摘要：砌體結(jié)構(gòu)在我國有著悠久的歷史，許多名勝古跡都是古人留下的砌體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過近幾十年我國砌體結(jié)構(gòu)已具有了自身的特性和理論，但與發(fā)達國家相比還存在一定的差距，因此我們應(yīng)向新型的綠色材料的方向發(fā)展。為此本文在總結(jié)我國砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展歷程的同時，提出我國砌體結(jié)構(gòu)未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu) 砌塊 綠色材料 發(fā)展過程 發(fā)展方向

0 引言

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(dāng)長的應(yīng)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(lǐng)域的工業(yè)建筑。60年代以來，我國的空心磚和砌塊的生產(chǎn)和應(yīng)用得到了一定的發(fā)展，近20年來，采用混凝土、輕骨料混凝土和加氣混凝土，以及利用各種工業(yè)廢渣、粉煤灰、煤矸石等制成的無熟料水泥煤渣混凝土砌塊和粉煤灰硅酸鹽砌塊等在我國也有了較大發(fā)展，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(shè)計規(guī)范》在采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)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(shè)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(shè)計方法。在國外，砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展也有很長的歷史，并得到了廣泛的使用。砌體結(jié)構(gòu)不僅應(yīng)用于低層、多層建筑，也用于高層建筑；不僅用于非地震區(qū)，也用于地震區(qū)，并經(jīng)受了20多年的地震考驗，表現(xiàn)出良好的抗震性能。在設(shè)計理論方面，許多國家改變了長期沿用按彈性理論的容許應(yīng)力設(shè)計方法的傳統(tǒng)，積極采用極限狀態(tài)設(shè)計方法。目前國際標(biāo)準(zhǔn)化組織砌體結(jié)構(gòu)技術(shù)委員會（ISO/TC179）正在編制國際砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，采用以近似概率理論為基礎(chǔ)的安全度法則，這將使砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法提高到一個新的水平。

1 我國砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 新型材料和技術(shù)的應(yīng)用 60年代以來，我國粘土空心磚（多孔磚）的生產(chǎn)和應(yīng)用有了很大的發(fā)展，在南京建造了8層空心磚承重的大橋旅館。當(dāng)時空心磚孔洞率為22％，與實心磚強度等效，但可減輕自重17％，減少墻厚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)進一步節(jié)能要求，近年來我國在消化吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，制造出規(guī)格為280mm×2~XlU1]×19、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主要力學(xué)和熱工性能指標(biāo)接近或達到國際同類產(chǎn)品的水平。同時《多孔磚砌體設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)程》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為這種磚的推廣創(chuàng)造了條件。近10多年來，采用砼、輕骨料砼或加氣砼，以及利用砂、各種工業(yè)廢料、粉煤灰、煤矸石等制成無熟料水泥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)格很多，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。據(jù)不完全統(tǒng)計，1996年全國砌塊總產(chǎn)量約為2500萬立方米，各類砌塊建筑約5000萬平方米。近十年砼砌塊與砌塊建筑的年遞增率都在20％左右，尤其在大中城市中推廣特別迅速。這些砌塊建筑大多是多層的，至于中高層、高層砌塊建筑我國于80年代就著手進行試點工作，在幾座城市都做了試驗樓，為我國中高層砌塊建筑的發(fā)展做了開創(chuàng)性的工作。90年代初期，在總結(jié)國內(nèi)外配筋砌塊結(jié)構(gòu)的配套材料、配套應(yīng)用技術(shù)的研究上獲得了突破，在此基礎(chǔ)上開展了更具有代表性、針對性的試點工程。試點工程實踐證明，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)體系納入我國砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中是理所當(dāng)然的。砌塊作為粘土磚的主要替代材料，在某些功能上強于粘土磚，發(fā)展前景是非常好的。和約束配筋砌體對應(yīng)的是所謂均勻配筋砌體，即國外廣泛應(yīng)用配筋砼砌塊剪力墻結(jié)構(gòu)，這種砌體和鋼筋砼剪力墻一樣，對水平和豎向配筋有最小含鋼率要求，而且在受力模式上也類同于砼剪刀墻結(jié)構(gòu)，它是利用配筋砌塊剪力墻筋砌塊剪力墻承受結(jié)構(gòu)的豎向和水平作用，是結(jié)構(gòu)的承重和抗側(cè)力構(gòu)件。配筋砌體強度、延性好，和鋼筋砼剪刀墻性能十分類似，可以用于大開間和高層建筑結(jié)構(gòu)。我國從80年代初期主持編制國家標(biāo)準(zhǔn)《配筋砌體設(shè)計規(guī)范》起，對配筋砌體進行了較為系統(tǒng)的試驗研究，結(jié)果表明用配筋砌體可建造一定高度的既經(jīng)濟又安全的建筑結(jié)構(gòu)。

1.2 砌體結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展 1950年以前。我國可說談不上有系統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計理論。國家建設(shè)部于1956年批準(zhǔn)在我國推廣應(yīng)用原蘇聯(lián)《磚石及鋼筋磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范》。60～70年代初，在我國有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)和組織下，在全國范圍內(nèi)對磚石結(jié)構(gòu)進行了比較大規(guī)模的試驗研究和調(diào)查，總結(jié)出一套符合我國實際，比較先進的磚石結(jié)構(gòu)理論、計算方法和經(jīng)驗。在砌體強度計算公式、無筋磚體受壓構(gòu)件的承載力計算、按彈性方案考慮房屋的空間工作，以及有關(guān)構(gòu)造措施方面都具有我國特色。

2 對我國砌體結(jié)構(gòu)的展望

砌體結(jié)構(gòu)是由砌塊和砂漿砌筑而成的構(gòu)件，而砌塊有多種材料的砌塊，我國最古老的砌塊即為磚和石。幾千年來，由于磚、石具有良好的物理性能，可就地取材、生產(chǎn)和施工方法簡便，造價低廉等優(yōu)點，所以至今仍為我國主導(dǎo)的建筑材料。解放后我國也確實研制出多種材料的砌塊，但都存在著自重大、強度低、生產(chǎn)耗能高、毀田嚴(yán)重、機械化水平低、耐久和抗震性能差的特點，所有這些都抑制著砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展。因此，我們要針對這些問題，做好以下幾方面的工作。

2.1 發(fā)展高強輕質(zhì)的砌體材料 目前我國的砌體材料與發(fā)達國家相比存在著強度低、耐久性差的問題。如粘土磚的抗壓強度。我國一般為7.5～15Mpa，承重空心磚的孔隙率≤25％，體積質(zhì)量一般為4KN／m3。而發(fā)達國家的磚抗壓強度一般均達到30～60Mpa，甚至可達到100Mpa，承重空心磚的孔洞率可達到40％～60％，體積質(zhì)量一般為1.3KN／m3，最輕的可達到0.6KN／m3。根據(jù)國外的經(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，可顯著提高磚的強度和質(zhì)量。根據(jù)我國對粘土磚的限制政策，可因地制宜，就地取材，在粘土較多的地區(qū)發(fā)展高強度粘土磚、高空隙率的保溫磚和外墻裝飾材料等。而在少粘土的地區(qū)大力發(fā)展高強砼砌塊，承重裝飾砌塊和利用廢材料制成的砌塊等。在發(fā)展高強塊材的同時，也需研制高強度等級的砌筑砂漿。目前最高等級的砂漿強度為M15。要與高強度的塊材相匹配時需開發(fā)大于M15的高強度砂漿。我國的《砼小型空心砌塊漿和灌孔砼》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中砂漿的強度等級為M5～M30，灌孔砼的強度等級為C20～C40，這是砼砌塊配套材料方面的重要進展，對推動高強材料結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著重要的作用。據(jù)預(yù)測，干拌砂漿和商品砂漿具有很好的市場前景。干拌砂漿把所有配料在干燥狀態(tài)下混合裝包供應(yīng)，現(xiàn)場按要求加水?dāng)嚢杓纯伞?/p>

2.2 積極開發(fā)研究節(jié)能環(huán)保的新型材料 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，遵循江澤民同志的“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，積極研制“綠色建材”產(chǎn)品，并取得了一定的效果。我國現(xiàn)已加大力度限制高能耗、高資源消耗、高污染、低效益的產(chǎn)品的生產(chǎn)。如對粘土磚（按1996年生產(chǎn)6000億塊粘土磚就毀掉10萬多畝農(nóng)田、耗能6000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）國家早就出臺了限制政策。近年來力度更大，一些地區(qū)如上海、北京等在建筑上不準(zhǔn)采用粘土實心磚，其實這也就間接促進了其它新型建材的發(fā)展。如蒸壓灰砂廢渣制品、利用頁巖生產(chǎn)多孔磚、廢渣輕型砼墻板、GRC板、蒸壓纖維水泥板、復(fù)合墻板和砌塊就是近幾年發(fā)展起來的幾種新型建材制品。

2.3 進一步加強配筋砌體和預(yù)應(yīng)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，但需研制和定制生產(chǎn)砌塊建筑施工用的機具，如鋪砂漿器、小直徑振搗棒、小型灌孔砼澆注泵、小型鋼筋焊機、灌孔砼檢測儀等。這些機具對保證配筋砌塊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量至關(guān)重要。這種砌體的原理同預(yù)應(yīng)力砼，能明顯改善砌體的受力性能和抗震性能。國外在預(yù)應(yīng)力砌體和配筋砌體方面的水平很高。我國直到最近才有少數(shù)專家對其研究。

2.4 加強砌體結(jié)構(gòu)理論的研究 進一步研究砌體結(jié)構(gòu)的破壞機理和受力性能，通過數(shù)學(xué)和力學(xué)模式，建立完善而精確的砌體結(jié)構(gòu)理論，是全世界各國都關(guān)心的課題。我國在這方面有較好的基礎(chǔ)，但目前跟發(fā)達國家相比還有較大的差距，因此應(yīng)繼續(xù)加強這方面的工作，加強對砌體結(jié)構(gòu)的試驗技術(shù)和數(shù)據(jù)處理的研究對促進砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展有著深遠的意義。