上海近代砖木结构房屋典型结构特征统计与分析*

白 雪

(1 上海市建筑科学研究院有限公司， 上海 200032；2 上海市工程结构安全重点实验室， 上海 200032)

0 引言

自19世纪末到20世纪30年代建造的上海近代砖木结构房屋是上海在西方城市房地产经营方式下形成的最具有特色的一种建筑形式，是中西建筑形式和生活方式相互交融的典型。上海近代砖木结构房屋大部分由欧洲的建筑师和工程师设计和监工，实际建造工作由上海的手工匠人完成，因此建筑细部装饰采用水泥、砖和石材，模仿西方新古典主义纹样，结构建造结合了本土和西方的设计和施工技术，具有典型的结构特征。

由于当年经济水平、技术水平限制，砖木结构以其施工简便、造价低等优势被广泛应用于传统的房屋，其中部分为文物或优秀历史保护建筑。受居住条件、维修资金的限制，砖木结构房屋往往缺乏有效维护，市民对历史建筑的保护意识也非常淡薄，随处可见的广告、空调设备、晾衣架、电线等遮掩损坏了许多优美的建筑细部，改建搭建以及老化损伤潜在影响着老房子的安全性和使用性，大规模的建设在某种程度上正在对许多优秀的近代建筑产生破坏作用。因此，认识并挖掘近代砖木结构房屋的典型结构特征，了解其材料、构造特点和设计理念，才能更好地保护这些优秀历史文化遗产。

目前国内外对近代砖木结构房屋的研究主要是从建筑史、建筑设计、建筑师、建筑技术、修缮保护和改造利用等角度，对近代建筑的构造方法的研究比较罕见。结构方面的研究较多侧重于加固技术，很少涉及结构构造设计方法。沈华[1]分析了上海里弄民居产生的自然和社会背景条件，介绍了它的分布与规模、总平面布局和结构、用材、细部装修与施工方法等。郑时龄[2]分析了砖木结构里弄住宅的典型建筑风格演化历史。杜衡[3]介绍了砖木结构房屋安全排查要点。徐志坚等[4]介绍了新式里弄房屋的结构特点，从基础、楼面、屋面和墙体四个方面对房屋完损检测的要点进行分析。陈志强等[5]对砖木结构优秀历史建筑检测与评定过程中的常见问题进行探讨。但是上述研究多数基于砖木结构房屋的日常检测工作，参考的历史资料和检测成果有限，且未针对上海近代砖木结构房屋典型结构构造特征进行深入分析。

本文通过分析《中国工程师手册》[6]、《上海市建筑规则》[7]、《建筑构造学》[8]、《实用砖工程建筑详图》[9]等书籍，并基于120份砖木结构房屋检测报告，统计上海近代砖木结构材料和典型结构构造特征，旨在为上海近代砖木结构房屋检测评估、加固修缮提供依据和理论基础。

1 房屋类型

上海近代砖木结构房屋以民用建筑为主，少数为公共建筑、工业建筑和特殊建筑。民用建筑在演变历史中先后出现江南传统民居、早期石库门里弄、后期石库门里弄、广式里弄、新式里弄、花园里弄、公寓里弄等。

江南传统民居是中国传统民居建筑的重要组成部分，一般布置紧凑，院落占地面积较小；房屋坐北朝南，注重内采光，以木梁承重，以砖、石、土砌护墙；以堂屋为中心，以雕梁画栋和装饰屋顶、檐口为特色。

早期石库门里弄的建筑材料与构造方式继承了江南传统民居的作法，建筑材料以木、砖、石为主，承重结构采用立帖式木构架，装修材料全用木材，屋面用小青瓦，墙面采用纸筋石灰，勒脚及石库门门框用条石。立面常用马头墙或观音兜形式的山墙，客堂的落地窗、檐部挂落以及两厢的格子窗均为传统作法。每一单元朝向弄道的正立面一般由石库门院墙和两侧略高的厢房山墙组成，正中设有石库门。典型早期石库门里弄见图1。

图1 建国西路496弄建业里(典型早期石库门里弄)

后期石库门里弄的结构体系多由立帖式木构架变成了砖墙承重和木屋架屋顶。钢筋混凝土也大量被采用，在亭子间及晒台等部位使用钢筋混凝土楼板。石库门门框多由石料门框改成清水砖砌或外粉水刷石面层。石库门门头和窗楣大多采用西式山花装饰，建筑细部装饰开始模仿西式建筑的处理手法。典型后期石库门里弄见图2。

图2 承兴里黄河路253弄58～126双号(典型后期石库门里弄)

广式里弄是从早期石库门里弄住宅脱胎而出的，其平面为单开间，高两层。此类住宅房式比较低矮，外观好像广东城市里的旧宅，当初建成之时多住广东籍居民与日侨职员。

新式里弄住宅是在后期石库门里弄住宅基础上演变而来的一种新类型，最早约出现在20世纪20年代中期，更多地模仿西式式样而较少采用中国传统装饰。除承重结构一般仍由砖墙承重外，新式里弄住宅大量采用钢筋混凝土构件。水、电、卫生设备已较为齐全，有些还安装了煤气和水汀取暖设备。典型新式里弄住宅见图3。

图3 南昌路136弄(典型新式里弄住宅)

花园里弄住宅是由新式里弄住宅发展演变出的标准更高的里弄住宅。这种住宅由长条式变成了半独立式，注重建筑间的环境绿化。室内布局和外观接近于独立式私人住宅，风格多为西班牙式或现代式[2]。典型花园式里弄住宅见图4。

图4 思南路70号别墅(典型花园里弄住宅)

公寓里弄住宅是花园里弄住宅的改进型。这类住宅居室面积一般不大，层高也有所降低。层数为二层、三层和四层，围墙以弄口大门取代。每层有一套或数套房间，包括起居室、卧室、浴室、厨房等单元。阳台采用凹阳台，不再向室外挑出。

本文检测样本为120幢房屋，房屋类型分类见图5，其中花园里弄和新式里弄分别占样本总量的46%和22%，其余房屋类型相对较少。

图5 检测样本中房屋类型及占比(样本数量120幢)

2 房屋建造年代

图6为上海近代砖木结构房屋根据建造年代统计的数量，呈现三阶段趋势。第一阶段为20世纪初期，此时上海商业资本化激烈，城市人口急剧增长，由此也引起城市建设和建筑的兴旺。第二阶段为1920—1940年代，这段时间是上海地产业最兴旺的时期，上海有产者均认为投资地产最为可靠，一时间蔚然成风，建筑界呈现欣欣向荣的景象。第三阶段为解放前期，由于抗日战争和第二次世界大战，尤其是日军进入租界后，上海近代建筑在20世纪二三十年代的繁荣景象不再，新建建筑数量大为减少。

图6 房屋建造年代统计

我国传统建筑中常用的是青砖，尺寸也不同于欧洲的红砖，上海开始生产欧洲红砖大约是在1858年，中国传统青砖在尺寸上也开始转向与红砖相同的尺寸。20世纪初房屋多混合使用青砖和红砖，到了后期建筑风格西方化程度较高，青砖的使用减少，转为多用红砖。

根据《中国工程师手册》[6]，美国材料与试验协会曾以房屋砖的强度对砖进行分级(表1)。民国时期的中央工业试验所对国内各厂家砖进行抗压和抗弯试验，结果表明当时国产砖尺寸接近于普通砖尺寸(240mm×115mm×53mm)；两个厂家生产的建筑红砖质量等级可达到A级，其余厂家生产的砖质量多为C级。

不同等级砖抗压强度与抗弯强度 表1

图7为上海砖木结构房屋实测砖强度等级分布。可见大部分房屋砖强度等级可以达到MU10和MU7.5，即达到C级质量标准。

图7 实测砖强度等级分布(样本数量120幢)

根据《建筑构造学》[8]，近代砖木结构房屋砂浆通常采用灰砂浆和水泥浆；文献[10]提出上海近代建筑砖墙大部分是用强度较低的白灰或混合砂浆砌筑的。灰砂浆成分为石灰1份，河泥2份，水过量；水泥浆成分为水泥1份，黄沙3～4份，水过量[8]。

图8为上海近代砖木结构房屋实测砂浆强度推定值，大部分房屋实测砂浆强度介于1.1～1.9MPa之间，砂浆强度偏低。砂浆强度偏低使得砌体抗压强度设计值取值偏低，安全性评估时砌体墙肢抗压承载力偏低。

图8 实测砂浆强度推定值(样本数量120幢)

图9为上海近代砖木结构房屋实测混凝土强度等级分布，大部分房屋实测混凝土强度等级介于C10～C20之间，多数房屋实测混凝土强度等级达到C15。大部分房屋钢筋强度等级达到HPB235。

图9 实测混凝土强度等级分布(样本数量120幢)

4 砖木结构房屋的构造做法

4.1 地基和基础构造做法

房屋浅基础地基通常采用灰浆三合土或水泥三合土砌筑而成。根据《上海市建筑规则》[7]，灰浆三合土成分为1份石灰、2份黄砂、4份碎砖，水泥三合土成分为1份水泥、2～4份黄砂，7份碎砖。

近代砖木结构房屋承重砖墙下通常采用砖砌或素混凝土条形基础，柱下采用砖砌或素混凝土独立基础，个别基础下方设置木桩。

根据《实用砖工程建筑详图》[9]，墙脚砌至地坪线上三皮砖时，全部铺设一层油毛毡作为防潮层。

4.2 墙体构造做法

近代砖木结构房屋层数多数为二层和三层(图10)，墙体砌筑方式、墙厚、防火墙间距等按照构造要求设计。根据《中国工程师手册》[6]，普通住宅房屋的墙身厚度如表2所示。此外《上海市建筑规则》[7]规定，房屋外墙至少须厚200mm；房屋高度在11m以下者，分间墙至少须厚120mm，房屋高度在11m以上者，分间墙至少须厚250mm。两防护墙之距离不得超过18m，沿转角之处，不得超过23m，防火墙应较附近屋面高出0.5m，如公共房屋至少须高出屋面1m。

图10 房屋层数统计(样本数量120幢)

普通住宅房屋的墙身厚度 表2

部分房屋墙身厚度满足要求，部分墙身厚度偏小，如某三层砖木结构花园洋房，一层外墙厚度为370mm，一层内墙、二层及以上墙体厚度为240mm，部分墙体厚度为120mm，其中二层外墙厚度偏小。

4.3 楼屋面构造做法

4.3.1 楼面构造做法

房屋底层一般设置架空层，砌筑地垄墙用于搁置底层楼面木搁栅，二层及以上室内及走道的楼面一般采用木搁栅、木楼板。搁栅搁置在两侧横墙上，有些开间较大、纵墙承重的房屋，搁栅则搁置在前后纵墙上，入墙搁置处应铺设油毛毡一层。楼板搁栅至少应搁入墙身75mm，如为防火墙，应挑出100mm[8]。木搁栅间距应为0.8～1m；靠于墙身的木搁栅，不应紧靠墙面，与墙面距离20mm；如遇烟囱，应用横搁栅接换，横搁栅与靠近烟囱的搁栅均须距离烟囱约100mm，以防火险[8]。

阳台、晒台及底层为灶间的亭子间楼面通常采用钢筋混凝土楼板，卫生间、盥洗室等部位通常采用夹砂楼面。

4.3.2 屋架构造及屋面做法

根据《建筑构造学》[8]，屋架分为有阁屋架和无阁屋架两种。无阁屋架是以木桁架作为屋架的主要部分，用于无阁楼的房屋。有阁屋架即屋架本身作为阁楼使用，若该处空间作居室使用，净高至少2.8～3.1m。

屋面做法有：瓦屋面、石片屋面、油毛毡屋面、柏油屋面、金属屋面。绝大多数近代砖木结构房屋采用瓦屋面，个别采用金属屋面和油毛毡屋面(图11)。

图11 房屋屋面构造做法(样本数量120幢)

4.4 外墙构造做法

近代砖木结构房屋外墙通常采用水泥拉毛墙面、清水墙面、涂料墙面、斩假石墙面、马赛克墙面、大理石墙面、假清水砖墙面、水泥抹面等。多数房屋外墙采用水泥拉毛墙面和清水墙面(图12)。内墙墙面粉刷通常采用纸筋石灰。

图12 房屋墙面构造做法(样本数量120幢)

5 房屋损伤情况

5.1 主要损伤情况

上海近代砖木结构房屋使用至今至少已逾70年，且受当时材料质量和建造工艺的制约，加之后期改建搭建，老房子耐久性、安全性和使用性问题突出。

统计显示，砖木结构房屋损伤主要有以下几种情况：楼板或地坪倾斜、底层架空层下陷变形；砖墙风化；墙体开裂；钢筋锈蚀；木构件腐朽或虫蛀；木构件开裂；墙体和楼屋面渗水或存在水渍；檐口腐烂松动；对主体结构有影响的改建加建。这些损伤情况在120幢样本房屋中的统计分布情况见图13(图中纵坐标百分比指存在该损伤情况的房屋数量占房屋总数量120的百分比。其中倾斜下陷指的是楼板或地坪倾斜、底层架空层下陷变形；腐朽虫蛀指的是木构件腐朽或虫蛀；楼屋面渗水指的是墙体和楼屋面渗水或存在水渍)。

图13 房屋损伤情况统计(样本数量120幢)

由图可知，75%的房屋存在墙体和楼屋面渗水或存在水渍情况，一半以上房屋存在木构件开裂和墙体开裂情况，木构件腐朽或虫蛀、钢筋锈胀、砖墙风化也较为普遍，此外23%的房屋存在改建加建情况，无正规设计和施工，对原建主体结构安全性造成一定影响。

5.2 改建加建对结构的影响

近代砖木结构房屋建成后由于使用功能需要，部分进行了较大规模改建。如上海原法租界会审公廨旧址(建国中路20号)于1915年竣工；1930年加建外廊并于北侧扩建；1990年在主体建筑西侧外廊处扩建办公楼，将房屋二层走廊和辅助区域进行插层，并加建南侧与新建办公楼的公用楼梯。旧址1915年的南立面和南立面现状见图14，房屋改建加建情况见图15。

图14 上海原法租界会审公廨旧址

图15 房屋改建加建情况

改建加建对原建主体结构安全性造成一定影响。二层插层使房屋的西侧荷载增加；西侧加建在西侧轴，增加围护墙体，增大了墙体荷载，同时加建的混凝土柱直接搁置在轴基础上，加大了基础荷载(图16)。南侧加建楼梯与房屋紧贴，且三层和屋面部分搁置在南侧外墙上，增加了南侧外墙和基础的荷载(图17)。

图16 房屋二层插层及西侧加建示意图

图17 房屋南侧加建楼梯示意图

6 结论

本文以上海近代砖木结构房屋的材料和结构构造做法为主要研究对象，通过研究相关设计规范、设计手册、教科书、构造图集等资料以及大量房屋检测结果，总结归纳出当时砖木结构构造做法及特征，得到如下结论：

(1)上海近代砖木结构大部分房屋砖强度等级可以达到MU10和MU7.5，砂浆强度推定值介于1.4～1.9MPa之间，砂浆强度偏低，混凝土强度等级介于C10～C20之间，多数房屋实测混凝土强度等级达到C15和C18，大部分房屋钢筋强度等级达到HPB235。

(2)房屋浅基础地基通常采用灰浆三合土或水泥三合土砌筑而成。承重砖墙下通常采用砖砌或素混凝土条形基础，柱下采用砖砌或素混凝土独立基础，个别基础下方设置木桩。

(3)近代砖木结构房屋层数多数为二层和三层。部分房屋墙身厚度满足要求，部分墙身厚度偏小。

(4)房屋底层一般设置架空层，砌筑地垄墙用于搁置底层楼面木搁栅，二层及以上室内及走道的楼面一般采用木搁栅、木楼板。阳台、晒台及底层为灶间的亭子间楼面通常采用钢筋混凝土楼板，卫生间、盥洗室等部位通常采用夹砂楼面。屋架采用有阁屋架和无阁屋架两种。绝大多数近代砖木结构房屋采用瓦屋面，个别采用金属屋面和油毛毡屋面。多数房屋外墙采用水泥拉毛墙面和清水墙面。内墙墙面粉刷通常采用纸筋石灰。

(5)大部分房屋存在墙体和楼屋面渗水或存在水渍情况，一半以上房屋存在木构件开裂和墙体开裂情况，木构件腐朽或虫蛀、钢筋锈胀、砖墙风化也较为普遍，此外23%的房屋存在改建加建情况，无正规设计和施工，对原建主体结构安全性造成一定影响。

(6)受新中国成立前建筑材料、施工技术等因素制约，加之后期改建搭建，砖木结构老房子耐久性、安全性和使用性问题突出。因此，对其材料、构造做法、老化损伤和改建搭建现状情况进行深入分析，才可以有计划地保护这些优秀历史文化遗产。