民国时期江浙地区钢筋混凝土建筑的构造设计研究

金 辉（东南大学建筑学院 江苏南京 210096）

淳 庆①（东南大学建筑学院 江苏南京 210096）

张承文（东南大学建筑学院 江苏南京 210096）

许先宝（东南大学建筑学院 江苏南京 210096）

引言

近代中国部分城市开埠后，传教士通过多种途径自行筹建西式教堂，随后大批西方职业建筑师接替了业余传教士建筑师，中国第一批钢筋混凝土建筑诞生，这些建筑采用了新的结构设计方法，建筑构造方面也采用了水刷石面层、进口钢门窗等新的构造做法[1]。之后，一些在西方接受过系统学习的中国建筑师和工程师开始设计和建造钢筋混凝土建筑。民国时期的钢筋混凝土建筑作为西方传入的新建筑技术，与中国本土的建筑材料和工艺做法相结合，出现了很多特有的建筑构造做法。赵福灵[2]编著的《钢筋混凝土学》提供了民国时期钢筋混凝土建筑的结构计算方法和基础、楼梯等的构造设计方法；张嘉荪[3]编著的《简明钢骨混凝土术》包含了一些楼梯、基础的设计方法和一般构造方法等；刘先觉等[4]分析了1920年初南京近代建筑中新式砖木结构、钢木混合结构和钢筋混凝土结构的发展过程以及当时建筑技术对建筑设计等的影响 ；聂波[5]以上海1933老场坊为例，研究了上海地区近代钢筋混凝土建筑的保护及再生模式，并探讨了相关的修复技术；彭展展[6]对民国时期南京典型校园建筑的建筑装饰风格进行了研究，同时归纳整理了屋顶、门、窗、柱等建筑构件的装饰做法；淳庆等[7]对12栋民国钢筋混凝土建筑的结构构造进行了研究；张鹏等[8]以上海外滩建筑为例，对上海近代建筑的结构类型演进及构件、体系等的关键特征进行了全面的讨论，研究了其技术选择的动因和作用；陈亮[9]针对性地研究了7座南京的近代工业建筑的选址、规划布局、营造过程和结构体系等。赖世贤等[10]通过分析《建筑新法》并结合上海外滩的建筑实例，廓清了近代钢筋混凝土建筑中木屋架结构技术和构造技术的发展过程。

目前针对民国时期钢筋混凝土建筑遗产的构造鲜有研究。江浙地区现存有大量的民国钢筋混凝土建筑遗产[11]，其地处中国的南北交接之处，为夏热冬冷地区，其钢筋混凝土建筑的构造做法具有代表性。本文结合民国历史文献研究及民国钢筋混凝土建筑遗产保护的实践经验，对江浙地区十余座典型的民国钢筋混凝土建筑的构造做法进行了调研和分析，获得民国钢筋混凝土建筑遗产的典型建筑构造做法。

表1 民国建筑基础使用情况统计

表2 基础的构造设计方法对比

一、基础的构造设计方法

基础是承受建筑物全部荷载的最底部承重构件。民国时期，由于西方建筑设计思想刚刚起步，虽然很多基础类型和现代建筑一样，但尺寸规定、构造做法等方面都不同于现行规范的设计要求。由于基础工程属于隐蔽工程，且这些民国建筑的基础至今已有近百年的使用历史，许多基础材料性能的老化、地下环境的变化等因素都可能导致民国建筑的基础存在一些问题，因此，在加固修缮前必须要了解清楚这些基础的构造做法，特别是用于对现状结构安全性的评估工作中。

通过对江浙地区一些民国建筑的基础形式进行统计分析可以看出（见表1），通常情况下，4层及以上的民国钢筋混凝土建筑会采用桩基础。桩基础分为木桩和混凝土桩。木材主要是进口的洋松木，为圆桩或楔形桩；有时单独使用木桩，或在地下水位以下用木桩，地下水位以上用混凝土桩相连的组合桩。

现将部分民国钢筋混凝土建筑的基础构造做法与现行规范的构造做法进行对比，整理结果如表2所示。

民国钢筋混凝土建筑的基础主要为独立基础、条形基础、箱形基础、桩基础等。而现代钢筋混凝土建筑的基础主要有独立基础、条形基础、筏板基础、箱型基础和桩基础等。将部分民国钢筋混凝土建筑的基础构造做法与现行规范的构造做法进行对比可以看出， 民国钢筋混凝土建筑的独立基础形式虽然与现代建筑独立基础形式较为相似，但在许多细节的构造做法方面明显不同。民国钢筋混凝土建筑的桩基础构造明显不同于现代钢筋混凝土建筑的桩基础，民国时期多采用木桩基础，而现代多采用钢筋混凝土桩或钢管桩。民国时期钢筋混凝土建筑基础垫层做法明显不同于现代钢筋混凝土建筑基础垫层，民国时期多采用三合土或灰土做垫层，而现代则采用素混凝土做垫层。

表3 楼地面的构造设计方法对比

② 满堂三合土材料是1份水泥，2份黄沙，4份石子的混合物；灰浆三合土是1份石灰，2份黑砂，4份碎砖的混合物。

二、楼地面的构造设计

楼地面不仅有结构功能，而且也有装饰功能，其表面常做装饰面层处理，可分为地面装饰构造和楼面装饰构造，有许多民国钢筋混凝土建筑的楼地面构造做法沿用至今，但也有一些构造做法现在已经不再使用。现将部分典型的民国钢筋混凝土建筑的楼地面构造做法与现代构造做法进行对比，整理结果如表3所示。

图1为部分民国时期建筑楼面构造设计例证，图2～图4为民国时期架空地面构造做法。

从表3和图1～图4可以看出，现存民国钢筋混凝土建筑遗产的地面多为架空做法，楼面面层多为水泥、水磨石、花砖、马赛克、木地板等饰面；而现代钢筋混凝土建筑的地面多为实铺地面，楼面面层多为木地板、面砖等。民国时期钢筋混凝土建筑的地面架空做法与现代做法明显不同，由于架空地面多用木地板，因此地垄墙必须开洞通风，而且外墙底部也要开洞，保持架空层的通风干燥，有利于架空木地板的防腐。而现代钢筋混凝土建筑的架空地面多用钢筋混凝土板，因此地垄墙和外墙均不需要再开洞。民国钢筋混凝土建筑的楼面面层做法与现代钢筋混凝土建筑的楼面面层做法总体较为相似，不同之处主要在于分层材料的厚度方面。

表4 墙体饰面的构造设计方法对比

三、墙体饰面的构造设计

墙体是建筑物的重要组成部分，其作用是承重、围护或分隔空间，墙体在构造设计时分为三个部分：基层、打底层、饰面层。现将部分民国钢筋混凝土建筑的典型墙体饰面构造做法与现代构造做法进行对比，整理结果如表4所示。

图5为部分民国时期建筑墙体外饰面构造设计例证。

从表4和图5可以看出，民国钢筋混凝土建筑的外饰面做法主要包括斩假石墙面、水刷石墙面和拉毛墙面等；内饰面做法主要包括水磨石墙面、瓷砖贴面、板条抹灰和白粉墙等做法。而现代钢筋混凝土建筑的饰面做法则多元化，除了继承了民国时期的这些传统饰面做法外，还有许多干挂面层和新材料面层做法等。民国时期钢筋混凝土建筑墙体外饰面常用的斩假石墙面、水刷石墙面以及拉毛墙面做法与现代钢筋混凝土外饰面中的斩假石墙面、水刷石墙面以及拉毛墙面做法均有所不同，在材料、厚度、工艺等方面都有一定差异。

四、屋顶的构造设计

民国时期钢筋混凝土结构技术发展迅速，当时的建筑师基于钢筋混凝土结构的特点，对建筑屋顶采用了多种形式，有现代主义的平屋顶，有“中国固有之形式”的坡屋顶，也有中西合璧的屋顶。平屋顶建筑一般为梁板柱的框架结构，屋面板一般采用钢筋混凝土屋面板，然后根据功能要求设置防水层、保护层、保温层、隔热层；而坡屋顶主要有普通的双面坡屋顶和当时比较特殊的“中国固有之形式”的大屋顶。双坡屋顶构造做法比较典型，而“中国固有之形式”的屋顶样式与中国古建筑的屋顶外观基本相同，种类繁多。本文针对民国钢筋混凝土建筑中平屋顶、典型坡屋顶的构造做法和现行规范构造做法做了比较分析（见表5），民国钢筋混凝土建筑的屋面构造与现代钢筋混凝土建筑的屋面构造均有所不同。民国钢筋混凝土建筑的平屋顶排水坡度略小于现代钢筋混凝土建筑的平屋顶排水坡度。民国时期钢筋混凝土建筑屋面高级防水做法中的防水材料多用牛毛毡，其防水性能、密封性能和耐久性能远不如现代的防水材料。民国时期钢筋混凝土建筑的女儿墙混凝土压顶厚度小于现代做法要求，且民国时期的女儿墙没有安全高度要求。民国时期钢筋混凝土建筑的屋面一般不考虑保温隔热的构造做法，很难满足现代规范（办公、住宅、博物馆等建筑规范）对建筑保温节能的要求。

表5 屋顶的构造设计方法对比

五、门窗的构造设计

门窗不仅有基本使用功能和围护功能，还起着装饰与美化的作用。民国时期的门窗有独特的风格，大多数门窗都有当时的时代特点。根据实地调研发现，民国建筑的门窗主要有木门窗和钢门窗两大类，木门窗一般用于中式建筑和“中国固有之形式”大屋顶建筑中，钢门窗是时代演进的产物，主要用于当时仿西方建筑和新民族形式建筑中。现将民国钢筋混凝土建筑的门窗洞口的尺寸和构造做法与现代常用的门窗尺寸和规范的构造做法进行对比，整理结果如表6所示。

表6 门窗洞口构造设计方法及尺寸③ 此处仅对门窗常用的构造尺寸进行对比分析，不考虑疏散、防火规范等对建筑物的门窗尺寸要求。对比

图6为部分民国时期建筑过梁构造设计例证。

从表6和图6可以看出，民国钢筋混凝土建筑的门窗构造、尺寸与现代建筑多有不同。民国时期规范对于钢筋混凝土建筑中门窗洞口的过梁尺寸规定了最小长度，而现行规范根据过梁类型限制了过梁最大长度和适用的门窗洞口尺寸。民国时期的门窗过梁有钢筋混凝土过梁、砖砌平拱过梁、砖砌弧拱过梁、木过梁四种形式，当时的尺寸要求虽不同于现行规范，但基本满足现行规范的构造尺寸要求。

六、 楼梯的构造设计

在民国钢筋混凝土建筑中，楼梯材料主要有木材和钢筋混凝土，木楼梯用于当时的普通住宅和办公楼的建筑，钢筋混凝土楼梯多用于重要公共建筑，且大多为梁式楼梯。民国钢筋混凝土建筑的楼梯可分为直跑楼梯、转角楼梯、旋转楼梯、留空楼梯等，转角楼梯又分为二跑楼梯、三跑楼梯。图7为部分民国建筑楼梯样式例证。

民国规范对楼梯栏杆高度要求是不低于2呎8吋（812.8毫米），笔者对10栋民国建筑的楼梯栏杆高度进行测量，测量数据如表7所示。将民国钢筋混凝土建筑的楼梯构造做法与现行规范的构造做法进行对比，整理结果如表8所示。

从表7和表8可以看出，民国楼梯栏杆的梯段高度范围为860～1070毫米，个别案例高度小于900毫米，平台栏杆高度范围为800～1090毫米，均小于1100毫米。民国钢筋混凝土建筑楼梯栏杆高度部分满足现行规范室内楼梯栏杆高度的要求（不应小于900毫米）[53]。民国钢筋混凝土建筑的楼梯踏步尺寸构造要求大于现行规范要求，但楼梯坡度要求小于现行规范要求，平台下部净高要求小于现行规范要求，栏杆高度多数不能满足现行规范要求。民国钢筋混凝土建筑中的混凝土楼梯多采用梁式楼梯，而现代钢筋混凝土建筑中的混凝土楼梯多采用板式楼梯或梁式楼梯。

表7 民国建筑楼梯栏杆高度测量结果

表8 楼梯构造设计方法对比

表9 民国钢筋混凝土建筑的梁构件高宽比测量结果

表10 民国钢筋混凝土建筑的梁、板构件高跨比测量结果

表11 民国钢筋混凝土建筑的柱构件长细比测量结果

七、结构构件的尺寸构造设计

结构构件的尺寸比例关系是结构设计的一个重要组成部分，直接影响着结构计算的结果。但是，民国时期的规范对混凝土构件尺寸比例关系没有明确的要求，因此笔者对5栋民国钢筋混凝土建筑的梁板柱结构构件进行测量，统计结果如表9、10、11所示。

从表9～11可以看出，民国钢筋混凝土建筑主梁的高宽比范围为1.115～4.935，高跨比范围为1/4～1/15；次梁的高宽比范围为1.477～2.5，高跨比范围为1/3～1/19；板的高跨比范围为1/12～1/44；柱长细比范围为4.63～15.17。民国钢筋混凝土建筑中的主梁高跨比明显有别于现代建筑中的主梁合理高跨比（1/8～1/12），次梁高跨比也是明显有别于现代建筑中的次梁合理高跨比（1/12～1/15），板的高跨比也是有别于现代建筑中板合理高跨比（1/30～1/40）。

结语

民国时期的钢筋混凝土建筑大多为文物建筑，进行修缮时必须要确保文物的原真性和完整性。本文通过对江浙地区民国钢筋混凝土建筑的构造设计方法进行整理研究，并将其与现行规范和图集中的相关构造做法进行对比分析，主要包括：基础构造设计、楼地面构造设计、墙体构造设计、屋顶构造设计、门窗构造设计、楼梯构造设计、构件尺寸构造设计等，研究结果表明，民国时期钢筋混凝土建筑的许多构造设计做法与现代钢筋混凝土建筑的构造做法都有所差别，主要体现在材料性能、尺寸比例、施工工艺等方面。在对民国钢筋混凝土建筑遗产进行修缮时，务必先弄清楚其主要的原始建筑构造做法，这样才不会让修缮造成文物价值的降低，避免修缮的“过度干预”，研究成果希望能为民国时期的钢筋混凝土建筑遗产价值的评估和修缮提供一些参考依据。