浅谈砌体结构的影响因素及其发展趋势
摘要：砌体结构在当今土木工程中是一种常见的结构。在土木工程中砌体和砌体结构是一种主要的建筑材料和承重结构。砌体结构就是由砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构。本文简要介绍了砌体结构的现状，以及制约其发展的影响因素，并从新结构、新材料、新技术,新体系等六方面谈谈我对未来砌体结构发展趋势的看法。
【关键字】 砌体结构 影响因素 发展趋向 新结构 新材料 新技术 一、砌体结构现状
砌体结构就是用砖砌体，石砌体和砌块砌体建造的结构，在我国已有相当长的应用历史，特别是建国以来，砌体结构得到了迅速的发展，取得了显著的成绩。我国已从过去用砖石建造低矮的民房，发展到现在建造大量的多层住宅，办公楼等民用建筑和许多领域的工业建筑。60年代以来，我国的空心砖和砌块的生产和应用得到了一定的发展，近20年来，采用混凝土、轻骨料混凝土和加气混凝土，以及利用各种工业废渣、粉煤灰、煤矸石等制成的无熟料水泥煤渣混凝土砌块和粉煤灰硅酸盐砌块等在我国也有了较大发展，此外，我国在砌体结构理论方面也有了长足的进步，新修订颁发的《砌体结构设计规范》在采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，多层砌体房屋中考虑空间工作，以及考虑墙和梁的共同工作设计墙梁等方面已达国际先进水平，丰富了我国砌体结构理论和设计方法。 在国外，砌体结构的发展也有很长的历史，并得到了广泛的使用。砌体结构不仅应用于低层、多层建筑，也用于高层建筑；不仅用于非地震区，也用于地震区，并经受了20多年的地震考验，表现出良好的抗震性能。在设计理论方面，许多国家改变了长期沿用按弹性理论的容许应力设计方法的传统，积极采用极限状态设计方法。目前国际标准化组织砌体结构技术委员会（ISO/TC179）正在编制国际砌体结构设计规范，采用以近似概率理论为基础的安全度法则，这将使砌体结构的设计方法提高到一个新的水平。
砌体结构在我国有悠久的历史，同时我国也是砌体大国。建国以后，砌体结构有了较快的发展。可分为以下三个方面：
（1）在原有基础上的发展。如石砌拱桥的跨度已显著加大，厚度减薄，同时桥的高度和承载力都有了很大的发展，并广泛采用砖砌多层房屋代替钢筋混凝土框架建筑；因地制宜地扩大了石结构的应用范围等等。
（2）新的发展，这包括新结构、新材料和新技术的采用。在新结构方面，曾研究和建造了各种型式的砖薄壳。在新材料方面，如硅酸盐和泡沫硅酸盐砌块，混凝土空心砌体和各类大板以及各种承重和非承重空心砖的采用和不断改进。在新技术方面，如采用振动砖墙板及各种配筋砌体，包括预应力空心砖楼板等等。
（3）逐步建立了具有我国特色的砌体结构设计计算理论。如大量实验和调查研究资料，提出砌体各种强度计算公式，偏心受压构连续的计算公式和考虑风荷载下房屋空间工作的计算方法等等。 二 制约砌体结构发展的因素
砌体结构有着明显的特点。优点是（1）砌体材料是天然材料，分布广，容易就地取材，且较水泥、钢材和木材的价格便宜。（2）砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。（3）砌体结构的保温、隔热性能好，节能效果明显。（4）砌体结构的施工设备和方法较简单。（5）可大量节约木材、钢材以及水泥，造价较低。缺点是（1）砌体的强度较低，建筑物中墙柱截面尺寸教大，材料用量较多，因而结构自重大。（2）砌体基本采用手工方式砌筑，劳动量大，生产效率低。（3）粘土是制造粘土砖的主要原料，制造粘土砖势必过多占用农田，不但影响农业生产，对保持生态环境平衡也是很不利的。影响砌体结构的因素还有很多，砌体结构的抗拉、弯、剪的强度又较其抗压强度低，抗震性能差，砌体结构的应用受到限制。此外，砌体基本采用手工方式砌筑，劳动量大，生产率较低。还值得注意的是黏土是制造粘土砖的主要原材料，要增加砖产量，势必过多占用农田，不但严重影响农业生产，对保持生态环境平衡也是很不利的。我国是一个土地资源非常紧缺的国家，人均耕地见优良只有1006.7㎡，仅为世界人均水平的45％。我国黏土实心砖的年产量曾高达7000亿块，不仅严重毁田，且每年生产耗7000多万t标煤，与此同时年排放2亿多t煤矸石和粉煤灰，不仅占用大量土地而且严重污染环境。
因此，砌体结构今后首先要积极发展新材料，努力研究和生产轻质、高强的砌块。同时，还应注重对高粘结强度砂浆的研制和开发。当然，还必须要深化
对配筋砌体的研究，扩大其应用范围。尤其是要进一步研究配筋混凝土砌块砌体剪力墙结构的抗震性能，并对框支配筋混凝土砌块砌体剪力墙结构进行系统研究，将我国配筋砌体结构的研究和应用提高到一个新水平。必须加强对砌体结构基本理论的研究。进一步研究砌体结构的受力性能和破坏机理，建立精确而完整的砌体结构理论。必须提高砌体施工技术的工业化水平，以缩小我国与发达国家之间的差距。
三、砌体结构发展趋向
目前我国生产的砖强度不高，所需结构尺寸大，因而自重亦大，同时手工砌筑工作量繁重，生产效率低，以致施工进度慢，建设周期长，这显然不符合大规模建设要求。但是，我国幅员广大，有些地区粘土和石材资源丰富，工业废料也亟待处理，随着四个现代化的发展，城市和农村各类建筑物的工程量将日益增多，因此砌体结构在很多领域内的继续使用，仍有现实意义。
砌体结构的主要发展方向是要求块体具有轻质高强，砂浆具有高强度，特别是高粘结强度；在施工方面则要求采用机械化和工业化方法；利用工业废料制作砌块等也是发展的另一趋向。此外，采用各种墙板也可以提高砌体强度，特别是减轻砌砖的手工劳动。所以我认为要针对新结构、新材料、新体系，新技术方面进行改进。
（1）发展新结构
薄壳结构因其受力较好在我国已经有广泛的应用。砖薄壳结构既是砌体结构又是薄壳结构，而且其融合了二者的优点，我国大量在屋盖和楼盖结构中采用。
（2）发展新材料
现在一些发达国家的抗压强度一般均达到30～60Mpa，且能达到100Mpa，承重空心砖的孔洞率可达到40%。根据国外经验和我国的条件，只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进，是可以显著提高烧结砖的强度和质量的。根据我国对粘土砖的限制政策，可就地取材、因地植宜，在粘土较多的地区，如西北高原，发展高强粘土制品、高空隙率的保温砖和外墙装饰砖、块材等；在少粘土的地区发展高强砼砌块、承重装饰砌块和利废材料制成的砌块等。
在发展高强块材的同时，研制高强度等级的砌筑砂浆。根据发展趋势，为确保质量，发展干拌砂浆和商品砂浆具有很好的前景。前者是把所有配料在干燥状
态下混合装包供应现场按要求加水搅拌即可。商品砂浆的优点同商品砼。这类砂浆的发展一旦取代传统砂浆。
（3）发展新体系
我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系，但需研制和定型生产砌块建筑施工用的机具，这些机具对配筋砌块结构的质量至关重要。预应力砌体其原理同预应力砼，能明显地改善砌体的受力性能和抗震能力。
（4）发展新技术
砌体结构的施工技术的工业化水平直接决定着砌体结构的未来，在建筑施工中，施工技术觉得施工效率，而施工效率又决定施工方式。在国外的砌体结构的预制，装配化方面做了许多工作，也为世界砌体结构施工积累了宝贵经验。通过实践说明，只有大范围的改变砌体结构传统的建造模式，研究和提高砌体结构的标准化，部品部件生产的工业化，施工安装装配化的水平，有十分重要的意义。 （5）继续加强配筋砌体和预应力砌体的研究。
我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系，但需研制和定型生产砌块建筑施工用的机具，如铺砂浆器、小直径振捣棒（ф≤25）、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对配筋砌块结构的质量至关重要。预应力砌体其原理同预应力砼，能明显地改善砌体的受力性能和抗震能力。国外，特别是英国在配筋砌体和预应力砌体方面的水平很高。我国80年代初期曾有过研究，但直至最近才有少数专家研究，如重庆建筑大学的骆万康教授对预应力砖墙的抗震设计提出了建议。
（6）加强砌体结构理论的研究
进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能，通过物理和数学模式，建立精确而完整的砌体结构理论，是世界各国关心的课题。我国在这方面的研究具有较好的基础，有的题目有一定的深度，继续加强这方面的工作十分有利，对促进砌体结构发展也有深远意义。为此还必须加强对砌体结构的实验技术和数据处理的研究，使测试自动化，以得到更精确的实验结果。
正如一位资深砌体结构学者，E﹒A﹒James指出“砌体结构经历了一次中古欧洲的文艺复兴，其有吸引力的功能特性和经济性，是它获得新生的关键。我们不能停留在这里。我们正在进一步赋予砌体结构的新的概念和用途”。我们对砌
体结构的未来充满信心，在党的方针政策的正确指引下，坚持科学态度，敢于创新，不断努力，为我国及世界的砌体结构的发展作出更大的贡献。
经过大量科学工作者的研究，进一步赋予砌体结构的新的概念和用途。我们对砌体结构的未来充满信心，相信在不远的将来，砌体结构会获得一次新生。
参考文献： 丁大钧 《砌体结构》 中国建筑工业出版社 2004 施楚贤
中国建筑工业出版社 2007 《砌体结构》
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