建筑砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史及優(yōu)越性體現(xiàn)

鄭伯生 丁曉峰

摘要：本文介紹砌體結(jié)構(gòu)的古代悠久歷史和解放以來我國砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展，以及現(xiàn)代新材料、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用。并詳細(xì)闡述砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。最后通過實例來分析多層砌體建筑的經(jīng)濟(jì)價格。

關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)、發(fā)展歷史、優(yōu)越性

一、砌體結(jié)構(gòu)的古代發(fā)展歷史

砌體結(jié)構(gòu)是最古老的一種建筑結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)是指用磚、石或砌塊為塊材，用砂漿砌筑的結(jié)構(gòu)。砌體按照所采用的塊材不同，可分為磚砌體、石砌體、和砌塊砌體三大類。砌體結(jié)構(gòu)有著悠久的歷史和輝煌的記錄。人類自巢居、穴居進(jìn)化到室居以后，最早發(fā)現(xiàn)的建筑材料就是塊材，如土塊、石塊等。人類利用這些原始材料壘筑洞穴和房屋，并在此基礎(chǔ)上逐步從亂石塊發(fā)展為加工成塊石，從土坯發(fā)展為燒結(jié)磚瓦，出現(xiàn)了最早的砌體結(jié)構(gòu)。如我國早在5000年前就建造有石砌祭壇和石砌圍墻，在歷史上有舉世聞名的萬里長城，它是兩千多年前用“秦磚漢瓦”建造的世界上最偉大的砌體工程之一。

我國在新石器時代末期（距今約6000～4500年）已有地面木架建筑和木骨泥墻建筑；在公元前約2000年的夏代已有夯土的城墻，商代（公元前1783年～前1135年）以后逐漸采用粘土做成的版筑墻。人們生產(chǎn)和使用燒結(jié)磚瓦也有3000多年的歷史，在西周時期（公元前1134年～前771年）已有燒制的瓦，在戰(zhàn)國時期（公元前475年～前221年）已能燒制成大尺寸空心磚，南北朝時磚的使用已很普遍。北魏（公元386年～534年）孝文帝建于河南登封的嵩岳寺塔，是一座平面為12邊形的密檐式磚塔，共15層，總高43.5m，為單筒體結(jié)構(gòu)，塔底直徑8.4m、墻厚2.1m、高3.4m，塔內(nèi)建有真、假門504個，是我國保存最古的磚塔，在世界上也是獨一無二的；始建于北齊（公元550年～577年）天保十年的河南開封鐵塔，大量采用異型琉璃磚砌成（因琉璃磚呈褐色，清代時百姓稱為鐵塔，流傳至今），該塔平面為八角形，共13層，塔高55.08m，地下尚有5～6m，該塔已經(jīng)受地震38次，冰雹19次，河患17次，至今仍然聳立。

二、解放后我國砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展概況

砌體結(jié)構(gòu)是我國建筑中使用最廣泛和應(yīng)用數(shù)量最大的一種結(jié)構(gòu)形式。解放以來，我國磚的產(chǎn)量逐年增長，據(jù)統(tǒng)計，1980年的全國年產(chǎn)量為1600億塊，1996年磚產(chǎn)量增長到6200億塊，是世界其它各國年產(chǎn)量的總和。全國基本建設(shè)中，將砌體作為墻體已占90%左右。在辦公室、住宅等民用建筑中大量采用砌體結(jié)構(gòu)，50年代砌體結(jié)構(gòu)的房屋一般只能建到4～5層，而現(xiàn)在很多城市已可建到7～8層。在許多中小型單層工業(yè)廠房和多層輕工業(yè)廠房，以及影劇院、食堂等建筑也廣泛采用磚墻、柱承重結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)還用于建造各種構(gòu)筑物，如煙囪、排氣塔、糧倉、水渠等。磚石結(jié)構(gòu)還用于建造各種構(gòu)筑物。如福建用毛石建造的橫跨云宵-東山兩縣的大型引水工程-向東渠，其中陳岱渡全長4400M，高20M，槽支墩共258座，工程規(guī)模宏大。

三.現(xiàn)代新材料、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用

混凝土砌塊屬于非燒結(jié)性的塊材。它是由膠凝材料、骨料按一定比例經(jīng)機(jī)械成型、養(yǎng)護(hù)而成的塊材。在材料組成上有以砂石作骨料的混凝土承重空心砌塊；以浮石、火山渣、天然煤矸石為骨料的輕骨料混土砌塊、保溫砌塊、裝飾砌塊、鋪路混凝土砌塊，近年來又研制出大摻量粉煤灰砼承重砌塊等。由此而組砌成各種各樣的建筑物?？梢姲哑鰤K叫作一種類似“魔方”的建筑材料或“萬能型”的建筑材料并不過分。因為它為建筑師提供了建筑設(shè)計所需的最廣泛的可能性和選擇。砌塊結(jié)構(gòu)是在磚結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，由混凝土取代粘土，它既保留了傳統(tǒng)材料磚結(jié)構(gòu)取材廣泛、施工方便、造價低廉的特點，又具有強(qiáng)度高延性好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性，它是唯一融砌體和混凝土性能于一體的一種新型材料。國內(nèi)外的實踐，特別是美國的實踐已經(jīng)證明，砌塊已成為一種最具競爭力的建筑材料之一。

三、 砌塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

3.1 多層砌塊建筑對比粘土磚

和粘土磚相比，砌塊建筑的最大優(yōu)勢在于其生產(chǎn)不毀壞耕地和能耗較低，符合國家技術(shù)發(fā)展政策。這是砌塊結(jié)構(gòu)得以發(fā)展的根本前提。

3.2 生產(chǎn)不用土，能耗低

粘土磚采用優(yōu)質(zhì)粘土燒結(jié)而成，經(jīng)計算每萬塊粘土磚需取土毀田0.0007～0.01畝，每塊小磚僅燒結(jié)需900kcal，混凝土砌塊包括水泥、成型和蒸氣養(yǎng)護(hù)的總耗能，折合成標(biāo)準(zhǔn)磚為429kcal，其能耗不足粘土磚的一半。如以沈陽為例，現(xiàn)有粘土磚廠322個，年產(chǎn)約20億塊粘土磚，每年僅燒磚能耗約30萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，毀田1480畝。如由砌塊取代粘土磚，每年可省15萬噸標(biāo)煤，省田1480畝。據(jù)資料，北京市1996年生產(chǎn)粘土磚62億塊，全國有上千億塊粘土磚，年毀田達(dá)10萬余畝。

3.3 自重輕、有利于地基處理和抗震

混凝土砌塊標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸為390×190×190，空心率46%，重18kg，相當(dāng)9.6塊標(biāo)準(zhǔn)磚，砌塊墻體自重比240和370粘土磚墻分別減輕30%和50%，不僅減輕了基礎(chǔ)的負(fù)載，易于地基處理，減少了施工中的材料運(yùn)輸量，也增大了結(jié)構(gòu)的地震可靠度。

3.4 施工速度快

由于砌筑1㎡的小砌塊墻需標(biāo)準(zhǔn)塊12.5塊，而1㎡240厚磚墻需用128塊磚，工人砌筑同面積的小砌塊墻時彎腰取塊掛灰的次數(shù)將可減少90%，不僅降低了砌筑的勞動強(qiáng)度，而且可提高砌筑速度30%～100%。

3.5 節(jié)省砂漿

小型砌塊的砌筑工作量小，砂漿用量也少。每平方米190厚小型砌塊墻 的砂漿用量，僅為粘土磚的20%～30%，即可節(jié)省砌筑砂漿70%以上。另外由于小型砌塊外型比粘土磚做得更規(guī)整，外型尺寸誤差更小，墻面抹灰可減薄或作成清水墻，簡化了抹面工序，使墻面抹灰厚度也較粘磚墻減少25%以上，也使墻的重量有所減輕。

3.6 增加使用面積

小型砌塊，對多層及中高層房屋均可采用190厚墻，在同等建筑面積條件下，可增加有效使用面積3%～5%。

四、關(guān)于多層砌塊建筑實例經(jīng)濟(jì)分析

如何客觀和較為確切地評價砌塊建筑的造價，是一項比較復(fù)雜和帶有很強(qiáng)政策性的問題，現(xiàn)只能選擇已有砌塊建筑進(jìn)行分析?？偟恼f來，因地域、氣候的差異較大，造價差異會有一定出入。下面列出一些砌塊工程的造價分析數(shù)據(jù)。

上海真南小區(qū)6層砌塊住宅的經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果是：因砌塊較輕基礎(chǔ)費(fèi)用每平方米建筑造價下降6.86元，墻體砌筑費(fèi)下降19.11%，節(jié)省水泥36.04%，減少建筑面積0.8%，增加使用面積221.76m2，為粘土磚使用面積的105.85%，每平米建筑造價可降低20.85元，下降幅度為3.55%。

遼寧省本溪8～10層混凝土小砌塊住宅，建于1988年，約計12萬m2，外墻采用290.3排孔煤矸石混凝土小砌塊，內(nèi)墻采用190普通混凝土砌塊。該砌塊住宅與相同層數(shù)的框架結(jié)構(gòu)相比，每平方米造價低60元，施工速度快一倍，與磚混結(jié)構(gòu)相比每個雙室房增加使用面積3 ㎡，施工速度快50%。

大慶油田96-1型北入口單元6層混凝土小砌塊節(jié)能住宅，原為磚混結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)住宅，后由中國建筑東北設(shè)計研究院設(shè)計改為砌塊節(jié)能住宅，作為試點工程，單體建筑面積4287.84㎡，共建4棟計17151.36㎡，按節(jié)能50%考慮，外墻采用190混凝土砌塊，80厚聚苯和90厚混凝土飾面砌塊夾芯墻，內(nèi)承重均為190厚砌塊，據(jù)該工程的概算指標(biāo)，較磚混節(jié)能型住宅增加使用面積4.4%，造價高出39.5元/ ㎡。

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