淺談砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展問題

摘 要：在土木工程中砌體跟砌體結(jié)構(gòu)是一種主要的建筑材料和承重結(jié)構(gòu)，了解砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展及現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)的特點及發(fā)展尤為重要。

關(guān)鍵詞：發(fā)展；砌體；砌體結(jié)構(gòu)

1我國砌體結(jié)構(gòu)的歷史

由磚砌體、石砌體或是砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu)，稱為砌體結(jié)構(gòu)。

磚和石材兩種古老的土木工程建筑材料，因為石結(jié)構(gòu)和磚結(jié)構(gòu)歷史悠久，如我國早在5000年前就建造有石砌祭壇和石砌圍墻，我國隋代開皇15年至大業(yè)元年，即公元595-605年由李春建造的河北趙縣安濟橋即趙州橋是世界最早建造的空腹式單孔圓弧石拱橋，并保留至今。建于公元523年（北魏時期）的河南登封嵩岳寺塔，平面為十二邊形，總高43.5M，共15層，為磚砌單筒結(jié)構(gòu)，是中國最古密檐式磚塔。據(jù)記載我國長城始建于公元前7世紀(jì)春秋時期的楚國，在秦代用亂石和土將趙、燕、秦北面的城墻連成一體并新增砌筑城墻，建成聞名于世的萬里長城。我國在戰(zhàn)國時期（公元前475年-前221年）已能燒制大尺寸的空心磚，南北朝以后磚的應(yīng)用則更為普遍。追述歷史人們生產(chǎn)和使用燒結(jié)磚也有3000年以上。

砌塊中以混凝土砌塊的應(yīng)用較早，混凝土砌塊于1882年問世，此時砌塊的生產(chǎn)和應(yīng)用僅有百余年的歷史，而混凝土小型空心砌塊起源于美國，我國在20世紀(jì)上半葉砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展緩慢，而建國以來，砌體結(jié)構(gòu)得到迅速的發(fā)展，并取得了顯著的成就。近幾年，磚的年產(chǎn)量達到世界其他各國磚年產(chǎn)量的總和，90%以上的墻體均采用砌體材料，20世紀(jì)60年代以來，我國小型空心磚砌塊和多孔磚的生產(chǎn)應(yīng)用有較大發(fā)展，近十年來砌塊與砌體建筑的年遞增量均在20%左右。我國已從過去用磚石建造的低矮民房，發(fā)展到現(xiàn)在建造多層住宅、辦公樓等民用建筑和中小型工業(yè)廠房、多層輕工業(yè)廠房以及影劇院、食堂、拱橋、擋土墻等建筑物跟構(gòu)筑物。20世紀(jì)60年代末，我國已提出將墻體材料進行革新，1988年至今我國墻體材料革新已經(jīng)邁入第三個重要發(fā)展階段。新型墻體材料產(chǎn)量達到2100億塊標(biāo)準(zhǔn)磚，共完成新型墻體材料建筑面積3.3億元m2，完成節(jié)能建筑7470萬m2，累計節(jié)約耕地4萬hm2節(jié)約燃煤6000t標(biāo)準(zhǔn)煤，利用工業(yè)廢渣3.2億t，減少了二氧化硫和氮氧化物等有害氣體排放，并淘汰了一批小型轉(zhuǎn)瓦企業(yè)。20世紀(jì)90年代以來，在吸收和消化國外配筋砌體結(jié)構(gòu)成果的基礎(chǔ)上，我國建立了具有自己特點的配筋混凝土砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)體系，大大拓展了砌體結(jié)構(gòu)在高層房屋及其在抗震設(shè)防地區(qū)的應(yīng)用。現(xiàn)已建成許多配筋混凝土砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的高層房屋，在有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)和組織下，在全國范圍內(nèi)對砌體結(jié)構(gòu)作了較為系統(tǒng)的試驗研究和理論探討，總結(jié)一些具有我國特色、比較先進的砌體結(jié)構(gòu)理論、計算方法和應(yīng)用經(jīng)驗?？v觀歷史尤其是在20世紀(jì)60年代以來，砌體結(jié)構(gòu)在不斷的發(fā)展，成為世界上最為重要的一種建筑結(jié)構(gòu)體系。

2現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)的特點及展望

砌體生產(chǎn)的材料如黏土、砂和石是天然材料，分布廣，容易就地取材，且較水泥、鋼材和木材的價格便宜。此外，砌體結(jié)構(gòu)的施工設(shè)備和方法較簡單，能較好的連續(xù)施工，還可以大量節(jié)約木材、鋼材以及水泥，造價較低。砌體還具有良好的耐火性和較好的耐久性能，使用期限較長。砌體中特別是磚砌體結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能好，節(jié)能效果明顯。同時，采用磚、石建造的房屋既美觀又舒適。正因為上述的優(yōu)點，國外不少學(xué)者認(rèn)為“古老的磚結(jié)構(gòu)是在其他材料相競爭中重新出世的承重墻體結(jié)構(gòu)”并預(yù)計“黏土磚、灰砂磚、混凝土砌塊砌體是高層建筑中受壓構(gòu)件的一種競爭力的材料”。但一般砌體的強度低，在建筑中墻、柱的截面尺寸都較大、材料用量較多，因而結(jié)構(gòu)自重大。此外砌體基本采用手工方式砌筑，勞動量大，生產(chǎn)效率低。砌體的抗拉、彎、剪的強度又較其抗壓強度低，抗震性能差，砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用受到限制。還值得注意的事黏土是制造黏土磚的主要原材料，要增加磚的產(chǎn)量，勢必要多占用農(nóng)田，不但嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對保持生態(tài)環(huán)境平衡也是很不利的。而我國恰好是一個土地資源非常緊缺的國家，人均耕地占有量只有1006.7m2僅為世界人均水平的45%。我國實心黏土磚的年產(chǎn)量增高達到7000億塊，不僅嚴(yán)重毀田，且每年生產(chǎn)能耗7000多萬噸標(biāo)煤，與此同時年排放2億多噸粉煤灰，不僅占用大量土地而且嚴(yán)重污染環(huán)境。

今后應(yīng)加強對現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用，現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)得到特點在于：采用節(jié)能、環(huán)保、輕質(zhì)、高強且品種多樣的砌體材料；工程上有較廣的應(yīng)用領(lǐng)域，在高層建筑尤其是中高層建筑結(jié)構(gòu)中較之其他結(jié)構(gòu)有較強的競爭力；具有先進、高效的建造技術(shù)，為舒適的居住和使用環(huán)境提供良好的條件。

發(fā)展砌體結(jié)構(gòu)今后首先要積極發(fā)展新材料。全國實心黏土磚控制在4500億塊以內(nèi)，節(jié)約土地7.33萬hm2節(jié)能8000萬t標(biāo)煤，利用工業(yè)廢渣3億t，新型墻體材料占墻體材料總量的比重達40%。墻體材料革新不僅是改善建筑功能、提高住房建設(shè)質(zhì)量和施工效率，滿足住宅現(xiàn)代化的需要，還能達到節(jié)約能源、保護土地、有效利用資源、綜合治理環(huán)境污染的目的。促進我國社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的大事，是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一項重大舉措。

要深化對配筋砌體結(jié)構(gòu)的研究，擴大其應(yīng)用范圍。尤其是要進一步研究配筋混凝土砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能，使該結(jié)構(gòu)體系在我國抗震設(shè)防地區(qū)有更大的適用高度，并對框支配筋混凝土砌塊砌體剪力墻結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)研究，將我國配筋砌體結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用提高一個新的水平。進一步研究砌體結(jié)構(gòu)的受力性能和破壞機理，通過物理或數(shù)學(xué)模式，建立精確而完整的砌體結(jié)構(gòu)理論，是世界各國所關(guān)注的課題。我國的研究有較好的基礎(chǔ)，繼而加強這方面的工作十分有利，對促進砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展有深遠(yuǎn)的意義。

3結(jié)束語

我國富源遼闊，資源豐富，在社會主義初級階段，以及今后一個相當(dāng)長的時間內(nèi)無疑在許多建筑乃至其他土木工程中砌體和砌體結(jié)構(gòu)仍然是一種主要的材料和承重結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻

[1] 施楚賢.砌體結(jié)構(gòu)理論與設(shè)計.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992.

[2] 施楚賢，徐建，劉桂秋.砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[3] 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會砌體結(jié)構(gòu)委員會編.現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[4] 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50003-2001.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

作者簡介

雷鐳（1983-），女，助教，研究方向為建筑工程。

（作者單位：四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院）