淺析我國砌體結構的現狀及未來發展趨勢

吳揚帆

（海天建設集團有限公司）

摘 要：砌體結構就是用磚砌體，石砌體和砌塊砌體建造的結構，在我國已有相當長的應用歷史，特別是建國以來，砌體結構得到了迅速的發展，取得了顯著的成績。我國已從過去用磚石建造低矮的民房，發展到現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建筑。此外，我國在砌體結構理論方面也有了長足的進步，新修訂頒發的《砌體結構設計規范》在采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，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，豐富了我國砌體結構理論和設計方法。

關鍵詞：砌體結構；發展趨勢

1 現狀

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起到積極作用。解放后我國在砌體結構方面有了很大的發展，分三個方面加以概要介紹。

1.1 砌體結構量大面廣

解放以來我國磚的產量逐年增長，1980年的全國年產量為1600億塊，1996年增至6200億塊，為世界其它各國磚每年產量的總和。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建造砌體結構房屋的寶貴經驗。我國絕大多數大中城市在6度或6度以上地震設防區。地震烈度≤6度的砌體結構經受了地震的考驗。經過設計和構造上的改進和處理，還在7度區和8度區建造了大量的砌體結構房屋。據不完全統計，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構房屋建筑面積已達70-80億m2。

1.2 新材料、新技術、新結構的研究與應用

20世紀60年代以來，我國粘土空心磚（多孔磚）的生產和應用有較大的發展，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%，節省砂漿20～30%，砌筑工時少20-25%，墻體造價降低19～23%.根據節能進一步要求，近年來我國在消化吸收國外先進技術的基礎上，制造出規格為380×240×190、孔洞率為40%的燒結保溫空心磚（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品的水平。《多孔磚砌體設計與施工技術規程》行業標準，為這種磚的推廣創造了條件。

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展。砌塊種類、規格較多，其中以中、小型砌塊較為普遍，在小型砌塊中又開發出多種強度等級的承重砌塊和裝飾砌塊。從90年代初期，在總結國內外配筋砼砌塊試驗研究經驗的基礎上，我國在配筋砌塊結構的配套材料、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濟效益.因此，將中高層配筋砌塊結構體系納入到我國砌體結構設計規范中是理所當然的。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 積極開發節能環保形的新型建材

近年來發達國家在實施《綠色建材》計劃上取得了較大的進展，我國以1992年聯合國環境與發展首腦會議為契機，遵照江澤民同志“經濟的發展，必須與人口、環境、資源統籌考慮，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、高污染低效益的產品的生產力度。（2）大力發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、提高產品性能和強度等級、降低成本，向多功能化發展。（3）利用頁巖生產多孔磚。我國頁巖資源豐富，分布地域較廣。燒結頁巖磚具有能耗低、強度高、外觀規則，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空心條板是大力發展的一種墻體制品，需用先進的生產工藝和裝配，以提高板的產量和質量。（6）蒸壓纖維水泥板。我國是世界上第三大粉煤灰生產國，僅電力工業年排灰量達上億噸，目前的利用率僅為38%，其實粉煤灰經處理后可生產價值更高的墻體材料。（7）大力推廣復合墻板和復合砌塊。目前國內外沒有單一材料，既滿足建筑節能保溫隔熱，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。如鋼絲網水泥夾芯板。目前看來，現場濕作業，抹灰后難以克服龜裂現象有待改進。

2.2 發展高強砌體材料

目前我國的砌體材料和發達國家相比，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，根據國外經驗和我國的條件，只要在配料、成型、燒結工藝上進行改進，是可以顯著提高燒結磚的強度和質量的。如我國中美合資大連太平洋磚廠可生產出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勢。

根據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，如西北高原，發展高強粘土制品、高空隙率的保溫磚和外墻裝飾磚、塊材等；在少粘土的地區發展高強砼砌塊、承重裝飾砌塊和利廢材料制成的砌塊等。

根據發展趨勢，為確保質量，發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下混合裝包供應現場按要求加水攪拌即可，這類砂漿的發展一旦取代傳統砂漿，將是一個多么巨大的變化！

2.3 繼續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構體系，但需研制和定型生產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構的質量至關重要。

3 結論

進一步研究砌體結構的破壞機理和受力性能，通過物理和數學模式，建立精確而完整的砌體結構理論，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，繼續加強這方面的工作十分有利，對促進砌體結構發展也有深遠意義。為此還必須加強對砌體結構的實驗技術和數據處理的研究，使測試自動化，以得到更精確的實驗結果。