百年清华学堂,原来是轻木骨架建筑
亨利·墨菲和百年清华第一楼
亨利·墨菲(Henry Killam Murphy,1877年-1954年),美国建筑设计师,他曾在20世纪上半叶在中国设计了雅礼大学、清华大学、福建协和大学、金陵女子大学和燕京大学等多所重要大学的校园,并主持了国民政府南京的“首都计划”,是当时中国建筑古典复兴思潮的代表性人物。
说到清华大学早期建筑,不能不首先说到“百年清华第一楼”———清华学堂。清华学堂青砖红瓦、坡顶陡起,带有浓郁的德国古典风格,是清华大学标志性建筑之一。建筑整体呈“L”形,总建筑面积约4560平方米。如今城市地标性建筑,多半非“高”即“大”,而在清华园内,楼不在高,有史则名。清华学堂为当时清华园内第一座“大楼”,虽然高仅两层,但因后来的“四大建筑”尚未落成,清华学堂自然是鹤立鸡群。我国科学、文化、教育界的一些著名专家学者,如竺可桢、茅以升、金岳霖、吴宓、叶企孙、周培源、闻一多、潘光旦、马寅初、梁思成等,都在清华学堂学习生活过。可惜的是,2010年11月13日凌晨,清华学堂修缮工地突然起火,学堂砖石结构虽未受到影响,但其内部木结构基本被毁,东半部房顶完全被烧。清华学子痛心疾首,国人闻讯惊讶不已。
且慢,事情并非这么简单!“百年清华第一楼”应该是中国现存的,可能也是唯一的,已有百年历史的现代轻骨架(2×4)建筑。
现代轻木骨架(2×4)建筑的基本特征就是所有承重结构都是轻木骨架(例如:2×4、2×6、2×8、2×10等建筑构件),这些承重结构件都烧掉了,现代轻木骨架建筑的技术特征也就不存在了。


与施工单位进行沟通。对方约定,虽然发生火灾,但不会影响修缮工程完成的时间进度,清华学堂修缮工程仍会在保证质量的基础上,在明年百年校庆庆典前完工。
“这11月13日凌晨,处于修缮中的清华大学百年建筑、国家重点文物保护单位清华学堂突发大火,9个消防中队的308名消防员赶至现场扑救。3时15分许,大火被扑灭。清华大学通报称,火灾过火面积800平方米左右,无人员伤亡,不对主体结构构成影响。
清华大学(英文名:Tsinghua University),地处北京西北郊繁盛的园林区,是在几处清代皇家园林的遗址上发展而成的。清华大学的前身是清华学堂,始建于1911年,曾是由美国退还的部分庚子赔款建立的留美预备学校。1912年,清华学堂更名为清华学校。1925年设立大学部,开始招收四年制大学生。1928年更名为国立清华大学,并于1929年秋开办研究院。
清华学堂是清华大学最早的建筑。其外墙主要为砖混结构,而内部全部为易燃的木结构。其西南角是正门入口,上有清末军机大臣那桐手书“清华学堂”四个大字。这里是清华学生毕业留影最多的地方之一。从某种意义上讲,清华学子都是从这座百年建筑开始起步成为一名真正清华人的。
上世纪50年代以后,梁思成为主任的清华建筑系迁入此楼,清华学堂成为建筑系专用系馆。
清华学堂是清华大学校园内的标志性建筑,为德国古典风格,青砖红瓦,坡顶陡起。它是清华建校初期兴建的首批校舍的主体建筑,后来曾进行二期工程,对清华学堂进行过扩建。
各大媒体对这场大火的报道都基本一致:
据新华网报道,消防部门出动44部消防车、308名官兵,经过两个多小时的扑救将大火扑灭,现场过火面积800平方米左右,无人员伤亡。火灾未对建筑主体结构造成影响。目前,火灾原因和损失情况正在进一步调查中。
清华新闻中心负责人强调说,火灾是在施工过程中发生的,有关方面正在调查火灾原因。发生火灾的地方是清华学堂的二期工程,并非清华学堂的正门部分和最早的清华学堂建筑部分。
该负责人还表示,火灾发生后,清华校方是清华最早的建筑,是清华历史的象征”。清华大学历史系教授、清华大学出土文献研究与保护中心主任李学勤说。
李学勤说,“我看到报纸后感觉比较严重,赶紧骑车过去看。”到现场后,李学勤感觉稍稍安心,“损失不是太大,主体基本没有损失”
从以下博文《【转】清华学堂概况和损失解释(非官方)》中我惊讶的看到1911年建造的清华学堂居然是现代轻木骨架结构。

庚子赔款建造的现代轻木骨架建筑——清华学堂
从东侧屋架内部看,这是一个典型的现代轻木骨架椽子—托梁式阁楼空间结构,而且在天花托梁之间可以明显看到剪力撑和拉带,上部没有完全拍照出来的构件应该是约束托梁了,也就是说清华学堂屋顶骨架结构是没有支柱的椽子-托梁,再加约束托梁的结构。
100年前用庚子赔款设计建造的清华学堂,其轻木骨架屋顶结构与今天的轻木骨架屋顶结构基本没有差别,像剪力撑、椽子、天花托梁、约束托梁,这样的结构构件应有尽有。也就是说,100多年前,轻木骨架建筑技术就已经定型,并非常成熟了。
从照片上看,我估计其原材料(椽子和天花托梁等结构构件)也是从北美进口的。
清华学堂可能是中国最早的,目前还存在的,由北美建筑师设计的轻木骨架建筑。其历史和科学价值是非常之大的。

典型的现代轻木骨架建筑
更让我惊讶的是,各大媒体对这场大火的报道都强调一个内容:火灾未对建筑主体结构造成影响。其外墙主要为砖混结构,而内部全部为易燃的木结构。
清华大学自己也通报称,火灾过火面积800平方米左右,无人员伤亡,不对主体结构构成影响。
我要呼吁的是——什么是建筑主体结构?
现代轻木骨架建筑的主体结构构件,即支撑屋顶和楼层的所有结构件(椽子、天花托梁和楼层托梁等)都全部烧掉了,还坚称“不对主体结构构成影响”,这不是说胡话吗?
从博文中看到了更加让我惊讶的语句——“可以从古老图纸中看到,原本大楼结构二层楼板只是一层木头而已,没有砖石结构,很轻很薄,这次的修缮计划已经考虑到这个问题,打算按照原有样式更换新楼板。这次的火灾烧掉了马上就要更换的旧楼板”。
“早在2006年开始建筑学院就开始对大礼堂和清华学堂进行测绘。留有充足的数据可以进行修补修复”。
也就是说现代清华建筑人居然不知道现代建筑结构中还有轻木骨架这一极其优秀的建筑结构。从照片上看,椽子应该是2×6定尺木材,天花托梁应该是2×8定尺木材。烧掉的楼层托梁应该是2×10或2×12定尺木材,骨架间距(O.C)应该是406mm。材料是S.P.F(云杉-松树冷杉)、D.Fir-L(花旗松-叶松)、Hem-Fir(铁杉-冷杉),或SYP(南方松),就不得而知了。
另外,清华学子所说的,走起来砰砰响的楼层粗地板厚度应该在25.4mm以上,当时还没有夹板,更没有OSB板,所以只能是实木了。
清华建筑专业的学者居然说出了“二层楼板只是一层木头而已,没有砖石结构,很轻很薄”这么不专业的话。居然不知道现代轻骨架建筑的楼层结构就是这样的“一层木头而已”。
清华学堂内所有地板都是由两层木板组成,夹层用锯末填充。现代轻骨架住宅建筑也有采用二层OSB板的构造的,但很少采用夹层构造了。这可能是公用设施,需要隔音,所以才采用夹层用锯末填充的方式,因为当时还没有保温棉和石膏板等建筑材料。

现代轻木骨架楼层托梁
可悲啊,可悲!现在的清华真的沦落到只知有秦(钢筋混凝土建筑),不知有汉(钢结构建筑),乃至魏晋(现代轻骨架建筑)吗?
这是不是现代轻骨架建筑为什么难以在中国推广和应用的主要原因?
