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我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r與展望
〔提要〕 本文從三個(gè)方面簡(jiǎn)要介紹了我國(guó)建國(guó)以來砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、新型砌體材料、結(jié)構(gòu)的研究和砌體結(jié)構(gòu)理論研究方面取得的成就。并對(duì)未來我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展提出建議。〔關(guān)鍵詞〕 無筋砌體 配筋砌體 綠色建材
In this paper, a brief introduction to the achievements in the field of masonry since the founding of P.R. China, which include the usage of all kinds of masonry structures, the development of new masonry materials and its structures and systems, the studies and researches on masonry theory. A recommendation to the development of masonry in future based on the author's knowledge.?
〔keywords〕 unreinforced masonry; reinforced masonry; green building material.
中國(guó)是砌體大國(guó),在歷史上有舉世聞名的萬里長(zhǎng)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(guó)時(shí)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(jì)橋,這是世界上最早的敞肩式拱橋。該橋已被美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)選入世界第12個(gè)土木工程里程碑。這些都是值得我們自豪和繼承的,也對(duì)弘揚(yáng)我國(guó)文化遺產(chǎn)起到積極作用。[1]?解放后我國(guó)在砌體結(jié)構(gòu)方面有了很大的發(fā)展,分三個(gè)方面加以概要介紹。
一 砌體結(jié)構(gòu)量大面廣[2]?
解放以來我國(guó)磚的產(chǎn)量逐年增長(zhǎng),據(jù)統(tǒng)計(jì)[3]?,1980年的全國(guó)年產(chǎn)量為1600億塊,1996年增至6200億塊,為世界其它各國(guó)磚每年產(chǎn)量的總和。全國(guó)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,F(xiàn)在每年興建的城市住宅建筑面積多達(dá)1億m2以上。根據(jù)重慶市1980~1983年新建住宅建筑面積為503萬m2,其中采用磚承重的占98%,7~7層以上的占50%,1972年還建成12層住宅。
? 在中小型單層工業(yè)廠房和多層輕工業(yè)廠房,以及影劇院、食堂、倉(cāng)庫(kù)等建筑也廣泛采用磚墻、柱承重結(jié)構(gòu)。
? 磚石結(jié)構(gòu)還用于建造各種構(gòu)筑物。如鎮(zhèn)江市建成的頂部外經(jīng)2.18m、底部外徑4.78m、高60m的磚煙囪;用料石建成的80m排氣塔;在湖南建造的高12.4m、直徑6.3m、壁厚240mm的磚砌糧倉(cāng)群;福建用毛石建造的橫跨云宵—東山兩縣的大型引水工程—向東渠,其中陳岱渡槽全長(zhǎng)4400m,高20m,槽支墩共258座,工程規(guī)模宏大。此外我國(guó)在古代建橋技術(shù)的基礎(chǔ)上,于1959年建成跨度60m、高52m的石拱橋,接著又建成了敞肩式現(xiàn)代公路橋,最大跨度達(dá)120m——湖南烏巢河大橋。我國(guó)建成的100m以上的石拱橋有10座(包括烏巢河橋),每座都有新發(fā)展和世界紀(jì)錄。
? 我國(guó)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(yàn)。我國(guó)絕大多數(shù)大中城市在6度或6度以上地震設(shè)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(yàn)。經(jīng)過設(shè)計(jì)和構(gòu)造上的改進(jìn)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(jì),從80年代初至今10多年間我國(guó)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(dá)70-80億m2[4]。
二 新材料、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用
60年代以來,我國(guó)粘土空心磚(多孔磚)的生產(chǎn)和應(yīng)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(dāng)時(shí)空心磚孔洞率為22%,與實(shí)心磚強(qiáng)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(shí)少20-25%,墻體造價(jià)降低19~23%。根據(jù)節(jié)能進(jìn)一步要求,近年來我國(guó)在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)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(qiáng)度10.5Mpa,熱阻1.649m2K/W。在主要力學(xué)和熱工性能的指標(biāo)接近或達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的水平[5]!抖嗫状u砌體設(shè)計(jì)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(guó)有較大的發(fā)展。1958年建成采用砌塊作墻體的房屋,經(jīng)過四十多年的實(shí)踐,砌塊墻體已成為我國(guó)墻體革新的有效途徑之一。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(qiáng)度等級(jí)的承重砌塊和裝飾砌塊。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)[6],1996年全國(guó)砌塊總產(chǎn)量約為2500萬m3,各類砌塊建筑
約5000萬m2,近十年砼砌塊與砌塊建筑的年遞增都在20%左右,尤其以大中城市推廣迅速,以上海推廣砌塊建筑為例,1994年約50萬m2,1995年100萬m2,1996年約150萬m2,到1999年一季度累計(jì)完成的砌塊建筑450萬m2。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(guó)于80年代就著手和進(jìn)行試點(diǎn)工作,如1982年建成的廣西區(qū)科委十層砌塊住宅試驗(yàn)樓、1986年建成的廣西區(qū)建二公司十一層小砌塊試驗(yàn)樓(7度設(shè)防),[7]為我國(guó)砌塊中高層的發(fā)展作了開創(chuàng)性的工作。從90年代初期,在總結(jié)國(guó)內(nèi)外配筋砼砌塊試驗(yàn)研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,我國(guó)在配筋砌塊結(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)上開展了更具代表性和針對(duì)性的試點(diǎn)工程[10],如1997年建成的盤錦市國(guó)稅局15層砌塊住宅,1998年建成的上海砼空心磚塊配筋砌體住宅試點(diǎn)工程[8]。試點(diǎn)工程實(shí)踐表明,中高層配筋砌塊建筑具有明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益:前者15層砌塊建筑,節(jié)省鋼材45%、土建造價(jià)降低18%;上海18層節(jié)約鋼材25%,土建造價(jià)降低7.4%。因此,將中高層配筋砌塊結(jié)構(gòu)體系納入到我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中是理所當(dāng)然的。由此可見,作為粘土磚的主要替代材和某些功能強(qiáng)于粘土磚的砌塊的發(fā)展前景是非常好的。
? 我國(guó)在50年代~70年代,采用預(yù)制大型墻板建造多層住宅,如采用振動(dòng)磚墻板、煙灰煤渣、礦渣砼墻板建造了幾十萬m2的建筑。近10多年來北京等地采用內(nèi)澆(砼)外砌的混合結(jié)構(gòu)建造中高層建筑,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。最近幾年清華大學(xué)開展了多層大開間砼核心筒、砌體外墻的混合結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究和小規(guī)模試點(diǎn)工程,在改進(jìn)和擴(kuò)展砌體結(jié)構(gòu)的性能和應(yīng)用范圍作了有益的探索。[12、13]
? 我國(guó)配筋砌體應(yīng)用研究起步較晚,60年代衡陽(yáng)和株州一些房屋的部分墻、柱采用網(wǎng)狀配筋砌體承重,節(jié)省綱材和水泥。1958
~1972年在徐州采用配筋磚柱建筑了12-24m、吊車起重量50-200t的單層廠房36萬m2,使用情況良好。70年代以來,尤其是1975年海城—營(yíng)口地震和1976年唐山大地震之后,對(duì)設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁的約束砌體進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)研究,其成果引入我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。在此基礎(chǔ)之上,通過在磚墻中加大加密構(gòu)造柱形成所謂強(qiáng)約束砌體的中高層結(jié)構(gòu)的研究取得了可喜的成果。如遼寧省沈陽(yáng)市、江蘇徐州、湖南長(zhǎng)沙、蘭州等地先后建造了8~9層上百萬m2的這類建筑,獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。這些研究成果有的已納入到地方標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[14、15、16]。這是我國(guó)科研工作者在粘土磚砌體低強(qiáng)材料情況下,向中高層作出的貢獻(xiàn)。利用如此低的砌體材料在地震區(qū)建造如此之高的建筑唯有中國(guó)!
? 和約束配筋砌體對(duì)應(yīng)的是所謂均勻配筋砌體,即國(guó)外廣泛應(yīng)用的配筋砼砌塊剪力墻結(jié)構(gòu),這種砌體和綱筋砼剪力墻一樣,對(duì)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力墻結(jié)構(gòu),它是利用配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。配筋砌體具有強(qiáng)度高、延性好,和鋼筋砼剪力墻性能十分類似,可以用于大開間和高層建筑結(jié)構(gòu)[6]。如美國(guó)抗震規(guī)范規(guī)定,配筋砌體的適用范圍同鋼筋砼結(jié)構(gòu)。我國(guó)在80年代初期主持編制國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《配筋砌體設(shè)計(jì)規(guī)范》[11]起至今對(duì)其進(jìn)行了較為系統(tǒng)的試驗(yàn)研究[7、8、9],表明用配筋砌體可建造一定高度的既經(jīng)濟(jì)又安全的建筑結(jié)構(gòu),如廣西的10-11層、盤錦的15層、上海的18層等。目前正在籌建的配筋砌塊高層有首鋼十八層配筋砌塊住宅工程(8度設(shè)防),遼寧撫順6棟16層砌塊住宅、哈爾濱2棟18層砌塊住宅等?梢娕浣钇鲶w中高層的研究和應(yīng)用具有十分廣闊的前景。
? 我國(guó)有著用磚砌筑拱和券的豐富經(jīng)驗(yàn),解放以來,又向新的結(jié)構(gòu)形式和大跨度方向發(fā)展。50-60年代修建了一大批磚拱屋蓋和樓蓋,還建成了10.5×11.3m的扁球形磚殼屋蓋,16×16m的雙曲扁球型磚薄殼和40m直徑的園形球磚殼。60年代南京用帶勾空心磚建成14×10m雙曲扁殼屋蓋倉(cāng)庫(kù),以及10m直徑的園形殼屋蓋油庫(kù),在西安建成了24m雙曲扁殼屋蓋等。70年代我國(guó)還在閩清梅溪大橋工程中建成88m跨的(砼助)雙曲磚拱橋等。
三 砌體結(jié)構(gòu)理論研究與計(jì)算方法
解放前直至1950年我國(guó)談不上有任何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論。國(guó)家建委于1956年批準(zhǔn)在我國(guó)推廣應(yīng)用蘇聯(lián)《磚石及鋼筋磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范》NUTY120-55,直到60年代。60~70年代初,在我國(guó)有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)和組織下,在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)磚石結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較大規(guī)模的試驗(yàn)研究和調(diào)查,總結(jié)出一套符合我國(guó)實(shí)際、比較先進(jìn)的磚石結(jié)構(gòu)理論、計(jì)算方法和經(jīng)驗(yàn)。在砌體強(qiáng)度計(jì)算公式、無筋砌體受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算、按剛彈性方案考慮房屋的空間工作,以及有關(guān)構(gòu)造措施方面具有我國(guó)特色。在此基礎(chǔ)上于1973年頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ3-73。這是我國(guó)第一部磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。從此使我國(guó)的砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。70年代中期至80年代末期,為修訂GBJ3-73規(guī)范,我國(guó)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了第二次較大規(guī)模的試驗(yàn)研究,其中收集我國(guó)歷年來各地試驗(yàn)的砌體強(qiáng)度數(shù)據(jù)4023個(gè),補(bǔ)充長(zhǎng)柱受壓試件近200個(gè),局壓試件100多個(gè),墻梁試件200多根及2000多個(gè)有限元分析數(shù)據(jù)和進(jìn)行了11棟多層的磚房空間性能實(shí)測(cè)和大量的理論分析工作等。這樣在砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、多層房屋的空間工作性能、墻梁的共同工作,以及砌塊的力學(xué)性能和砌塊房屋的設(shè)計(jì)方面取得了新的成績(jī)。此外對(duì)配筋砌體、構(gòu)造柱和砌體房屋的抗震性能方面也進(jìn)行了許多試驗(yàn)研究。相繼出版了《中型砌塊建筑設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》JGJ5-80、《砼小型空心砌塊建筑設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》JGJ14-82、《冶金工業(yè)廠房鋼筋砼墻梁設(shè)計(jì)規(guī)程》YS07-79、《多層磚房設(shè)置鋼筋砼構(gòu)造柱抗震設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》JGJ13-82等,特別是《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ3-88,使我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法趨于完善。我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計(jì)方法,已達(dá)到當(dāng)前的國(guó)際先進(jìn)水平。對(duì)于多層砌體房屋的空間工作,在墻梁中考慮墻和梁的共同工作和局壓設(shè)計(jì)方法等專題的研究成果在世界上處于領(lǐng)先地位。近10余年來,特別是《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ3-88頒行后,進(jìn)入了第三次較大規(guī)模的修訂時(shí)期。如1995年頒行的《砼小型空心磚塊建筑技術(shù)規(guī)程》JGJ/T14-95,通過試驗(yàn)增強(qiáng)抗震構(gòu)造措施,使原規(guī)范(JGJ14-82)可增加一層,擴(kuò)大了地震區(qū)的應(yīng)用范圍。1999年6月1日頒行的《砌體工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50203-98,取代了《磚石工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB203-83。它主要補(bǔ)充了近年來新型材料和配筋砌體施工技術(shù)、施工質(zhì)量控制等級(jí)方面的內(nèi)容。目前正在修編的《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ3-88,主要在砌體結(jié)構(gòu)可靠度方面、配筋砼砌塊砌體、墻梁的抗震方面作了調(diào)整和補(bǔ)充。砌體結(jié)構(gòu)可靠度,根據(jù)我國(guó)當(dāng)前國(guó)情,作了適當(dāng)?shù)纳险{(diào)。這樣作主要為促進(jìn)采用較高等級(jí)的砌體材料,提高耐久性和適當(dāng)提高抗風(fēng)險(xiǎn)能力。配筋砌體,特別是配筋砼砌塊中高層,根據(jù)我國(guó)主編的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《配筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和我國(guó)近年來各地較大規(guī)模的試驗(yàn)研究和試點(diǎn)建筑的經(jīng)驗(yàn),使我國(guó)配筋砌體的理論更完善,應(yīng)用范圍和限制有了較大的擴(kuò)展和突破。如其應(yīng)用范圍,已達(dá)到鋼筋砼剪力墻的適用范圍。配筋灌孔砼砌塊砌體是作為一個(gè)體系納入到砌體規(guī)范中的,它的未來的實(shí)施,對(duì)促進(jìn)我國(guó)砌塊結(jié)構(gòu)向高檔次發(fā)展具有重要作用。
? 另外本次修訂增補(bǔ)了墻梁在地震區(qū)的設(shè)計(jì)方法,進(jìn)一步擴(kuò)大了這種結(jié)構(gòu)形式的使用范圍。另外根據(jù)多年來砌體結(jié)構(gòu),特別是新型墻體材料結(jié)構(gòu)的溫度裂縫、干燥收縮裂縫普遍比較嚴(yán)重,進(jìn)行深入研究后,增加了比較有效的抗裂構(gòu)造措施。
? 我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)理論近年來有較大提高,反映在《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ3-88頒行前后,陸續(xù)出版了許多教材和著作,如丁大鈞主編的《砌石結(jié)構(gòu)》、《砌體結(jié)構(gòu)學(xué)》、施楚賢主編的《砌體結(jié)構(gòu)理論與設(shè)計(jì)》,以及《砌體結(jié)構(gòu)論文集》、《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》等。這些對(duì)促進(jìn)我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展有一定作用。
四 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(xué)性能、易于取材、生產(chǎn)和施工,造價(jià)低廉,致今仍成為我國(guó)主導(dǎo)的建筑材料。但是我國(guó)的砌體材料普遍存在著自重大、強(qiáng)度低、生產(chǎn)能耗高、毀田嚴(yán)重、施工機(jī)械化水平較低,和耐久性、抗震性能較差等弊病。因此我認(rèn)為要針地這些問題開展下列方面的工作。
1、積極開發(fā)節(jié)能環(huán)保形的新型建材[3]
? 1988年第一次國(guó)際材料研究會(huì)議上首次提出“綠色建材”的概念,1992年6月聯(lián)大巴西里約熱內(nèi)盧環(huán)境和發(fā)展世界各國(guó)首腦會(huì)議,通過了“21世紀(jì)議程”宣言,確認(rèn)了“可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略方針,其目標(biāo)是:依據(jù)環(huán)境再生、協(xié)調(diào)共生、持續(xù)自然的原則,盡量減少自然資源的消耗,盡可能對(duì)廢棄物的再利用和凈化。保護(hù)生態(tài)環(huán)境以確保人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
? 近年來發(fā)達(dá)國(guó)家在實(shí)施《綠色建材》計(jì)劃上取得了較大的進(jìn)展,我國(guó)以1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展首腦會(huì)議為契機(jī),遵照江澤民同志“經(jīng)濟(jì)
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(fèi)資源和先污染后治理的老路,更不能吃祖宗飯、斷子孫路……!钡闹甘揪瘢杆傩袆(dòng)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。如對(duì)粘土磚(按1996年生產(chǎn)6000億塊的代價(jià)是毀田10萬多畝、能耗6000萬噸標(biāo)煤)國(guó)家早就出臺(tái)了減少和限制的政策。近年的限制力度越來越大,如北京、上海等城市在建筑上不準(zhǔn)采用粘土實(shí)心磚,這間接地促進(jìn)了其它新材的發(fā)展。
?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。這些制品我國(guó)80年代以前生產(chǎn)量曾達(dá)2.5億塊,吃掉工業(yè)廢渣幾百萬噸,但由于種種原因大多數(shù)廠家已停產(chǎn),致使粘土磚生產(chǎn)回潮。今后應(yīng)加大科研投入、改進(jìn)工藝、提高產(chǎn)品性能和強(qiáng)度等級(jí)、降低成本,向多功能化發(fā)展。
?3) 利用頁(yè)巖生產(chǎn)多孔磚。我國(guó)頁(yè)巖資源豐富,分布地域較廣。燒結(jié)頁(yè)巖磚具有能耗低、強(qiáng)度高、外觀規(guī)則,其強(qiáng)度等級(jí)可達(dá)MU15~MU30,可砌清水墻和中高層建筑。頁(yè)巖磚在四川、湖北和大連等地已初步應(yīng)用。如城都的“綿城苑”小區(qū)16萬m2的建筑均采用這種磚。
?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(shù)的工業(yè)化水平。
?5) GRC板的改進(jìn)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(jìn)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(guó)是世界上第三大粉煤灰生產(chǎn)國(guó),僅電力工業(yè)年排灰量達(dá)上億噸,目前的利用率僅為38%。其實(shí)粉煤灰經(jīng)處理后可生產(chǎn)價(jià)值更高的墻體材料。如高性能砼砌塊、蒸壓纖維增強(qiáng)粉煤灰墻板等。它具有容重低、導(dǎo)熱系數(shù)小、可加工性強(qiáng)、顏色白凈的特點(diǎn),目前全國(guó)的產(chǎn)量已達(dá)700萬m2。
?7) 大力推廣復(fù)合墻板和復(fù)合砌塊。目前國(guó)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(qiáng)度的技術(shù)要求。因此只能用復(fù)合技術(shù)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(chǎng)濕作業(yè),抹灰后難以克服龜裂現(xiàn)象有待改進(jìn)。
?復(fù)合砌塊墻體材料,也是今后的發(fā)展方向,如采用礦渣空心磚、灰砂砌塊、砼空心砌塊中的任一種與絕緣材料相復(fù)合都可滿足外墻的要求,目前已有少量生產(chǎn)。我國(guó)在復(fù)合墻體材料的應(yīng)用方面已有一定基礎(chǔ),宜進(jìn)一步改善和完善配套技術(shù),大力推廣,這是墻體材料“綠色化”的主要出路。
2、發(fā)展高強(qiáng)砌體材料
? 目前我國(guó)的砌體材料和發(fā)達(dá)國(guó)家相比,強(qiáng)度低、耐久性差。如粘土磚的抗壓強(qiáng)度一般為7.5~15Mpa,承重空心磚的孔隙率≤25%。而發(fā)達(dá)國(guó)家的抗壓強(qiáng)度一般均達(dá)到30~60Mpa,且能達(dá)到100Mpa,承重空心磚的孔洞率可達(dá)到40%,容重一般為13KN/m3,最輕可達(dá)0.6KN/m3。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)的條件,只要在配料、成型、燒結(jié)工藝上進(jìn)行改進(jìn),是可以顯著提高燒結(jié)磚的強(qiáng)度和質(zhì)量的。如我國(guó)中美合資大連太平洋磚廠可生產(chǎn)出20Mpa~100Mpa的頁(yè)巖磚。由于強(qiáng)度高、耐久性、耐磨性和獨(dú)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(qiáng)塊材具有比低強(qiáng)材料高得多的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
? 根據(jù)我國(guó)對(duì)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(qiáng)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(qiáng)砼砌塊、承重裝飾砌塊和利廢材料制成的砌塊等。
? 在發(fā)展高強(qiáng)塊材的同時(shí),研制高強(qiáng)度等級(jí)的砌筑砂漿。目前的砂漿強(qiáng)度等級(jí)最高為M15。當(dāng)與高強(qiáng)塊材匹配時(shí)需開發(fā)大于M15以上的高性能砂漿。我國(guó)正在起草的《砼小型空心砌塊砂漿和灌孔砼》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中砂漿的強(qiáng)度等級(jí)為M5~M30,灌孔砼的強(qiáng)度等級(jí)為C20~C40,這是砼砌塊配套材料方面的重要進(jìn)展,對(duì)推動(dòng)高強(qiáng)砌體材料結(jié)構(gòu)的發(fā)展有重要作用。
? 根據(jù)發(fā)展趨勢(shì),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(yīng)現(xiàn)場(chǎng)按要求加水?dāng)嚢杓纯。天津舒布洛克水泥砌塊公司已供應(yīng)這種干拌砂漿,價(jià)格約高20%左右。商品砂漿的優(yōu)點(diǎn)同商品砼。這類砂漿的發(fā)展一旦取代傳統(tǒng)砂漿,將是一個(gè)多么巨大的變化!
3、繼續(xù)加強(qiáng)配筋砌體和預(yù)應(yīng)力砌體的研究。
我國(guó)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(jī)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(jī)、灌孔砼檢測(cè)儀等。這些機(jī)具對(duì)配筋砌塊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量至關(guān)重要。
?預(yù)應(yīng)力砌體其原理同預(yù)應(yīng)力砼,能明顯地改善砌體的受力性能和抗震能力。國(guó)外,特別是英國(guó)在配筋砌體和預(yù)應(yīng)力砌體方面的水平很高。我國(guó)80年代初期曾有過研究,但直至最近才有少數(shù)專家研究,如重慶建筑大學(xué)的駱萬康教授對(duì)預(yù)應(yīng)力磚墻的抗震設(shè)計(jì)提出了建議。[17]
4、加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)理論的研究
? 進(jìn)一步研究砌體結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理和受力性能,通過物理和數(shù)學(xué)模式,建立精確而完整的砌體結(jié)構(gòu)理論,是世界各國(guó)關(guān)心的課題。我國(guó)在這方面的研究具有較好的基礎(chǔ),有的題目有一定的深度,[18]繼續(xù)加強(qiáng)這方面的工作十分有利,對(duì)促進(jìn)砌體結(jié)構(gòu)發(fā)展也有深遠(yuǎn)意義。為此還必須加強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和數(shù)據(jù)處理的研究,使測(cè)試自動(dòng)化,以得到更精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
?正如一位資深砌體結(jié)構(gòu)學(xué)者,E、A、James指出“砌體結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了一次中古歐洲的文藝復(fù)興,其有吸引力的功能特性和經(jīng)濟(jì)性,是它獲得新生的關(guān)鍵。我們不能停留在這里。我們正在進(jìn)一步賦予砌體結(jié)構(gòu)的新的概念和用途”。我們對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的未來充滿信心,在黨的方針政策的正確指引下,堅(jiān)持科學(xué)態(tài)度,敢于創(chuàng)新,不斷努力,為我國(guó)及世界的砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。
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