白 雪

(1 上海市建筑科學研究院有限公司， 上海 200032；2 上海市工程結(jié)構(gòu)安全重點實驗室， 上海 200032)

0 引言

自19世紀末到20世紀30年代建造的上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋是上海在西方城市房地產(chǎn)經(jīng)營方式下形成的最具有特色的一種建筑形式，是中西建筑形式和生活方式相互交融的典型。上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋大部分由歐洲的建筑師和工程師設計和監(jiān)工，實際建造工作由上海的手工匠人完成，因此建筑細部裝飾采用水泥、磚和石材，模仿西方新古典主義紋樣，結(jié)構(gòu)建造結(jié)合了本土和西方的設計和施工技術(shù)，具有典型的結(jié)構(gòu)特征。

由于當年經(jīng)濟水平、技術(shù)水平限制，磚木結(jié)構(gòu)以其施工簡便、造價低等優(yōu)勢被廣泛應用于傳統(tǒng)的房屋，其中部分為文物或優(yōu)秀歷史保護建筑。受居住條件、維修資金的限制，磚木結(jié)構(gòu)房屋往往缺乏有效維護，市民對歷史建筑的保護意識也非常淡薄，隨處可見的廣告、空調(diào)設備、晾衣架、電線等遮掩損壞了許多優(yōu)美的建筑細部，改建搭建以及老化損傷潛在影響著老房子的安全性和使用性，大規(guī)模的建設在某種程度上正在對許多優(yōu)秀的近代建筑產(chǎn)生破壞作用。因此，認識并挖掘近代磚木結(jié)構(gòu)房屋的典型結(jié)構(gòu)特征，了解其材料、構(gòu)造特點和設計理念，才能更好地保護這些優(yōu)秀歷史文化遺產(chǎn)。

目前國內(nèi)外對近代磚木結(jié)構(gòu)房屋的研究主要是從建筑史、建筑設計、建筑師、建筑技術(shù)、修繕保護和改造利用等角度，對近代建筑的構(gòu)造方法的研究比較罕見。結(jié)構(gòu)方面的研究較多側(cè)重于加固技術(shù)，很少涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)造設計方法。沈華[1]分析了上海里弄民居產(chǎn)生的自然和社會背景條件，介紹了它的分布與規(guī)模、總平面布局和結(jié)構(gòu)、用材、細部裝修與施工方法等。鄭時齡[2]分析了磚木結(jié)構(gòu)里弄住宅的典型建筑風格演化歷史。杜衡[3]介紹了磚木結(jié)構(gòu)房屋安全排查要點。徐志堅等[4]介紹了新式里弄房屋的結(jié)構(gòu)特點，從基礎、樓面、屋面和墻體四個方面對房屋完損檢測的要點進行分析。陳志強等[5]對磚木結(jié)構(gòu)優(yōu)秀歷史建筑檢測與評定過程中的常見問題進行探討。但是上述研究多數(shù)基于磚木結(jié)構(gòu)房屋的日常檢測工作，參考的歷史資料和檢測成果有限，且未針對上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋典型結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征進行深入分析。

本文通過分析《中國工程師手冊》[6]、《上海市建筑規(guī)則》[7]、《建筑構(gòu)造學》[8]、《實用磚工程建筑詳圖》[9]等書籍，并基于120份磚木結(jié)構(gòu)房屋檢測報告，統(tǒng)計上海近代磚木結(jié)構(gòu)材料和典型結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，旨在為上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋檢測評估、加固修繕提供依據(jù)和理論基礎。

1 房屋類型

上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋以民用建筑為主，少數(shù)為公共建筑、工業(yè)建筑和特殊建筑。民用建筑在演變歷史中先后出現(xiàn)江南傳統(tǒng)民居、早期石庫門里弄、后期石庫門里弄、廣式里弄、新式里弄、花園里弄、公寓里弄等。

江南傳統(tǒng)民居是中國傳統(tǒng)民居建筑的重要組成部分，一般布置緊湊，院落占地面積較??；房屋坐北朝南，注重內(nèi)采光，以木梁承重，以磚、石、土砌護墻；以堂屋為中心，以雕梁畫棟和裝飾屋頂、檐口為特色。

早期石庫門里弄的建筑材料與構(gòu)造方式繼承了江南傳統(tǒng)民居的作法，建筑材料以木、磚、石為主，承重結(jié)構(gòu)采用立帖式木構(gòu)架，裝修材料全用木材，屋面用小青瓦，墻面采用紙筋石灰，勒腳及石庫門門框用條石。立面常用馬頭墻或觀音兜形式的山墻，客堂的落地窗、檐部掛落以及兩廂的格子窗均為傳統(tǒng)作法。每一單元朝向弄道的正立面一般由石庫門院墻和兩側(cè)略高的廂房山墻組成，正中設有石庫門。典型早期石庫門里弄見圖1。

圖1 建國西路496弄建業(yè)里(典型早期石庫門里弄)

后期石庫門里弄的結(jié)構(gòu)體系多由立帖式木構(gòu)架變成了磚墻承重和木屋架屋頂。鋼筋混凝土也大量被采用，在亭子間及曬臺等部位使用鋼筋混凝土樓板。石庫門門框多由石料門框改成清水磚砌或外粉水刷石面層。石庫門門頭和窗楣大多采用西式山花裝飾，建筑細部裝飾開始模仿西式建筑的處理手法。典型后期石庫門里弄見圖2。

圖2 承興里黃河路253弄58～126雙號(典型后期石庫門里弄)

廣式里弄是從早期石庫門里弄住宅脫胎而出的，其平面為單開間，高兩層。此類住宅房式比較低矮，外觀好像廣東城市里的舊宅，當初建成之時多住廣東籍居民與日僑職員。

新式里弄住宅是在后期石庫門里弄住宅基礎上演變而來的一種新類型，最早約出現(xiàn)在20世紀20年代中期，更多地模仿西式式樣而較少采用中國傳統(tǒng)裝飾。除承重結(jié)構(gòu)一般仍由磚墻承重外，新式里弄住宅大量采用鋼筋混凝土構(gòu)件。水、電、衛(wèi)生設備已較為齊全，有些還安裝了煤氣和水汀取暖設備。典型新式里弄住宅見圖3。

圖3 南昌路136弄(典型新式里弄住宅)

花園里弄住宅是由新式里弄住宅發(fā)展演變出的標準更高的里弄住宅。這種住宅由長條式變成了半獨立式，注重建筑間的環(huán)境綠化。室內(nèi)布局和外觀接近于獨立式私人住宅，風格多為西班牙式或現(xiàn)代式[2]。典型花園式里弄住宅見圖4。

圖4 思南路70號別墅(典型花園里弄住宅)

公寓里弄住宅是花園里弄住宅的改進型。這類住宅居室面積一般不大，層高也有所降低。層數(shù)為二層、三層和四層，圍墻以弄口大門取代。每層有一套或數(shù)套房間，包括起居室、臥室、浴室、廚房等單元。陽臺采用凹陽臺，不再向室外挑出。

本文檢測樣本為120幢房屋，房屋類型分類見圖5，其中花園里弄和新式里弄分別占樣本總量的46%和22%，其余房屋類型相對較少。

圖5 檢測樣本中房屋類型及占比(樣本數(shù)量120幢)

2 房屋建造年代

圖6為上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋根據(jù)建造年代統(tǒng)計的數(shù)量，呈現(xiàn)三階段趨勢。第一階段為20世紀初期，此時上海商業(yè)資本化激烈，城市人口急劇增長，由此也引起城市建設和建筑的興旺。第二階段為1920—1940年代，這段時間是上海地產(chǎn)業(yè)最興旺的時期，上海有產(chǎn)者均認為投資地產(chǎn)最為可靠，一時間蔚然成風，建筑界呈現(xiàn)欣欣向榮的景象。第三階段為解放前期，由于抗日戰(zhàn)爭和第二次世界大戰(zhàn)，尤其是日軍進入租界后，上海近代建筑在20世紀二三十年代的繁榮景象不再，新建建筑數(shù)量大為減少。

圖6 房屋建造年代統(tǒng)計

我國傳統(tǒng)建筑中常用的是青磚，尺寸也不同于歐洲的紅磚，上海開始生產(chǎn)歐洲紅磚大約是在1858年，中國傳統(tǒng)青磚在尺寸上也開始轉(zhuǎn)向與紅磚相同的尺寸。20世紀初房屋多混合使用青磚和紅磚，到了后期建筑風格西方化程度較高，青磚的使用減少，轉(zhuǎn)為多用紅磚。

根據(jù)《中國工程師手冊》[6]，美國材料與試驗協(xié)會曾以房屋磚的強度對磚進行分級(表1)。民國時期的中央工業(yè)試驗所對國內(nèi)各廠家磚進行抗壓和抗彎試驗，結(jié)果表明當時國產(chǎn)磚尺寸接近于普通磚尺寸(240mm×115mm×53mm)；兩個廠家生產(chǎn)的建筑紅磚質(zhì)量等級可達到A級，其余廠家生產(chǎn)的磚質(zhì)量多為C級。

不同等級磚抗壓強度與抗彎強度 表1

圖7為上海磚木結(jié)構(gòu)房屋實測磚強度等級分布?？梢姶蟛糠址课荽u強度等級可以達到MU10和MU7.5，即達到C級質(zhì)量標準。

圖7 實測磚強度等級分布(樣本數(shù)量120幢)

根據(jù)《建筑構(gòu)造學》[8]，近代磚木結(jié)構(gòu)房屋砂漿通常采用灰砂漿和水泥漿；文獻[10]提出上海近代建筑磚墻大部分是用強度較低的白灰或混合砂漿砌筑的?；疑皾{成分為石灰1份，河泥2份，水過量；水泥漿成分為水泥1份，黃沙3～4份，水過量[8]。

圖8為上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋實測砂漿強度推定值，大部分房屋實測砂漿強度介于1.1～1.9MPa之間，砂漿強度偏低。砂漿強度偏低使得砌體抗壓強度設計值取值偏低，安全性評估時砌體墻肢抗壓承載力偏低。

圖8 實測砂漿強度推定值(樣本數(shù)量120幢)

圖9為上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋實測混凝土強度等級分布，大部分房屋實測混凝土強度等級介于C10～C20之間，多數(shù)房屋實測混凝土強度等級達到C15。大部分房屋鋼筋強度等級達到HPB235。

圖9 實測混凝土強度等級分布(樣本數(shù)量120幢)

4 磚木結(jié)構(gòu)房屋的構(gòu)造做法

4.1 地基和基礎構(gòu)造做法

房屋淺基礎地基通常采用灰漿三合土或水泥三合土砌筑而成。根據(jù)《上海市建筑規(guī)則》[7]，灰漿三合土成分為1份石灰、2份黃砂、4份碎磚，水泥三合土成分為1份水泥、2～4份黃砂，7份碎磚。

近代磚木結(jié)構(gòu)房屋承重磚墻下通常采用磚砌或素混凝土條形基礎，柱下采用磚砌或素混凝土獨立基礎，個別基礎下方設置木樁。

根據(jù)《實用磚工程建筑詳圖》[9]，墻腳砌至地坪線上三皮磚時，全部鋪設一層油毛氈作為防潮層。

4.2 墻體構(gòu)造做法

近代磚木結(jié)構(gòu)房屋層數(shù)多數(shù)為二層和三層(圖10)，墻體砌筑方式、墻厚、防火墻間距等按照構(gòu)造要求設計。根據(jù)《中國工程師手冊》[6]，普通住宅房屋的墻身厚度如表2所示。此外《上海市建筑規(guī)則》[7]規(guī)定，房屋外墻至少須厚200mm；房屋高度在11m以下者，分間墻至少須厚120mm，房屋高度在11m以上者，分間墻至少須厚250mm。兩防護墻之距離不得超過18m，沿轉(zhuǎn)角之處，不得超過23m，防火墻應較附近屋面高出0.5m，如公共房屋至少須高出屋面1m。

圖10 房屋層數(shù)統(tǒng)計(樣本數(shù)量120幢)

普通住宅房屋的墻身厚度 表2

部分房屋墻身厚度滿足要求，部分墻身厚度偏小，如某三層磚木結(jié)構(gòu)花園洋房，一層外墻厚度為370mm，一層內(nèi)墻、二層及以上墻體厚度為240mm，部分墻體厚度為120mm，其中二層外墻厚度偏小。

4.3 樓屋面構(gòu)造做法

4.3.1 樓面構(gòu)造做法

房屋底層一般設置架空層，砌筑地壟墻用于擱置底層樓面木擱柵，二層及以上室內(nèi)及走道的樓面一般采用木擱柵、木樓板。擱柵擱置在兩側(cè)橫墻上，有些開間較大、縱墻承重的房屋，擱柵則擱置在前后縱墻上，入墻擱置處應鋪設油毛氈一層。樓板擱柵至少應擱入墻身75mm，如為防火墻，應挑出100mm[8]。木擱柵間距應為0.8～1m；靠于墻身的木擱柵，不應緊靠墻面，與墻面距離20mm；如遇煙囪，應用橫擱柵接換，橫擱柵與靠近煙囪的擱柵均須距離煙囪約100mm，以防火險[8]。

陽臺、曬臺及底層為灶間的亭子間樓面通常采用鋼筋混凝土樓板，衛(wèi)生間、盥洗室等部位通常采用夾砂樓面。

4.3.2 屋架構(gòu)造及屋面做法

根據(jù)《建筑構(gòu)造學》[8]，屋架分為有閣屋架和無閣屋架兩種。無閣屋架是以木桁架作為屋架的主要部分，用于無閣樓的房屋。有閣屋架即屋架本身作為閣樓使用，若該處空間作居室使用，凈高至少2.8～3.1m。

屋面做法有：瓦屋面、石片屋面、油毛氈屋面、柏油屋面、金屬屋面。絕大多數(shù)近代磚木結(jié)構(gòu)房屋采用瓦屋面，個別采用金屬屋面和油毛氈屋面(圖11)。

圖11 房屋屋面構(gòu)造做法(樣本數(shù)量120幢)

4.4 外墻構(gòu)造做法

近代磚木結(jié)構(gòu)房屋外墻通常采用水泥拉毛墻面、清水墻面、涂料墻面、斬假石墻面、馬賽克墻面、大理石墻面、假清水磚墻面、水泥抹面等。多數(shù)房屋外墻采用水泥拉毛墻面和清水墻面(圖12)。內(nèi)墻墻面粉刷通常采用紙筋石灰。

圖12 房屋墻面構(gòu)造做法(樣本數(shù)量120幢)

5 房屋損傷情況

5.1 主要損傷情況

上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋使用至今至少已逾70年，且受當時材料質(zhì)量和建造工藝的制約，加之后期改建搭建，老房子耐久性、安全性和使用性問題突出。

統(tǒng)計顯示，磚木結(jié)構(gòu)房屋損傷主要有以下幾種情況：樓板或地坪傾斜、底層架空層下陷變形；磚墻風化；墻體開裂；鋼筋銹蝕；木構(gòu)件腐朽或蟲蛀；木構(gòu)件開裂；墻體和樓屋面滲水或存在水漬；檐口腐爛松動；對主體結(jié)構(gòu)有影響的改建加建。這些損傷情況在120幢樣本房屋中的統(tǒng)計分布情況見圖13(圖中縱坐標百分比指存在該損傷情況的房屋數(shù)量占房屋總數(shù)量120的百分比。其中傾斜下陷指的是樓板或地坪傾斜、底層架空層下陷變形；腐朽蟲蛀指的是木構(gòu)件腐朽或蟲蛀；樓屋面滲水指的是墻體和樓屋面滲水或存在水漬)。

圖13 房屋損傷情況統(tǒng)計(樣本數(shù)量120幢)

由圖可知，75%的房屋存在墻體和樓屋面滲水或存在水漬情況，一半以上房屋存在木構(gòu)件開裂和墻體開裂情況，木構(gòu)件腐朽或蟲蛀、鋼筋銹脹、磚墻風化也較為普遍，此外23%的房屋存在改建加建情況，無正規(guī)設計和施工，對原建主體結(jié)構(gòu)安全性造成一定影響。

5.2 改建加建對結(jié)構(gòu)的影響

近代磚木結(jié)構(gòu)房屋建成后由于使用功能需要，部分進行了較大規(guī)模改建。如上海原法租界會審公廨舊址(建國中路20號)于1915年竣工；1930年加建外廊并于北側(cè)擴建；1990年在主體建筑西側(cè)外廊處擴建辦公樓，將房屋二層走廊和輔助區(qū)域進行插層，并加建南側(cè)與新建辦公樓的公用樓梯。舊址1915年的南立面和南立面現(xiàn)狀見圖14，房屋改建加建情況見圖15。

圖14 上海原法租界會審公廨舊址

圖15 房屋改建加建情況

改建加建對原建主體結(jié)構(gòu)安全性造成一定影響。二層插層使房屋的西側(cè)荷載增加；西側(cè)加建在西側(cè)軸，增加圍護墻體，增大了墻體荷載，同時加建的混凝土柱直接擱置在軸基礎上，加大了基礎荷載(圖16)。南側(cè)加建樓梯與房屋緊貼，且三層和屋面部分擱置在南側(cè)外墻上，增加了南側(cè)外墻和基礎的荷載(圖17)。

圖16 房屋二層插層及西側(cè)加建示意圖

圖17 房屋南側(cè)加建樓梯示意圖

6 結(jié)論

本文以上海近代磚木結(jié)構(gòu)房屋的材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造做法為主要研究對象，通過研究相關(guān)設計規(guī)范、設計手冊、教科書、構(gòu)造圖集等資料以及大量房屋檢測結(jié)果，總結(jié)歸納出當時磚木結(jié)構(gòu)構(gòu)造做法及特征，得到如下結(jié)論：

(1)上海近代磚木結(jié)構(gòu)大部分房屋磚強度等級可以達到MU10和MU7.5，砂漿強度推定值介于1.4～1.9MPa之間，砂漿強度偏低，混凝土強度等級介于C10～C20之間，多數(shù)房屋實測混凝土強度等級達到C15和C18，大部分房屋鋼筋強度等級達到HPB235。

(2)房屋淺基礎地基通常采用灰漿三合土或水泥三合土砌筑而成。承重磚墻下通常采用磚砌或素混凝土條形基礎，柱下采用磚砌或素混凝土獨立基礎，個別基礎下方設置木樁。

(3)近代磚木結(jié)構(gòu)房屋層數(shù)多數(shù)為二層和三層。部分房屋墻身厚度滿足要求，部分墻身厚度偏小。

(4)房屋底層一般設置架空層，砌筑地壟墻用于擱置底層樓面木擱柵，二層及以上室內(nèi)及走道的樓面一般采用木擱柵、木樓板。陽臺、曬臺及底層為灶間的亭子間樓面通常采用鋼筋混凝土樓板，衛(wèi)生間、盥洗室等部位通常采用夾砂樓面。屋架采用有閣屋架和無閣屋架兩種。絕大多數(shù)近代磚木結(jié)構(gòu)房屋采用瓦屋面，個別采用金屬屋面和油毛氈屋面。多數(shù)房屋外墻采用水泥拉毛墻面和清水墻面。內(nèi)墻墻面粉刷通常采用紙筋石灰。

(5)大部分房屋存在墻體和樓屋面滲水或存在水漬情況，一半以上房屋存在木構(gòu)件開裂和墻體開裂情況，木構(gòu)件腐朽或蟲蛀、鋼筋銹脹、磚墻風化也較為普遍，此外23%的房屋存在改建加建情況，無正規(guī)設計和施工，對原建主體結(jié)構(gòu)安全性造成一定影響。

(6)受新中國成立前建筑材料、施工技術(shù)等因素制約，加之后期改建搭建，磚木結(jié)構(gòu)老房子耐久性、安全性和使用性問題突出。因此，對其材料、構(gòu)造做法、老化損傷和改建搭建現(xiàn)狀情況進行深入分析，才可以有計劃地保護這些優(yōu)秀歷史文化遺產(chǎn)。