王 立
(上海同瑞土木工程技術(shù)有限公司,上海 200092)
石庫門建筑也稱舊式里弄建筑,多為2 層磚木結(jié)構(gòu)樓房,由傳統(tǒng)民居四合院演變而來,具有占地省、造價低的優(yōu)點,深受近代上海中下層市民青睞。19 世紀(jì)末和20 世紀(jì)初,石庫門住宅開始廣泛建設(shè)。上海解放時,境內(nèi)舊式里弄建筑面積達(dá)268 萬m2,是居民住宅中為數(shù)最多的一種住宅類型。20 世紀(jì)80 年代以來,舊式里弄大多已拆除或改造。如今,一大批石庫門建筑已經(jīng)被列為上海市優(yōu)秀歷史建筑,為更好地對其進(jìn)行保護(hù),開展有針對性的房屋質(zhì)量檢測和結(jié)構(gòu)安全性評定工作尤為重要。
石庫門建筑多為聯(lián)排式分布,其中單開間居多,并有少量雙開間,建筑平面呈長條形,如圖1,2 所示。房屋格局主要為:正面入口處是一堵高約5m 的圍墻,圍墻中間為雙扇內(nèi)開石庫門,門內(nèi)為天井,正對大門的為客堂,緊接其后設(shè)有樓梯間,左右居室稱為廂房;樓梯間后為附屋,主要用作灶間;客堂、廂房2 層主要為前樓和廂房,附屋2 層主要為亭子間。
圖1 單開間建筑平面布局
正屋和附屋通常有3 種連接方式:附屋與正屋分開,二者間設(shè)縱向后天井,附屋進(jìn)深約2.4m,后天井進(jìn)深約1.2m;附屋與正屋相連,但附屋寬度縮小1.2m,留作橫向后天井(見圖3);附屋與正屋完全連接,中間設(shè)置樓梯間。
圖2 雙開間建筑平面布局
早期石庫門附屋為單層,與正屋為第1 種連接形式,且坡屋面坡向后天井,這樣可保證北立面圍墻高度與南立面一致,坡屋面上方設(shè)木曬臺。后期石庫門附屋多為雙層,即增設(shè)亭子間,亭子間上為鋼筋混凝土?xí)衽_,附屋各層高度均矮于正屋,如圖4 所示。
圖3 橫向后天井立面
圖4 石庫門剖面
石庫門建筑主要采用磚木結(jié)構(gòu),其中用磚的部位有承重墻、分隔墻和圍護(hù)墻,用木材的部位主要有立貼、擱柵、樓梯、檁條、椽子及起連系支撐作用的穿枋、斜撐等。另外,后期石庫門在亭子間也有采用混凝土屋蓋。各部分結(jié)構(gòu)做法及材料如表1 所示。
當(dāng)初規(guī)定,凡木擱柵、木桁條等不得直接深入防火墻墻身,可在墻身砌筑時,挑出10cm 作為墻肩,上放涂滿柏油的通長沿游木支撐擱柵。另外,木樓梯寬度在75~90cm,一般用2 根8cm×15cm 的木梁承重,踏步板厚3cm。
根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范DG/TJ 08-79—2008《房屋質(zhì)量檢測規(guī)程》可知,房屋質(zhì)量綜合檢測主要適用于優(yōu)秀歷史建筑、重要公共建筑和其他需要進(jìn)行全面檢測的房屋??紤]到石庫門建筑作為上海舊式里弄民居,具有重要價值,故宜對其進(jìn)行房屋質(zhì)量綜合檢測。具體檢測內(nèi)容主要包括:保護(hù)類別和重點保護(hù)部位、歷史沿革和維修改造情況、建筑結(jié)構(gòu)概況、相對不均勻沉降和傾斜、結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、損傷檢測及其原因分析、使用荷載調(diào)查、結(jié)構(gòu)計算分析和結(jié)構(gòu)安全性評定。結(jié)構(gòu)安全性評定應(yīng)分為不考慮地震作用下的結(jié)構(gòu)安全性分析和結(jié)構(gòu)抗震性能分析兩部分,其中抗震性能評定可根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范DGJ 08-81—2015《現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程》進(jìn)行。下文探討石庫門建筑在檢測評定時的注意要點。
表1 石庫門結(jié)構(gòu)做法及材料
上海里弄民居是在租界出現(xiàn)以后才有的,來源于國內(nèi)傳統(tǒng)民居,但滲入不少外來觀念和手法,具有中西文化交融的特點。檢測時要分清楚哪些為本土元素加以改造,哪些元素是引自西方后又進(jìn)行本土化的。
建筑細(xì)部主要有過街樓、馬頭墻、觀音兜、天井、客堂落地窗、檐部掛落、廂房格扇窗、黑色門扇、金屬門環(huán)、吉祥額匾、山花楣飾、浮雕裝飾、半圓拱券、科林斯式柱等。
1876 年至1910 年間,上海里弄民居發(fā)展較快。這時期仍屬封建王朝,以大家庭為主,為自住,多興建三間兩廂房的老式石庫門。1911 年以后,清王朝被推翻,大家庭逐漸分解為小家庭,單開間為主的聯(lián)排式里弄民居一時極為盛行。1919 年后第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束,戰(zhàn)勝國人民攜資來到上海,同時富裕階層也接受了西洋生活,因此衛(wèi)生設(shè)備、煤氣爐灶開始出現(xiàn)在新式里弄民居。
石庫門建筑在近百年的使用期間,基本都經(jīng)過修理拆動,立面、平面多有變更,室內(nèi)更是進(jìn)行插層,只有大門、天井等不宜損壞的部位得以保留。而周邊環(huán)境也隨著道路的拓寬、填高等因素產(chǎn)生較大變化。檢測時應(yīng)根據(jù)石庫門建筑特點,對搭建、改建、拆除部位予以明確。
石庫門建筑采用立貼式傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)和局部磚墻承重,具有獨特的結(jié)構(gòu)變形特征,應(yīng)區(qū)別于常規(guī)的磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)。根據(jù)GB 50165—2020《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定,對其變形限值進(jìn)行整理,如表2 所示。從表2 中可看出,木構(gòu)架變形比一般建筑的變形限值有所放松,應(yīng)注意檢測內(nèi)容、方法及結(jié)果的評定。
表2 木構(gòu)架變形限值
木材的強(qiáng)度等級可按3 種方法進(jìn)行:①弦向抗彎試驗;②鑒定樹種,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50005—2017《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》確定;③落葉松木構(gòu)件可通過阻力儀、應(yīng)力波檢測儀和含水率檢測儀,對其抗彎彈性模量、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度進(jìn)行無損檢測。由于石庫門建筑的木材主要是杉木或美松,檢測時可先判斷其樹種,再根據(jù)國家規(guī)范進(jìn)行材料力學(xué)性能的確定;現(xiàn)場條件允許時,也可選取試樣進(jìn)行抗彎試驗。
由于石庫門建筑多采用石灰砂漿,強(qiáng)度偏低,應(yīng)采用貫入法進(jìn)行檢測。當(dāng)無專門的測強(qiáng)曲線時,可按照上海市工程建設(shè)規(guī)范DG/TJ 08-804—2005《既有建筑物結(jié)構(gòu)檢測與評定標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)水泥石灰混合砂漿的規(guī)定選用。
根據(jù)《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定,對房屋損傷檢測評定進(jìn)行整理,如表3 所示。從表3 中可知,木構(gòu)架變形比一般建筑的變形限值要有所放松,應(yīng)注意檢測的內(nèi)容、方法以及結(jié)果的評定。
表3 損傷檢測評定
結(jié)構(gòu)安全性分析應(yīng)從承載能力、構(gòu)造、不適于繼續(xù)承載的變形、損傷等方面進(jìn)行。當(dāng)超過表2 的變形限值,或構(gòu)造、損傷界限達(dá)到表3 的規(guī)定時,可認(rèn)為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不滿足安全性要求。
在計算豎向荷載作用下的木結(jié)構(gòu)安全性時,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)傳力路徑,明確計算簡圖,再根據(jù)現(xiàn)行《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》分別按照受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力分析。其中,梁柱榫卯連接可簡化為鉸接,柱腳可簡化為不動鉸支座。
根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定,木結(jié)構(gòu)房屋可不進(jìn)行抗震承載力驗算,以抗震構(gòu)造鑒定為主。除應(yīng)滿足不考慮地震作用下的構(gòu)造要求外,尚應(yīng)滿足舊式木骨架房屋的有關(guān)要求。
石庫門建筑因建造在特定年代,具有獨特的建筑結(jié)構(gòu)特征,在對其進(jìn)行檢測評定時,應(yīng)從其特征出發(fā),才能更全面地反映現(xiàn)狀,為后續(xù)針對性的改造修繕提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。