磚砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究

高翔宇

唐山六九宏業(yè)建筑工程有限公司，河北唐山 063100

隨著改革開放的不斷深入，國民經(jīng)濟(jì)得到持續(xù)發(fā)展，國民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也邁入了新的階段，在現(xiàn)代工程建設(shè)方面，技術(shù)有了較大的提升，新設(shè)備、新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，施工進(jìn)度、施工質(zhì)量得到進(jìn)一步提高，為了滿足不斷發(fā)展、不斷進(jìn)步的施工需要，在施工過程中，磚砌體工程的發(fā)展對工程起到至關(guān)重要的作用。

磚砌體工程的特點(diǎn)是：歷史悠久、使用量大、適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)、拓展空間廣闊。為了開發(fā)更新型的磚砌體，研究磚砌體的這些特點(diǎn)至關(guān)重要。

1 歷史悠久

磚砌體在我國使用廣泛，并且磚砌體結(jié)構(gòu)在我國起源較早，歷史遺留下的諸多古建筑就是最好的佐證。諸如，矗立了千年的萬里長城，就是世界史上最偉大的磚砌建筑結(jié)構(gòu)；春秋戰(zhàn)國大興水利建設(shè)，歷經(jīng)千年滄桑的都江堰就是秦代以來，我國偉大的水利磚砌體工程；在距今1400年前的安濟(jì)橋，就是世界史上最早的磚砌體拱橋，并且安濟(jì)橋還列入了世界土木工程里程碑的行列之中，代表了我國古代杰出的磚砌體技術(shù)。對于這些燦爛而輝煌的磚砌體結(jié)構(gòu)建筑，我們值得自豪，但與此同時我們要更多地去繼承，把優(yōu)秀的磚砌體文化弘揚(yáng)下去。解放以來，我國在磚砌體結(jié)構(gòu)方面，取得了較大的發(fā)展，尤其是在材料、技術(shù)等方面，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化的發(fā)展。

各地本著因地制宜的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)選擇適宜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的材料進(jìn)行砌體工程，隨著新材料的應(yīng)用，磚砌體中的頁巖空心磚成為了磚砌體中的主要材料。

2 使用量大

我國自解放以來，磚的產(chǎn)量逐年增加。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)[3]，1980年全年的磚產(chǎn)量為1600億塊，1996年產(chǎn)磚量增長至6000億塊，躋身為世界產(chǎn)磚量最多的國家。在我國，諸如辦公樓、民用住宅等基礎(chǔ)建設(shè)工程，多以磚砌體作為墻體的建材。我們都知道，50年代，這些基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)多少4層左右，城市也不過在8層。而現(xiàn)在，每年興建的磚砌體建筑就大1億平方米。就重慶市而言，在1980年～1983年的三年間就形成了503萬平方米的住宅面積。

3 適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)

磚砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛，目前運(yùn)用于各種建筑結(jié)構(gòu)之中。諸如，鎮(zhèn)江市，就建設(shè)高60m、內(nèi)外徑為4.78m和2.218m的磚砌體煙囪結(jié)構(gòu)，利用料石建設(shè)了高達(dá)80余米的排氣塔；湖南省，建設(shè)了高達(dá)12.4m、寬6.3m的磚砌體糧倉；福建省，利用毛石建設(shè)了云霄至東山的大型向東渠，并且岱渡槽就有25座，形成了高12.4m、寬6.3m的磚砌體結(jié)構(gòu)。此外，我國致力于古代技術(shù)的發(fā)展，在1959年建成的現(xiàn)代橋，其石拱橋段的跨度達(dá)60m，高約52m；而建設(shè)的湖南鳥巢和大橋，其跨度更是達(dá)到120m。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國現(xiàn)已建成的磚砌體石拱橋，在100m以上的就達(dá)10座，創(chuàng)造了諸多的世界紀(jì)錄。

我國磚砌體充分吸收地震災(zāi)害的房屋建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。目前，我國大部分的城市都設(shè)有6度以上的設(shè)防區(qū)。于是，地震強(qiáng)度小于6度的情況下，磚砌結(jié)構(gòu)不會發(fā)生較大的結(jié)構(gòu)損壞。隨著現(xiàn)代技術(shù)的改進(jìn)、設(shè)計的科學(xué)性，在大于7度的區(qū)域，仍建設(shè)有一定量的磚砌體建筑群。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國在近10余年中，大中城市實(shí)現(xiàn)了磚砌體建筑面積80億[4]。

4 拓展空間廣闊

1）以前使用磚砌體的材料特點(diǎn)與狀況

從近十年來看，我國在磚塊、河砂、煤矸石等建材上有較大的發(fā)展。我國1985年所建設(shè)的房屋結(jié)構(gòu)，多以磚塊作為墻體結(jié)構(gòu)，在將近40年的發(fā)展進(jìn)程中，墻體的革新主要面向于磚砌體結(jié)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)建設(shè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵方面。磚塊的種類繁多，且規(guī)格較繁雜，就中小型的磚塊使用最為普遍。目前，在小型磚塊的基礎(chǔ)上，又紛紛研發(fā)出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大的具有裝飾效果的磚砌塊。

此外，新編的《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50003-2001）就墻梁的設(shè)計，尤其是地震區(qū)的設(shè)計，要切實(shí)推廣該結(jié)構(gòu)形式的使用程度。同時，基于多年來的研究，磚砌體結(jié)構(gòu)開始研發(fā)新型墻體材料，尤其是在抗溫、高穩(wěn)定性方面，近幾年也有了較大的發(fā)展。

2）未來磚砌體所要具備的特

其實(shí)，磚體的材料成分復(fù)雜，而磚石是最為傳統(tǒng)的建材之一。基于幾千年的發(fā)展，磚石穩(wěn)定的物理性能、便于生產(chǎn)和取材、廉價等的優(yōu)越點(diǎn)，其在幾千年中都受到人們的青睞。不過，在現(xiàn)代技術(shù)的背景下，我國磚砌體材料也存在較大的缺陷，諸如強(qiáng)度小、污染大、自重大等的技術(shù)短板，所以磚砌體建筑結(jié)構(gòu)在使用上缺乏較大的耐用性，在抗震上缺乏穩(wěn)定的性能。據(jù)此，針對這些已有的問題，筆者認(rèn)為需要進(jìn)行如下的工作改進(jìn)。

（1）節(jié)能環(huán)保型建材的研發(fā)

“綠色建材”的概念提出已有20余年，在1992年的環(huán)境和發(fā)展的首腦會議上，又通過了“21世紀(jì)議程”宣言，標(biāo)志著全球框架下可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。對于可持續(xù)而言，旨在環(huán)境保護(hù)、協(xié)調(diào)人與自然的和諧相處、減小自然的消耗、實(shí)現(xiàn)廢棄資源的循環(huán)使用等，并把保護(hù)自然環(huán)境作為人類生存在的首要任務(wù)。

隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入，發(fā)達(dá)國家紛紛實(shí)施綠色建材計劃，并在取得了一定程度的進(jìn)展。我國依托于1992年的首腦大會，以江澤民為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，杜絕出現(xiàn)先污染后治理的發(fā)展倒庫。與此同時，大力推行科技創(chuàng)新，針對綠色建材的研發(fā)，以形成綠色和諧的建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

利用頁巖生產(chǎn)多孔磚。我國資源豐富，就頁巖資源而言，分布廣泛，儲存量大。燒結(jié)頁巖磚，就實(shí)現(xiàn)了低消耗、高強(qiáng)度、外觀美的磚體研發(fā)，并且燒結(jié)頁巖磚的強(qiáng)度達(dá)到了MU30，可以較好地運(yùn)用于清水墻體的堆砌，據(jù)此，頁巖磚成為了建材的“寵兒”。

對于發(fā)展廢渣輕型砼墻板，具有較大的意義。該板是以粉煤灰為主料，配以礦渣、爐渣等骨料，并同時加入一定量的纖維和輕材料，這樣就可以較大程度的提高施工技術(shù)。

發(fā)展復(fù)合板墻和磚塊。目前，建筑材料還無法滿足于即保溫隔熱又實(shí)現(xiàn)防水的高強(qiáng)度性能。這就說明，我們需要大力發(fā)展復(fù)合型材料以形成多功能的墻體。諸如，鋼絲網(wǎng)水泥夾芯板，就是良好的復(fù)合材料，但從實(shí)際的施工效果來看，在墻體龜裂處理上仍需改進(jìn)。

對于復(fù)合砌塊墻體材料而言，是世界建材研發(fā)的方向，諸如利用灰砂砌塊或砼空心砌塊與一種絕緣材料復(fù)合，都可以較好的實(shí)現(xiàn)外墻體的需求。我國在該方面具有較好的基礎(chǔ)，主要的技術(shù)需要改進(jìn)，以適應(yīng)綠色建材發(fā)展的需求。

（2）研發(fā)高強(qiáng)砌體材料

就目前而言，我國在磚砌材料的研發(fā)上，與發(fā)達(dá)國家的差距較大，尤其是在強(qiáng)度和穩(wěn)定上比較欠缺。諸如，粘土磚的強(qiáng)度只在8MPa左右；承重空心磚的空洞過大過多。在該方面，發(fā)達(dá)國家的強(qiáng)度在45MPa，承重空心磚的承重量達(dá)13kN每平方米。 對于國外的優(yōu)秀技術(shù)，我國需要在配料、燒制等方面進(jìn)行全面的改進(jìn)，以提高燒磚的質(zhì)量，滿足現(xiàn)代建筑的建設(shè)需求。諸如，太平洋磚廠，就是立足于中美合資，實(shí)現(xiàn)了頁巖磚強(qiáng)度的80MPa。且基于頁巖磚的高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性和色彩性，其還廣泛運(yùn)用于裝飾材料，出口到各個國家運(yùn)用于高檔建筑的建設(shè)。其實(shí)，高強(qiáng)度建材相對于低強(qiáng)度的建材，在價格方面具有較大的差異。

基于當(dāng)前的發(fā)展趨勢來看，為提高磚塊的質(zhì)量，商品漿和干拌漿漿有較大的市場需求。而且干拌漿實(shí)現(xiàn)了加水?dāng)嚢杓纯傻姆奖阈裕哂休^強(qiáng)的實(shí)用性。

（3）強(qiáng)化砌體結(jié)構(gòu)理論方面的研究

強(qiáng)化轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的理論研究，是從本質(zhì)上優(yōu)化該領(lǐng)域發(fā)展的重要內(nèi)容。在進(jìn)一步的研究中，我們發(fā)現(xiàn)，在物理和數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上，建立科學(xué)而完善的磚砌體結(jié)構(gòu)理論，是世界磚砌體結(jié)構(gòu)的研究課題。在此方面上，我國具有較好的基礎(chǔ)，有一定深度的針對研究，這對于后續(xù)研究工作奠定了基礎(chǔ)。

[1]丁大鈞.《砌體結(jié)構(gòu)》教學(xué)芻議[J].建筑結(jié)構(gòu)，1999(3).

[2]施楚賢主編.砌體結(jié)構(gòu)理論與設(shè)計[M].中國建筑工業(yè)出版社，1992.

[3]周玉琴，等.淺談新世紀(jì)“綠色建材”在國內(nèi)外發(fā)展趨勢.天津墻改辦.墻改與節(jié)能，1999(2).

[4]建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)修訂組.我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度設(shè)定水平分析與改進(jìn)意見，1999，7.