砌体结构发展研究

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摘要：砌体结构在我国有着非常悠久的发展历史，同时也在我国有着广泛的应用，从朴素的砌体结构应用，到理论层面的计算研究，砌体结构研究已经越来越引起行业人士的注重，做好这方面的研究，不仅对保证工程质量意义攸关，而且对于开发应用新型墙体结构材料，发展绿色墙体产业非常重要。

关键词：砌体 结构 研究

砌体结构在我国的发展历史

1.1砌体结构的概念

由砖、石、或者各种砌块用胶结材料砌筑而成的结构，成为砌体结构。

古人类自从山洞、丛林中移居出来后，就开始学习和使用砌体用来搭建房舍、构筑围墙，像西安的大雁塔、河北省的赵州桥是古代劳动人民勤劳与智慧的结晶，也是应用砌体结构的典范，遗存至今的古城墙也是砌体结构应用的杰作。

1.2砌体结构的种类

按照不同的分类方法，砌体结构可以有若干不同的种类：按照使用材料的不同，可以分为砖砌体、石砌体、砌块砌体；按照砌筑型式可以分为实心砌体和空心砌体；按其所起的作用可以分为承重砌体和非承重砌体；按照配筋程度可以分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体。

1.3砌体结构的特点

无论是在地震几度设防区，抑或在多层或者中高层建筑中，砌体结构都有着广泛的应用，也是世界上非常受重视的一种建筑结构体系，是与其固有特点分不开的，与钢结构相比，砌体结构可以大量节约钢材，造价低；与混凝土结构相比，无论是无筋砌体还是配筋砌体，施工时一般不需要模板，工艺简单，施工迅速简便；此外，砌体结构具有良好的耐久性、耐火性，以及较好的化学稳定性和大气稳定性。诚然，砌体结构也有自己的缺点，自重大、体积大，砌筑工作较为繁重。

正因为砌体结构的上述优点，，砌体结构得到了广泛应用，尤其是改革开放以来，各种型式的砌体结构有了较快发展，采用了各种承重和非承重空心砖，非烧结硅酸盐砖和各种砌块，目前我国墙体结构中砌体约占90%以上，砌体结构是我国建筑工程中最常用的结构型式。

2砌体结构的受力分析

砌体在构筑物中主要有围护隔断和承重作用，一般来说，在砌体结构中，砌体的受力主要考虑它的抗压性能，而抗弯、抗拉、抗剪受力较为少见。而非承重结构，则不考虑它的受力作用。如前所述，砌体在结构中主要考虑它的轴心抗压性能。砌体轴心受压破坏大致经历三个阶段，第一阶段加载约为破坏荷载的50~70%左右，砌体内的单块砌块出现裂纹，此时，如果停止加载，则裂纹不会继续发展。如果继续加载达到破坏荷载的80~90%时，砌块的裂纹也将继续发展，单块砌块的个别裂纹将连接起来形成贯通的竖向裂纹，其特点是此时停止加荷，裂纹仍将继续发展，此时砌体的变形破坏类似于钢材在超过屈服力后的情形，既在保持原有荷载力的情况下，破坏会继续发展。通常情况下，认为砌体是处在长期荷载作用下工作，所以此时就是砌体结构破坏的实际阶段。

分析砌体结构的破坏过程，就是为了提高它的抗破坏能力，应当从三个方面来考虑提高砌体的抗压性能。

2.1提高块材和砂浆强度，块材和砂浆强度是决定砌体抗压强度的主要因素，砌块的破坏主要是由于受剪力作用引起的，因此，除了对砌块的抗压性能有所要求外，还应当有一定的抗弯折强度。

2.2改善砌筑砂浆的性能，除了保证砂浆的强度外，砂浆的工作性能也是非常重要的指标，砂浆的流动性和保水性能好，不但降低劳动强度和减少浪费，同时易铺砌厚度均匀和保证密实性，这样可以降低块材在砌体结构内的弯剪应力，提高砌体强度。

2.3提高砌筑质量，首先要使用外观规整的块材，保证每块块材的受力均匀，这样块材的砌体中所受应力较小，其次要保证灰缝的厚度均匀性和饱满度。块材表面愈平整，灰缝厚薄愈均匀，砌体的抗压强度可提高。当块材翘曲时，砂浆层严重不均匀，将产生较大的附加弯曲应力使块材过早破坏。

3、砌体结构常见问题

3.1砌体强度不足。造成砌体强度不满足设计要求的原因是多方面的，例如施工质量查，砂浆标号不够，砂浆饱满度不够，砌块原材料质量不满足要求，结构设计中墙、柱截面积太小等原因。

3.2砌体裂缝。砌体结构裂缝是质量事故中常见的问题之一。

3.2.1温度裂缝。温度裂缝往往出现在建筑物顶层，以两端最为常见，顾名思义，温度裂缝就是由于气温变化，不同材料及不同部位的变形不一致，同时结构内部之间存在着较大约束，从而产生应力，造成砌体裂缝。避免此类裂缝要对建筑物采取适当的温控措施，减少昼夜温差效应。

3.2.2地基不均匀沉降裂缝。此类裂缝一般出现在建筑物底层，是由于地基沉降差较大造成的，地下水位变化，地基冻胀，附近建筑物开挖等等都可导致不均匀沉降。

3.2.3砌体截面小造成承载力不足裂缝，此类裂缝主要是设计缺陷或者建筑物不正常使用造成的，应当从严格设计程序着手予以考虑，设计时就应当考虑到砌体结构可能受到的荷载。

3.2.4原材料质量和施工质量不强造成的裂缝。

砌体结构的发展和趋向

虽然人类应用砌体结构已有几千年的历史，但人们真正对其进行科学的理论研究历史并不长。直至20世纪30年代，砌体结构都是采用经验法设计，或采用允许应力法作粗略的估算，所设计的构件大多粗大笨重。前苏联从20世纪40年代，欧美国家从20世纪50年代开始，对砌体结构的受力性能进行较为广泛的试验研究，从而提出了以试验结果和理论分析为依据的设计计算方法。我们国家是最早应用砌体结构的国家，但是真正对其进行系统科学的研究是最近几十年的事情，1988年对原1973年的《砖石结构设计规范》进行了修订，并颁布为《砌体结构设计规范》，2001年又对1988年版进行了修订，不断地将新的研究成果纳入设计规范。当前我国砌体结构的理论研究已进入国际先进行列。

4.1 无论是承重结构还是非承重结构，尽量减少砌体本身所占体积和重量，都是可持续发展的要求。传统的小块粘土砖以其耗能大、毁田多，运输量大的缺点越来越不适应可持续发展和环境保护的要求。对其改革势在必行。发展趋势是充分利用工业废料和对方性材料。例如，用粉煤灰、炉渣、矿渣等垃圾或废料制砖或者板材，可变废为宝，用河泥、湖泥、海泥制砖等。

4.2、发展高强、轻质、高性能的材料。发展高强、轻质的空心块体，能使墙体自重减轻，生产效率提高，保温性能良好，且受力更加合理，抗震性能也得到提高。发展高强度、高粘结胶合力的砂浆，能有效的提高砌体的强度和抗震性能。

4.3采用新技术、新的结构体系和新的设计理论。配筋砌体有良好的抗震性能。采用工业化生产、机械化施工的板材和大型砌块等可以减轻劳动强度、加快施工进度。

4.4除了考虑砌块在结构中的受力作用外，砌体结构的保温性能也是最近几年来非常受到政府重视的一个指标，粘土砖虽然各个方面的性能优越，但是导热系数大，热阻小，不符合绿色发展观念，因此发展轻质空心、夹芯保温墙砌块是时展的要求。

参考文献：《混凝土及砌体结构》，北京，中国建筑工业出版社，2003

作者简介：潘全路（1968―），男，高级工程师，就职于河北省水利科学研究院，高级工程师，主要从事建筑工程质量检测与研究。