淺析我國砌體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

吳揚帆

（海天建設集團有限公司）

摘 要：砌體結(jié)構(gòu)就是用磚砌體，石砌體和砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu)，在我國已有相當長的應用歷史，特別是建國以來，砌體結(jié)構(gòu)得到了迅速的發(fā)展，取得了顯著的成績。我國已從過去用磚石建造低矮的民房，發(fā)展到現(xiàn)在建造大量的多層住宅，辦公樓等民用建筑和許多領域的工業(yè)建筑。此外，我國在砌體結(jié)構(gòu)理論方面也有了長足的進步，新修訂頒發(fā)的《砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》在采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，多層砌體房屋中考慮空間工作，以及考慮墻和梁的共同工作設計墻梁等方面已達國際先進水平，豐富了我國砌體結(jié)構(gòu)理論和設計方法。

關鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；發(fā)展趨勢

1 現(xiàn)狀

中國是砌體大國，在歷史上有舉世聞名的萬里長城，它是兩千多萬年前用“秦磚漢瓦”建造的世界上最偉大的砌體工程之一；有在春秋戰(zhàn)國時期就已興修水利，如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程；有在1400年前由料石修建的現(xiàn)存河北趙縣安濟橋，這是世界上最早的敞肩式拱橋。該橋已被美國土木工程學會選入世界第12個土木工程里程碑。這些都是值得我們自豪和繼承的，也對弘揚我國文化遺產(chǎn)起到積極作用。解放后我國在砌體結(jié)構(gòu)方面有了很大的發(fā)展，分三個方面加以概要介紹。

1.1 砌體結(jié)構(gòu)量大面廣

解放以來我國磚的產(chǎn)量逐年增長，1980年的全國年產(chǎn)量為1600億塊，1996年增至6200億塊，為世界其它各國磚每年產(chǎn)量的總和。全國基建中采用砌體作墻體材料約占90%左右。在辦公、住宅等民用建筑中大量采用磚墻承重。50年代這類房屋一般為3-4層，現(xiàn)在已為5-6層，不少城市一般建到7-8層。

我國還積累了在地震區(qū)建造砌體結(jié)構(gòu)房屋的寶貴經(jīng)驗。我國絕大多數(shù)大中城市在6度或6度以上地震設防區(qū)。地震烈度≤6度的砌體結(jié)構(gòu)經(jīng)受了地震的考驗。經(jīng)過設計和構(gòu)造上的改進和處理，還在7度區(qū)和8度區(qū)建造了大量的砌體結(jié)構(gòu)房屋。據(jù)不完全統(tǒng)計，從80年代初至今10多年間我國主要大中城市建造的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑面積已達70-80億m2。

1.2 新材料、新技術、新結(jié)構(gòu)的研究與應用

20世紀60年代以來，我國粘土空心磚（多孔磚）的生產(chǎn)和應用有較大的發(fā)展，在南京建造了6-8層的空心磚承重的旅館。當時空心磚孔洞率為22%，與實心磚強度等效，但可減輕自重17%、墻厚減小20%，節(jié)省砂漿20～30%，砌筑工時少20-25%，墻體造價降低19～23%.根據(jù)節(jié)能進一步要求，近年來我國在消化吸收國外先進技術的基礎上，制造出規(guī)格為380×240×190、孔洞率為40%的燒結(jié)保溫空心磚（塊），這種保溫磚的密度為1012kg/m3，抗壓強度10.5Mpa，熱阻1.649m2K/W，在主要力學和熱工性能的指標接近或達到國際同類產(chǎn)品的水平?！抖嗫状u砌體設計與施工技術規(guī)程》行業(yè)標準，為這種磚的推廣創(chuàng)造了條件。

近10余年來，采用砼、輕骨料砼或加氣砼，以及利用河砂、各種工業(yè)廢料、粉煤灰、煤干石等制無熱料水泥煤渣砼砌塊或蒸壓灰砂磚、粉煤灰硅酸鹽磚、砌塊等在我國有較大的發(fā)展。砌塊種類、規(guī)格較多，其中以中、小型砌塊較為普遍，在小型砌塊中又開發(fā)出多種強度等級的承重砌塊和裝飾砌塊。從90年代初期，在總結(jié)國內(nèi)外配筋砼砌塊試驗研究經(jīng)驗的基礎上，我國在配筋砌塊結(jié)構(gòu)的配套材料、配套應用技術的研究上獲得了突破，在此基礎上開展了更具代表性和針對性的試點工程，試點工程實踐表明，中高層配筋砌塊建筑具有明顯的社會經(jīng)濟效益.因此，將中高層配筋砌塊結(jié)構(gòu)體系納入到我國砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中是理所當然的。由此可見，作為粘土磚的主要替代材和某些功能強于粘土磚的砌塊的發(fā)展前景是非常好的。

2 展望

砌體是包括多種材料的塊體砌筑而成的，其中磚石是最古老的建筑材料，幾千年來由于其良好的物理力學性能、易于取材、生產(chǎn)和施工，造價低廉，致今仍成為我國主導的建筑材料。但是我國的砌體材料普遍存在著自重大、強度低、生產(chǎn)能耗高、毀田嚴重、施工機械化水平較低，和耐久性、抗震性能較差等弊病。因此我認為要針地這些問題開展下列方面的工作。

2.1 積極開發(fā)節(jié)能環(huán)保形的新型建材

近年來發(fā)達國家在實施《綠色建材》計劃上取得了較大的進展，我國以1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展首腦會議為契機，遵照江澤民同志“經(jīng)濟的發(fā)展，必須與人口、環(huán)境、資源統(tǒng)籌考慮，決不能走浪費資源和先污染后治理的老路，更不能吃祖宗飯、斷子孫路……。”的指示精神，迅速行動起來，廣泛研制“綠色建材”產(chǎn)品，取得了初步成果。（1）加大限制高能耗、高資源消耗、高污染低效益的產(chǎn)品的生產(chǎn)力度。（2）大力發(fā)展蒸壓灰砂廢渣制品。這包括鋼渣磚、粉煤灰磚、爐渣磚及其空心砌塊、粉煤灰加氣砼墻板等。今后應加大科研投入、改進工藝、提高產(chǎn)品性能和強度等級、降低成本，向多功能化發(fā)展。（3）利用頁巖生產(chǎn)多孔磚。我國頁巖資源豐富，分布地域較廣。燒結(jié)頁巖磚具有能耗低、強度高、外觀規(guī)則，其強度等級可達MU15～MU30，可砌清水墻和中高層建筑。（4）大力發(fā)展廢渣輕型砼墻板。這種輕板利用粉煤灰代替部分水泥，骨料為陶粒、礦渣或爐渣等輕骨料，加入玻璃纖維或其它纖維。以及其它輕材料墻板，提高砌體施工技術的工業(yè)化水平。（5）GRC板的改進與提高。這種板自重輕、防火、防水、施工安裝方便。GRC空心條板是大力發(fā)展的一種墻體制品，需用先進的生產(chǎn)工藝和裝配，以提高板的產(chǎn)量和質(zhì)量。（6）蒸壓纖維水泥板。我國是世界上第三大粉煤灰生產(chǎn)國，僅電力工業(yè)年排灰量達上億噸，目前的利用率僅為38%，其實粉煤灰經(jīng)處理后可生產(chǎn)價值更高的墻體材料。（7）大力推廣復合墻板和復合砌塊。目前國內(nèi)外沒有單一材料，既滿足建筑節(jié)能保溫隔熱，又滿足外墻的防水、強度的技術要求。因此只能用復合技術來滿足墻體的多功能要求。如鋼絲網(wǎng)水泥夾芯板。目前看來，現(xiàn)場濕作業(yè)，抹灰后難以克服龜裂現(xiàn)象有待改進。

2.2 發(fā)展高強砌體材料

目前我國的砌體材料和發(fā)達國家相比，強度低、耐久性差。如粘土磚的抗壓強度一般為7.5～15Mpa，承重空心磚的孔隙率≤25%。而發(fā)達國家的抗壓強度一般均達到30～60Mpa，且能達到100Mpa，承重空心磚的孔洞率可達到40%，容重一般為13KN/m3，最輕可達0.6KN/m3，根據(jù)國外經(jīng)驗和我國的條件，只要在配料、成型、燒結(jié)工藝上進行改進，是可以顯著提高燒結(jié)磚的強度和質(zhì)量的。如我國中美合資大連太平洋磚廠可生產(chǎn)出20Mpa～100Mpa的頁巖磚。由于強度高、耐久性、耐磨性和獨特的色彩，可作清水墻和裝飾材料，已出口和廣泛用于高檔建筑。高強塊材具有比低強材料高得多的價格優(yōu)勢。

根據(jù)我國對粘土磚的限制政策，可就地取材、因地植宜，在粘土較多的地區(qū)，如西北高原，發(fā)展高強粘土制品、高空隙率的保溫磚和外墻裝飾磚、塊材等；在少粘土的地區(qū)發(fā)展高強砼砌塊、承重裝飾砌塊和利廢材料制成的砌塊等。

根據(jù)發(fā)展趨勢，為確保質(zhì)量，發(fā)展干拌砂漿和商品砂漿具有很好的前景。前者是把所有配料在干燥狀態(tài)下混合裝包供應現(xiàn)場按要求加水攪拌即可，這類砂漿的發(fā)展一旦取代傳統(tǒng)砂漿，將是一個多么巨大的變化！

2.3 繼續(xù)加強配筋砌體和預應力砌體的研究。

我國雖已初步建立了配筋砌體結(jié)構(gòu)體系，但需研制和定型生產(chǎn)砌塊建筑施工用的機具，如鋪砂漿器、小直徑振搗棒（ф≤25）、小型灌孔砼澆注泵、小型鋼筋焊機、灌孔砼檢測儀等。這些機具對配筋砌塊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量至關重要。

3 結(jié)論

進一步研究砌體結(jié)構(gòu)的破壞機理和受力性能，通過物理和數(shù)學模式，建立精確而完整的砌體結(jié)構(gòu)理論，是世界各國關心的課題。我國在這方面的研究具有較好的基礎，有的題目有一定的深度，繼續(xù)加強這方面的工作十分有利，對促進砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展也有深遠意義。為此還必須加強對砌體結(jié)構(gòu)的實驗技術和數(shù)據(jù)處理的研究，使測試自動化，以得到更精確的實驗結(jié)果。