民國時(shí)期江浙地區(qū)鋼筋混凝土建筑的構(gòu)造設(shè)計(jì)研究

金 輝（東南大學(xué)建筑學(xué)院 江蘇南京 210096）

淳 慶①（東南大學(xué)建筑學(xué)院 江蘇南京 210096）

張承文（東南大學(xué)建筑學(xué)院 江蘇南京 210096）

許先寶（東南大學(xué)建筑學(xué)院 江蘇南京 210096）

引言

近代中國部分城市開埠后，傳教士通過多種途徑自行籌建西式教堂，隨后大批西方職業(yè)建筑師接替了業(yè)余傳教士建筑師，中國第一批鋼筋混凝土建筑誕生，這些建筑采用了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，建筑構(gòu)造方面也采用了水刷石面層、進(jìn)口鋼門窗等新的構(gòu)造做法[1]。之后，一些在西方接受過系統(tǒng)學(xué)習(xí)的中國建筑師和工程師開始設(shè)計(jì)和建造鋼筋混凝土建筑。民國時(shí)期的鋼筋混凝土建筑作為西方傳入的新建筑技術(shù)，與中國本土的建筑材料和工藝做法相結(jié)合，出現(xiàn)了很多特有的建筑構(gòu)造做法。趙福靈[2]編著的《鋼筋混凝土學(xué)》提供了民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法和基礎(chǔ)、樓梯等的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法；張嘉蓀[3]編著的《簡(jiǎn)明鋼骨混凝土術(shù)》包含了一些樓梯、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法和一般構(gòu)造方法等；劉先覺等[4]分析了1920年初南京近代建筑中新式磚木結(jié)構(gòu)、鋼木混合結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程以及當(dāng)時(shí)建筑技術(shù)對(duì)建筑設(shè)計(jì)等的影響 ；聶波[5]以上海1933老場(chǎng)坊為例，研究了上海地區(qū)近代鋼筋混凝土建筑的保護(hù)及再生模式，并探討了相關(guān)的修復(fù)技術(shù)；彭展展[6]對(duì)民國時(shí)期南京典型校園建筑的建筑裝飾風(fēng)格進(jìn)行了研究，同時(shí)歸納整理了屋頂、門、窗、柱等建筑構(gòu)件的裝飾做法；淳慶等[7]對(duì)12棟民國鋼筋混凝土建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行了研究；張鵬等[8]以上海外灘建筑為例，對(duì)上海近代建筑的結(jié)構(gòu)類型演進(jìn)及構(gòu)件、體系等的關(guān)鍵特征進(jìn)行了全面的討論，研究了其技術(shù)選擇的動(dòng)因和作用；陳亮[9]針對(duì)性地研究了7座南京的近代工業(yè)建筑的選址、規(guī)劃布局、營造過程和結(jié)構(gòu)體系等。賴世賢等[10]通過分析《建筑新法》并結(jié)合上海外灘的建筑實(shí)例，廓清了近代鋼筋混凝土建筑中木屋架結(jié)構(gòu)技術(shù)和構(gòu)造技術(shù)的發(fā)展過程。

目前針對(duì)民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑遺產(chǎn)的構(gòu)造鮮有研究。江浙地區(qū)現(xiàn)存有大量的民國鋼筋混凝土建筑遺產(chǎn)[11]，其地處中國的南北交接之處，為夏熱冬冷地區(qū)，其鋼筋混凝土建筑的構(gòu)造做法具有代表性。本文結(jié)合民國歷史文獻(xiàn)研究及民國鋼筋混凝土建筑遺產(chǎn)保護(hù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)江浙地區(qū)十余座典型的民國鋼筋混凝土建筑的構(gòu)造做法進(jìn)行了調(diào)研和分析，獲得民國鋼筋混凝土建筑遺產(chǎn)的典型建筑構(gòu)造做法。

表1 民國建筑基礎(chǔ)使用情況統(tǒng)計(jì)

表2 基礎(chǔ)的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法對(duì)比

一、基礎(chǔ)的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法

基礎(chǔ)是承受建筑物全部荷載的最底部承重構(gòu)件。民國時(shí)期，由于西方建筑設(shè)計(jì)思想剛剛起步，雖然很多基礎(chǔ)類型和現(xiàn)代建筑一樣，但尺寸規(guī)定、構(gòu)造做法等方面都不同于現(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計(jì)要求。由于基礎(chǔ)工程屬于隱蔽工程，且這些民國建筑的基礎(chǔ)至今已有近百年的使用歷史，許多基礎(chǔ)材料性能的老化、地下環(huán)境的變化等因素都可能導(dǎo)致民國建筑的基礎(chǔ)存在一些問題，因此，在加固修繕前必須要了解清楚這些基礎(chǔ)的構(gòu)造做法，特別是用于對(duì)現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)安全性的評(píng)估工作中。

通過對(duì)江浙地區(qū)一些民國建筑的基礎(chǔ)形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以看出（見表1），通常情況下，4層及以上的民國鋼筋混凝土建筑會(huì)采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)分為木樁和混凝土樁。木材主要是進(jìn)口的洋松木，為圓樁或楔形樁；有時(shí)單獨(dú)使用木樁，或在地下水位以下用木樁，地下水位以上用混凝土樁相連的組合樁。

現(xiàn)將部分民國鋼筋混凝土建筑的基礎(chǔ)構(gòu)造做法與現(xiàn)行規(guī)范的構(gòu)造做法進(jìn)行對(duì)比，整理結(jié)果如表2所示。

民國鋼筋混凝土建筑的基礎(chǔ)主要為獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。而現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的基礎(chǔ)主要有獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等。將部分民國鋼筋混凝土建筑的基礎(chǔ)構(gòu)造做法與現(xiàn)行規(guī)范的構(gòu)造做法進(jìn)行對(duì)比可以看出， 民國鋼筋混凝土建筑的獨(dú)立基礎(chǔ)形式雖然與現(xiàn)代建筑獨(dú)立基礎(chǔ)形式較為相似，但在許多細(xì)節(jié)的構(gòu)造做法方面明顯不同。民國鋼筋混凝土建筑的樁基礎(chǔ)構(gòu)造明顯不同于現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的樁基礎(chǔ)，民國時(shí)期多采用木樁基礎(chǔ)，而現(xiàn)代多采用鋼筋混凝土樁或鋼管樁。民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑基礎(chǔ)墊層做法明顯不同于現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑基礎(chǔ)墊層，民國時(shí)期多采用三合土或灰土做墊層，而現(xiàn)代則采用素混凝土做墊層。

表3 樓地面的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法對(duì)比

② 滿堂三合土材料是1份水泥，2份黃沙，4份石子的混合物；灰漿三合土是1份石灰，2份黑砂，4份碎磚的混合物。

二、樓地面的構(gòu)造設(shè)計(jì)

樓地面不僅有結(jié)構(gòu)功能，而且也有裝飾功能，其表面常做裝飾面層處理，可分為地面裝飾構(gòu)造和樓面裝飾構(gòu)造，有許多民國鋼筋混凝土建筑的樓地面構(gòu)造做法沿用至今，但也有一些構(gòu)造做法現(xiàn)在已經(jīng)不再使用?，F(xiàn)將部分典型的民國鋼筋混凝土建筑的樓地面構(gòu)造做法與現(xiàn)代構(gòu)造做法進(jìn)行對(duì)比，整理結(jié)果如表3所示。

圖1為部分民國時(shí)期建筑樓面構(gòu)造設(shè)計(jì)例證，圖2～圖4為民國時(shí)期架空地面構(gòu)造做法。

從表3和圖1～圖4可以看出，現(xiàn)存民國鋼筋混凝土建筑遺產(chǎn)的地面多為架空做法，樓面面層多為水泥、水磨石、花磚、馬賽克、木地板等飾面；而現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的地面多為實(shí)鋪地面，樓面面層多為木地板、面磚等。民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑的地面架空做法與現(xiàn)代做法明顯不同，由于架空地面多用木地板，因此地壟墻必須開洞通風(fēng)，而且外墻底部也要開洞，保持架空層的通風(fēng)干燥，有利于架空木地板的防腐。而現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的架空地面多用鋼筋混凝土板，因此地壟墻和外墻均不需要再開洞。民國鋼筋混凝土建筑的樓面面層做法與現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的樓面面層做法總體較為相似，不同之處主要在于分層材料的厚度方面。

表4 墻體飾面的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法對(duì)比

三、墻體飾面的構(gòu)造設(shè)計(jì)

墻體是建筑物的重要組成部分，其作用是承重、圍護(hù)或分隔空間，墻體在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)分為三個(gè)部分：基層、打底層、飾面層?，F(xiàn)將部分民國鋼筋混凝土建筑的典型墻體飾面構(gòu)造做法與現(xiàn)代構(gòu)造做法進(jìn)行對(duì)比，整理結(jié)果如表4所示。

圖5為部分民國時(shí)期建筑墻體外飾面構(gòu)造設(shè)計(jì)例證。

從表4和圖5可以看出，民國鋼筋混凝土建筑的外飾面做法主要包括斬假石墻面、水刷石墻面和拉毛墻面等；內(nèi)飾面做法主要包括水磨石墻面、瓷磚貼面、板條抹灰和白粉墻等做法。而現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的飾面做法則多元化，除了繼承了民國時(shí)期的這些傳統(tǒng)飾面做法外，還有許多干掛面層和新材料面層做法等。民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑墻體外飾面常用的斬假石墻面、水刷石墻面以及拉毛墻面做法與現(xiàn)代鋼筋混凝土外飾面中的斬假石墻面、水刷石墻面以及拉毛墻面做法均有所不同，在材料、厚度、工藝等方面都有一定差異。

四、屋頂?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)

民國時(shí)期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展迅速，當(dāng)時(shí)的建筑師基于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)建筑屋頂采用了多種形式，有現(xiàn)代主義的平屋頂，有“中國固有之形式”的坡屋頂，也有中西合璧的屋頂。平屋頂建筑一般為梁板柱的框架結(jié)構(gòu)，屋面板一般采用鋼筋混凝土屋面板，然后根據(jù)功能要求設(shè)置防水層、保護(hù)層、保溫層、隔熱層；而坡屋頂主要有普通的雙面坡屋頂和當(dāng)時(shí)比較特殊的“中國固有之形式”的大屋頂。雙坡屋頂構(gòu)造做法比較典型，而“中國固有之形式”的屋頂樣式與中國古建筑的屋頂外觀基本相同，種類繁多。本文針對(duì)民國鋼筋混凝土建筑中平屋頂、典型坡屋頂?shù)臉?gòu)造做法和現(xiàn)行規(guī)范構(gòu)造做法做了比較分析（見表5），民國鋼筋混凝土建筑的屋面構(gòu)造與現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的屋面構(gòu)造均有所不同。民國鋼筋混凝土建筑的平屋頂排水坡度略小于現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的平屋頂排水坡度。民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑屋面高級(jí)防水做法中的防水材料多用牛毛氈，其防水性能、密封性能和耐久性能遠(yuǎn)不如現(xiàn)代的防水材料。民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑的女兒墻混凝土壓頂厚度小于現(xiàn)代做法要求，且民國時(shí)期的女兒墻沒有安全高度要求。民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑的屋面一般不考慮保溫隔熱的構(gòu)造做法，很難滿足現(xiàn)代規(guī)范（辦公、住宅、博物館等建筑規(guī)范）對(duì)建筑保溫節(jié)能的要求。

表5 屋頂?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)方法對(duì)比

五、門窗的構(gòu)造設(shè)計(jì)

門窗不僅有基本使用功能和圍護(hù)功能，還起著裝飾與美化的作用。民國時(shí)期的門窗有獨(dú)特的風(fēng)格，大多數(shù)門窗都有當(dāng)時(shí)的時(shí)代特點(diǎn)。根據(jù)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，民國建筑的門窗主要有木門窗和鋼門窗兩大類，木門窗一般用于中式建筑和“中國固有之形式”大屋頂建筑中，鋼門窗是時(shí)代演進(jìn)的產(chǎn)物，主要用于當(dāng)時(shí)仿西方建筑和新民族形式建筑中?，F(xiàn)將民國鋼筋混凝土建筑的門窗洞口的尺寸和構(gòu)造做法與現(xiàn)代常用的門窗尺寸和規(guī)范的構(gòu)造做法進(jìn)行對(duì)比，整理結(jié)果如表6所示。

表6 門窗洞口構(gòu)造設(shè)計(jì)方法及尺寸③ 此處僅對(duì)門窗常用的構(gòu)造尺寸進(jìn)行對(duì)比分析，不考慮疏散、防火規(guī)范等對(duì)建筑物的門窗尺寸要求。對(duì)比

圖6為部分民國時(shí)期建筑過梁構(gòu)造設(shè)計(jì)例證。

從表6和圖6可以看出，民國鋼筋混凝土建筑的門窗構(gòu)造、尺寸與現(xiàn)代建筑多有不同。民國時(shí)期規(guī)范對(duì)于鋼筋混凝土建筑中門窗洞口的過梁尺寸規(guī)定了最小長度，而現(xiàn)行規(guī)范根據(jù)過梁類型限制了過梁最大長度和適用的門窗洞口尺寸。民國時(shí)期的門窗過梁有鋼筋混凝土過梁、磚砌平拱過梁、磚砌弧拱過梁、木過梁四種形式，當(dāng)時(shí)的尺寸要求雖不同于現(xiàn)行規(guī)范，但基本滿足現(xiàn)行規(guī)范的構(gòu)造尺寸要求。

六、 樓梯的構(gòu)造設(shè)計(jì)

在民國鋼筋混凝土建筑中，樓梯材料主要有木材和鋼筋混凝土，木樓梯用于當(dāng)時(shí)的普通住宅和辦公樓的建筑，鋼筋混凝土樓梯多用于重要公共建筑，且大多為梁式樓梯。民國鋼筋混凝土建筑的樓梯可分為直跑樓梯、轉(zhuǎn)角樓梯、旋轉(zhuǎn)樓梯、留空樓梯等，轉(zhuǎn)角樓梯又分為二跑樓梯、三跑樓梯。圖7為部分民國建筑樓梯樣式例證。

民國規(guī)范對(duì)樓梯欄桿高度要求是不低于2呎8吋（812.8毫米），筆者對(duì)10棟民國建筑的樓梯欄桿高度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)如表7所示。將民國鋼筋混凝土建筑的樓梯構(gòu)造做法與現(xiàn)行規(guī)范的構(gòu)造做法進(jìn)行對(duì)比，整理結(jié)果如表8所示。

從表7和表8可以看出，民國樓梯欄桿的梯段高度范圍為860～1070毫米，個(gè)別案例高度小于900毫米，平臺(tái)欄桿高度范圍為800～1090毫米，均小于1100毫米。民國鋼筋混凝土建筑樓梯欄桿高度部分滿足現(xiàn)行規(guī)范室內(nèi)樓梯欄桿高度的要求（不應(yīng)小于900毫米）[53]。民國鋼筋混凝土建筑的樓梯踏步尺寸構(gòu)造要求大于現(xiàn)行規(guī)范要求，但樓梯坡度要求小于現(xiàn)行規(guī)范要求，平臺(tái)下部?jī)舾咭笮∮诂F(xiàn)行規(guī)范要求，欄桿高度多數(shù)不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。民國鋼筋混凝土建筑中的混凝土樓梯多采用梁式樓梯，而現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑中的混凝土樓梯多采用板式樓梯或梁式樓梯。

表7 民國建筑樓梯欄桿高度測(cè)量結(jié)果

表8 樓梯構(gòu)造設(shè)計(jì)方法對(duì)比

表9 民國鋼筋混凝土建筑的梁構(gòu)件高寬比測(cè)量結(jié)果

表10 民國鋼筋混凝土建筑的梁、板構(gòu)件高跨比測(cè)量結(jié)果

表11 民國鋼筋混凝土建筑的柱構(gòu)件長細(xì)比測(cè)量結(jié)果

七、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸構(gòu)造設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸比例關(guān)系是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，直接影響著結(jié)構(gòu)計(jì)算的結(jié)果。但是，民國時(shí)期的規(guī)范對(duì)混凝土構(gòu)件尺寸比例關(guān)系沒有明確的要求，因此筆者對(duì)5棟民國鋼筋混凝土建筑的梁板柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行測(cè)量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表9、10、11所示。

從表9～11可以看出，民國鋼筋混凝土建筑主梁的高寬比范圍為1.115～4.935，高跨比范圍為1/4～1/15；次梁的高寬比范圍為1.477～2.5，高跨比范圍為1/3～1/19；板的高跨比范圍為1/12～1/44；柱長細(xì)比范圍為4.63～15.17。民國鋼筋混凝土建筑中的主梁高跨比明顯有別于現(xiàn)代建筑中的主梁合理高跨比（1/8～1/12），次梁高跨比也是明顯有別于現(xiàn)代建筑中的次梁合理高跨比（1/12～1/15），板的高跨比也是有別于現(xiàn)代建筑中板合理高跨比（1/30～1/40）。

結(jié)語

民國時(shí)期的鋼筋混凝土建筑大多為文物建筑，進(jìn)行修繕時(shí)必須要確保文物的原真性和完整性。本文通過對(duì)江浙地區(qū)民國鋼筋混凝土建筑的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法進(jìn)行整理研究，并將其與現(xiàn)行規(guī)范和圖集中的相關(guān)構(gòu)造做法進(jìn)行對(duì)比分析，主要包括：基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計(jì)、樓地面構(gòu)造設(shè)計(jì)、墻體構(gòu)造設(shè)計(jì)、屋頂構(gòu)造設(shè)計(jì)、門窗構(gòu)造設(shè)計(jì)、樓梯構(gòu)造設(shè)計(jì)、構(gòu)件尺寸構(gòu)造設(shè)計(jì)等，研究結(jié)果表明，民國時(shí)期鋼筋混凝土建筑的許多構(gòu)造設(shè)計(jì)做法與現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑的構(gòu)造做法都有所差別，主要體現(xiàn)在材料性能、尺寸比例、施工工藝等方面。在對(duì)民國鋼筋混凝土建筑遺產(chǎn)進(jìn)行修繕時(shí)，務(wù)必先弄清楚其主要的原始建筑構(gòu)造做法，這樣才不會(huì)讓修繕造成文物價(jià)值的降低，避免修繕的“過度干預(yù)”，研究成果希望能為民國時(shí)期的鋼筋混凝土建筑遺產(chǎn)價(jià)值的評(píng)估和修繕提供一些參考依據(jù)。