用树枝临时给它们搭了个架子往上爬。 但要想结葡萄，明年肯定要有个正经的葡萄架才成。这就把我的藤萝架计划推着付诸实施了。先是在网上收寻各种藤萝架（pergola）的样式。要买一个预制的，8英呎x10英呎的（见图2），大约要两，三千美元，样式还难找到合心意的。再说俺是学工程出身，爱动手自己设计做东西。虽说俺参加过多个重大工程，但从头到尾自己设计，自己施工建造的东西还没有。这回要从头到尾来一次了。
commercial pergola
二．材料与设计
设计的尺寸主要考虑到占地面积，和材料的来源尺寸。 Home Depot有室外用经压力和药物处理过的木材。处理过的木材不易腐烂，不易生虫（白蚁等）。尺寸有2×4，2×6，2×8，2×10英吋的截面积，长度有8，10，12，16英呎，可用来作横/纵梁。作柱的有4×4，4×6，6×6英吋的截面积，长度有8，10，12英呎。 考虑到俺一个人施工，也参考了公司院里的藤萝架，决定用4×4英吋的截面积，长度有8英呎的柱子。 整个架子尺寸，考虑到院子里一块砖铺天井的大小，准备建柱中心到柱中心为8英呎宽，12英呎长的架子，用4根柱子。初步设计的俯视图如图3.所示。 图中只给出横梁，纵梁及立柱的位置和尺寸，四个园圈为四根立柱的位置。 在横向用截面为2×6的长10英呎的梁，上加纵向五片截面为2×6的长16英呎梁，上面钉横向10英呎木椽。两端各探出一英呎。但10英呎木椽买不到，不论是Home Depot还是网上建材供应商，都只有一种2×2的8英呎木椽卖。可能木材生产厂家只做这一种最常用的木椽，其他尺寸需求量太小了。 另外在买木材过程中发现，从网上建材商那订购比在Home Depot买要便宜， 没有税并且免费送货到家。
对没买过木材的人，木材截面尺寸是很令人迷惑的。不知为什么，实际尺寸总比标出尺寸小半英吋。比如2×6英吋的截面实际量得是1.5×5.5英吋，4×4英吋的截面实际量得是3.5×3.5英吋。 也许是一种约定俗成吧。 我第一次买木材修阳台扶手，就量得1.5×3.5英吋的扶手，在Home Depot怎么都找不到这尺寸，直到最后那的人告诉我2×4的木材就是我要的。但木材的长度就是准确的，写着8英呎，就是8英呎，一点不差。
First Scratch
初步方案拿到CND网上争求意见，有建议用8英呎木椽接起来。也有意见是12英呎跨度太大。后来就修改了设计为六根柱，在纵向中间加两根柱，而跨度再增加两英呎。这样就成了纵向7+7英呎, 横向8英呎不变。横向每跨加三个10英呎横梁，上面在纵向钉8英呎长的木椽，在中间横梁处对接成全长。这样材料长度问题也解决了，结构跨度的稳定问题也解决了。修改后的设计俯视图如图4所示，图5是立面图。
Modified Scratch top view
从图4的俯视图也能看到架的的平面分布改成了非对称样式。这是出于美观的考虑。 在CND争求意见时，网友楼兰说商业化的藤萝架四周木椽探出头并不好看，显得枝枝杈杈的。我同意设计观点应是力求简单，实用，美观，大方。即然自己设计，那就干脆把平面做成非对称，独树一帜有别于商家常见形式。 这样齐头的两面自然没有出头的木椽。探出头的两面在横梁上钉上木板就把椽子头遮住了，看起来就很美观整齐。 有木板遮住的出头端面向房子的阳台，像有个屋檐的效果。
Modified Scratch side view
三．施工建造
在网上查了一些藤萝架的建造过程和要点。 基本程序是，测量立柱位置—>修立柱基础—>固定立柱—>固定横梁/纵梁—>钉顶上木椽。测量立柱基础的位置是最关键的一步，决定了整个架子的水平，垂直及是否直角的程度。 柱子的基础有两种：一种是用较长的柱，如10英呎，挖坑埋地下2呎。 挖好坑后，把柱放入，四周灌混凝土；第二种办法是在柱子的位置挖坑浇筑混凝土墩，在混凝土墩里埋置螺栓，露出螺纹拧上铁板基座，以便上面再固定柱子。考虑到第二种办法适合于一个人操作，也容易确定位置比较精确，我采取浇筑混凝土墩基础 （图6）。
foundation and base
这样首先要保证六个基础墩顶面在同一水平上，并且基础墩中心连线是直角距形。 尺度大了后，直角尺用不上了，我就用勾股定理的对角线长来保正四角是直角。 控制在同一水平面也不太容易—没有那么长的水平尺。用水管两端的水位是个办法，但基础表面很低，很难用水面来测。我就用一根直的木梁摆在两个基础之间，确定木梁是水平后，再量基础顶面到木梁基准面的距离。这样就确定了两个基础墩在同一水平面上，以此类推到其他基础上， 如图7 所示。 这样做好的基础的直角，和水平面精度误差大约在1/4到1/2英吋之内。对于这么大尺度的木制藤萝架来说，这个误差是可以接受的，并且在后来的建造过程中可以得到修正。 柱子的铁板基座上的螺栓孔有半英吋的可调范围。柱子固定在基座上后，还可以用锤子敲击移动一点，使柱子定位垂直于水平面。
Alignment and leveling of the foundations
基础打好后，就是怎样立柱子，和怎样把纵，横梁固接在柱子上。 我是采用了螺栓固接：用1/2英吋直径的螺栓，每个结点两个螺栓。在地面上先把16呎的纵梁和3根柱固接成预制件，如图8.所示。
Pre-setting of beam and columes
螺栓固接过程有两点注意：第一，钻螺栓孔要先把梁和柱钉在一起，再用手电钻一起钻通。否则分开钻，不论划线多精确，手电钻钻孔时会有偏移。只要两块木头上的孔相对偏移了1/8英吋，螺栓就很难接通。 第二，两个螺栓位置不要在同一条木头纹理的直线上，这样避免一个孔洞上木材的裂纹与另一孔洞裂通（见图9.）。 图8.中也看到实际与柱连接的纵梁是两根梁。 在地面上做预制件的好处是梁与柱的直角及水平尺寸好控制。 更重要的是我一个人施工时就完全掌握得了。
distribution of the bolt holes
预制件做好后，一个人要把这两扇梁柱侧面立起来，要花点脑筋。 我把柱脚用砖头顶住在基础上，柱上端用木料支起来。三根柱子轮换逐步支高，最后把柱立在基座上了。两片预制件的6根柱都立好后，就可以把横梁钉上去，整个框架就固定了（图10.）。 其他的后继工作就没有难点，只是按部就班做就可以了。 这整体框架的竖立对我是关键一步，正像我邻居Tom后来说的：“I can’t believe that you did it single handed.”。
Main frame set up
后面的工程就水到渠成，没有什么值得叙述的了。那就放几张图看结果了。
beams fixed
Almost done with grillage
安装方格网栏的过程里有个小花絮。 栏杆的木材是2×2的木椽，实际截面是1.5×1.5英吋。 两根木椽交点固定在一起是用螺丝钉拧在一起的。 我在钉顶棚木椽时买的3英吋螺丝钉。但钉这两根木椽会钉透，对面露出钉尖。没办法，只好又去再买2英吋的螺丝钉。这里要说明的是，螺丝钉要买专门室外用的有涂料防锈的那种。
四．收获及成本计算
建完藤萝架要考虑怎样利用它。我打算在旁边建一个花坛，把葡萄和玫瑰移过来。让它们沿着方格木栏爬上来。葡萄可能占据架子的顶棚，玫瑰则棲栖在侧面的木栏上。 另一侧的木栏则种上几株真正的紫藤萝，让它沿着侧面爬上顶棚，和葡萄共享顶上的阳光。 架下再摆几把椅子和一张小桌以便乘凉，欣赏花香和硕果。但一想到葡萄要结在这药物处理过的木架上，就有点担心木头里的药物会污染葡萄。一个减少污染的办法是给木头上油漆，把药物封隔在里面。征求了一些建议，决定先涂白色油漆，如不满意就在上面再涂一层别的颜色漆。上了白漆后看着还不错，见图13.。 下一个工程就是建花坛了。
Coating in white
算算总成本不到600美元：
木材： —-约300多美元；
螺栓，基座，螺丝钉等： —-约150多美元；
油漆，混凝土等： —-约60多美元。
人工： —-我用了三个周末，加上一些早晚零碎时间。
如果买商家预制的，大约得两三千美元。但没有自己设计建造的满意可心。 最重要的是自己设计建造过程是一种乐趣，这种乐趣是priceless（Everything else，there is the Master Card—–广告语:-D) 。 建好后，看到自己的作品有一种成就感。想想学了半辈子的材料与结构工程，虽然参加过许多工程设计分析，但从头到尾自己一个人完成的结构还就这么一个藤萝架。人生什么是快乐？就是你能做你想做的事，并且你有能力，有时间来满足你自己的意愿。那么这藤萝架就是我体验到的一件人生乐趣。