淺析砌體結構現狀與前景

張軻+馬萬松

摘 要：隨著社會的發展，自然界的變遷，人們對建筑結構要求越來越高。這就要求我們要不斷的發展和創新，讓砌體結構建筑在我們有一個良好的發展，本文主要闡明了砌體結構的現狀與其發展前景。

關鍵詞：砌體結構；建筑結構；發展前景

引言

隨著自然界的變換和時代的變遷，人們對建筑結構的要求也越來越高，自然資源的利用效率也越來越多，這就要求我們在現有的建筑理念上有所突破和改變，以滿足人們生產活和需要。

一、砌體結構的定義

砌體結構（masonry structure） 是由塊材和砂漿砌筑而成的墻，柱作為建筑物主要受力構件的結構。砌體（磚混結構）是由塊體和砂漿砌筑而成的墻或柱，包括磚砌體、砌塊砌體、石砌體和墻板砌體，在一般的工程建筑中，砌體占整個建筑物自重的約1/2，用工量和造價約各占1/3，是建筑工程的重要材料。長期以來，我國占主導地位的砌體材料燒結鉆土磚已有二千多年的歷史，與黏土瓦并稱為“秦磚漢瓦”。但是，這種砌體材料需要大量黏土作原材料，為有效地保護耕地，國家要求盡量不用黏土磚。砌體材料正朝著充分利用各種工業廢料，輕質、高強、空心、大塊、多功能的方向發展。它包括磚結構、石結構和其它材料的砌塊結構。砌體結構在我國應用很廣泛，這是因為它可以就地取材，具有很好的耐久性及較好的化學穩定性和大氣穩定性，有較好的保溫隔熱性能。較鋼筋混凝土結構節約水泥和鋼材，砌筑時不需模板及特殊的技術設備，可節約木材。砌體結構的缺點是自重大、體積大，砌筑工作繁重。由于磚、石、砌塊和砂漿間粘結力較弱，因此無筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強度都很低。由于其組成的基本材料和連接方式，決定了它的脆性性質，從而使其遭受地震時破壞較重，抗震性能很差，因此對多層砌體結構抗震設計需要采用構造柱、圈梁及其它拉結等構造措施以提高其延性和抗倒塌能力。此外，磚砌體所用粘土磚用量很大，占用農田土地過多，因此把實心磚改成空心磚，特別發展高孔洞率、高強度、大塊的空心磚以節約材料，以及利用工業廢料，如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心磚塊代替紅磚等都是今后砌體結構的方向。

二、砌體結構現階段的發展狀況

由于我國仍是發展中國家，經濟條件相對落后，決定了現在乃至今后仍將有大量房屋建筑會采用砌體結構。但由于土地資源的不可再生性，在使用砌體結構的同時需考慮能否采取措施，降低砌塊粘土使用量，減輕砌體結構自重，并提高砌體杭剪、抗彎和抗拉性能，改善其延性，加強其抗傾能力，通過試驗和研究，逐步減輕和克服砌體結構的一些缺點，使砌體結構能延長其生命力。目前我國主要是從以下兩個方面進行砌體結構改革的。

1、空心磚和多孔磚得到了越來越廣泛的普及和應用

空心磚、多孔磚以及相應的節能環保砌塊隨著墻體改革的深入開展而得到更加廣泛的應用，普通燒結粘土磚的使用受到越來越多的限制，促使建設單位更多地使用獲得認證許可的空心磚、多孔磚以及相應的節能環保砌塊。

在建筑工程中應用空心磚和多孔磚有許多優點：在生產方面，節約原料和燃料，干燥和燒成周期短，綜合效益高，砌筑成活效率高；在使用方面，保溫效果和透氣性能好，提高了居住舒適感；節能方面，結構自重輕，建筑能耗比較節省，各項綜合技術經濟指標都比較好。這些優越性，已被國內外大型的工程建設實踐所證明。發展及推廣應用空心磚、多孔磚和節能環保砌塊，是我國建筑物墻體改革的重要內容，也是建筑業提高經濟效益的有效方法。

2、配筋砌體的研究得到了較大發展

在上世紀四五十年代，前蘇聯的研究人員就對網狀配筋砌體開展試驗研究，得出了較完整的計算方法。上世紀七十年代，湖南大學對方格鋼筋網配筋砌體抗壓性能進行了相對系統的試驗和研究。上世紀八十年代，南京工學院等單位試驗和研究了盤旋形鋼筋的配筋砌體。國內外還對豎向配筋空心磚砌體進行了更加系統的研究，東南大學多次進行豎向配筋小型砌塊的試驗研究。

通常我們認為，配筋砌體是由于鋼筋的拉力作用使砌體處于三向受力狀態而提高其強度。但文獻認為橫向配筋砌體的強度提高主要是由于鋼筋的拉接作用防止了被裂縫分開的小柱由于過早失穩而破壞。

一九八八年東南大學進行的鋼纖維砂漿磚柱抗壓強度的試驗，得出了鋼纖維砂漿砌體的抗壓性能較普通砂漿砌體提高約15%，抗剪強度明顯提高，提高了約30%，而抗壓韌度也有較大的提高。

一九九零年至今，集中配筋砌體結構的研究得到了很大發展。根據有關文獻，集中配筋砌體結構在破壞階段時鋼筋的應力達到屈服值，比分布配筋效果更好；同時配筋帶又可以減小砼構造柱的支撐長度，加強砼構造柱對砌體結構的約束作用；被分隔開的小面積墻體各自出現交叉裂縫，在墻體兩端形成的三角形塊體，尺寸較小，對于墻端柱的擠壓作用明顯減弱；另外還可以直接參與抗剪。但是集中配筋砌體結構和分布配筋砌體結構同樣存在施工繁瑣的問題，這有待今后進一步改善。

三、砌體結構發展趨勢

隨著新型砌體結構材料和新的結構形式的出現，砌體結構的設計理論和方法不斷促進砌體結構的向前發展。根據世界各國的砌體應用情況，我國砌體結構正向適應社會需求的方向發展，發展現代砌體已經成為了擺在我們面前的重要任務。其特點如下：

1.發展和推廣應用砌體結構的新材料。為適應節能、環保的要求，要限制黏土磚的應用，而改為大力發展新型砌體材料，充分把工業廢料和地方性材料利用起來，發展節能的砌體結構。加大限制高能耗的、高資源消耗的、高污染的低效益的產品的生產力度。大力發展蒸壓灰砂廢渣砌體材料制品，包括粉煤灰加氣混凝土墻板、粉煤灰磚、爐渣磚及空心砌塊、鋼渣磚等。

2.發展輕質高強多功能的砌塊和高性能的砂漿，進一步研究輕質高強低能耗的砌塊，使砌塊向薄壁、大塊發展、高強、薄壁和大尺寸是今后砌塊的發展方向，可以減輕自重，節約運輸的費用，減少灰縫，就可以節省勞力，并且可以提高承載力；利用頁巖生產多孔磚，大力發展廢渣輕型的墻板、蒸壓纖維的水泥板，提高自重輕、防火、施工安裝方便GRC板；大力推廣復合墻板。目前，國內外還沒有不僅能夠滿足建筑節能保溫隔熱，又能夠滿足外墻防水和強度的技術要求的單一的材料。

3.采用新技術、新結構體系。配筋砌體和預應力砌體都是砌體結構的發展方向。向砌塊孔洞內灌注混凝土，使它成為鋼筋混凝土和砌塊的組合砌體，可以用于多高層房屋，可以減輕自重，提高砌體的強度以及抗震性能。根據我國對粘土磚的限制政策，可就地取材、因地宜，在粘土較多的地區，如西北高原，發展高強粘土制品、高空隙率的保溫磚和外墻磚、塊材等在粘土少的地區發展高強砼砌塊、承重裝飾砌塊和利用廢材料制成的砌塊等。在發展高強塊材的同時，研制高強等級的砌筑砂漿。目前的砂漿強度等級最高為M15。當與高強塊材匹配時需開發大于M15的高性能砂漿。

4.新設計方法。研究人員更加深入地研究砌體結構的本構關系、破壞的機理和受力的性能，研究砌體結構的整體工作性能，多高層計算理論以及方法，通過物理和數學模式，建立精確并且完整的砌體結構理論，使砌體結構的計算方法以及設計理論更趨于完善。

參考文獻：

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[2]高東.砌體結構發展展望[J].吉林建筑，2004，（5）：39-41.endprint