近代砖木建筑遗产加固修缮研究（1）

集历史、艺术、科学、社会价值等众多价值要素于一体的近代砖木建筑遗产是我国历史文化遗存中的重要组成部分，相较于其他历史时期，近代砖木建筑遗产具有保存规模大、保存完好、风格多样等特点。然而在当下，很多近代砖木结构建筑由于人为破坏、风雪灾害、环境侵蚀等外界因素，会有不同程度的损伤，因此有针对性地对近代砖木结构建筑保护修缮，具有迫切的现实意义。

目前，已有部分学者针对近代砖木结构的保护修缮方面进行了研究，张四维等对民国建筑的一些典型保护技术与方法进行了探讨。张绍文等对苏州近代民国的一座医院建筑进行修缮并提出了医院建筑修缮的一般方法。淳庆等描述了校舍建筑、民居街道、大使馆等建筑群在加固修缮设计中存在的一些关键性问题，例如检测鉴定、抗震构造加 固、建筑风貌修缮等，且提出了一系列有效措施以有效保护民国建筑。王荷池对南京城当代古建筑进行探讨，全面、深入、系统地研究南京近代教育建筑，并为具有教育功能的建筑遗产保护提供方法依据,指导当代校园建筑的建设。何伟俊[8]选取了原中央体育场，对南京某场馆类建筑形制与修缮技术进行研究，对近代西方建筑文化与技术进行了解读；为中央体育场的修缮提供了策略，提出对近代建筑文化遗产的有效保护及再利用的方法。

综上所述，目前大多数的研究偏向于近代砖木建筑遗产的建筑形制和修缮策略，而针对具体加固修缮技术的研究偏少。以典型近代砖木建筑遗产某学校旧址为例，分析其中结构加固技术，总结建筑修缮技术成果，为该类型建筑遗产的保护提供参考与借鉴。

1?建筑价值评估与结构检测评估

某学校旧址位于南京市浦口区，原占地面积约3?000?m ² ，现存2栋民国建筑，总建筑面积717?m ² 。其中1号楼为单层建筑，其长32?m、宽8?m、高8.5?m；2号楼为建筑面积224?m ² 的2层楼房，长35?m、宽8.5、高10.6?m，建筑面积493?m ² ，1号楼呈南北向布局，2号楼呈东西向布局，两栋建筑虽有人为改造的痕迹且在一定程度上被破坏，但建筑总体格局的保存相对完整。某学校旧址的建筑风格为仿西方风格，双坡屋面为两栋建筑共同的屋面形式，建筑形式为近代民国流行的砖木混合结构。木屋架主要采用木构件，外加铁件进行加固，下部的墙体为清水砖墙承重墙，后期人为地增加水泥砂浆饰面。两栋建筑的屋面使用灰色机平瓦，整体立面与平面呈矩形。两栋建筑内部空间均为教室，开间较大，建筑修缮前的测绘剖面示意，如图1、图2所示。

图1?1号楼现状剖面示意

图2?2号楼现状剖面示意

1.1?建筑价值评估

某学校旧址有较大历史艺术科学价值与社会价值。在历史价值上，某学校旧址于1918年建成，承载着重要的历史信息，为研究我国近代铁路交通配套设施及发展提供了依据。在艺术价值上，某学校旧址在中国传统建筑设计形式逐渐向现代过渡的实践时期落成，是研究近代建筑发展历程的优秀案例，且保存完好的现状使其有较高的研究价值。在科学价值上，某学校旧址使用了近代时期普遍使用的砖木结构，同时外廊柱采用钢筋混凝土结构以支撑木屋架，整体建 筑为砖、木、钢筋混凝土材料的结合，经过百年的洗礼，现状相对完整，是研究民国建筑耐久性问题的优秀案例。在社会价值上，由于修缮后的某学校旧址的建筑功能类型将变为展览功能，其固有的历史信息、区位特点，以及内部空间的功能转变，以形成具有科学文化和历史传承的效果。

由于某学校旧址距今已有100余年，且经过多次改造，建筑原始设计图纸和施工资料现已缺失，因而修缮前需对两栋建筑进行现场勘察和检测评估。

1.2?结构检测评估

对某学校旧址1号建筑与2号建筑进行现场勘 察，使用激光扫描仪在建筑周围若干测点进行点云数据采集，进而可准确获取建筑尺寸信息及建筑各部位残损情况，为后续加固修缮设计提供依据。

1.2.1?墙体安全评估

根据现场调研勘察，发现1号和2号建筑墙体存在一些裂缝，且部分墙体存在砖块缺失现象，部分墙面存在风化、泛碱的情况。根据现场检测，对砖抗压强度检测采用回弹法，测得砖块强度等级为MU?10。采用回弹法检测砂浆抗压强度，测得砂浆抗压强度最小值为0.1?MPa。

通过对某学校旧址进行现场测绘，得到较为完整的结构布置图。使用PKPM软件进行建模计算，计算结果得出建筑1~2层墙体满足抗压承载力，抗震承载力符合现行规范的要求，且高厚比均未超过规范限值如图3、图4所示。

图3?1号楼PKPM模型

图4?2号楼PKPM模型

1.2.2?混凝土构件安全评估

根据现场的勘察，某学校旧址现存的很多混凝土构件经近百年的使用，在一定程度上存在残缺与裂缝。

某学校旧址1号楼与2号楼外廊的外侧为一排钢筋混凝土柱，部分混凝土柱存在开裂露筋的现象，其表面裂缝分布不均匀，裂缝宽度从0.1~0.3?mm不等。2号楼的两侧有两部混凝土楼梯，混凝土楼梯存在细微裂缝，楼梯栏杆有部分缺失或损坏。2号楼走廊为混凝土板，板上表面存在部分裂缝，板下表面局部出现开裂露筋的现象。

1.2.3?木构件安全评估

1号与2号建筑均为砖木结构建筑，采用双坡屋顶，内部屋架为三角形木桁架。根据现场勘察，建筑屋顶局部渗水，个别木屋架构件受潮、老化，但总体保存尚好。采用商业结构有限元分析软件SAP?2000（18.0）对木屋架进行建模分析，在计算分析中，木材强度按照杉木取值，依GB?50005—2017《木结构设计标准》的规定，弹性模量取值8?100?N/mm ² ，抗弯强度取9.9?N/mm ² ，顺纹抗压强度取值9.5?N/mm ² ，顺纹抗剪强度取值1.08?N/mm ² ，横纹承压强度取值1.62?N/mm ² 。荷载取值：木材自重取4?kN/m ² ，屋面可变荷载取值0.7?kN/m ² ，瓦面永久荷载取值2.4?kN/m ² 。根据测绘图建立模型，跨度、高度及截面尺寸均符合图纸要求，如图5所示。

图5?木屋架受压应力云图

计算分析1号和2号建筑的木屋架，结果表明两栋建筑的木屋架承载力均超过限值，具体表现为上弦杆的压应力超过限值。建议采用增大截面法加固木屋架上弦杆，1号建筑木屋架上弦杆截面尺寸由100?mm×130?mm增至100?mm×180?mm，2号建筑木屋架上弦杆截面尺寸由150?mm×120?mm增至150?mm×150?mm。

根据现场调研实际测得的尺寸，对1号、2号建筑的木檩条、木格栅进行分析，并进行强度与挠度计算，根据计算结果判定是否满足要求并提出一些有效的加固建议见表1。

表1?各木构件结构承载力及加固措施

1.2.4?检测评估结果

分布对学校旧址的1号建筑与2号建筑的地基基础、围护结构及上部承载结构进行检测评估。评估结果显示：某学校旧址1号、2号建筑建造年代久远，材料性能劣化明显，抗震整体性较弱。两栋建筑的木屋架、木檩条、混凝土构件均需进行加固修缮。