我国砌体结构的发展过程与发展方向
摘要:砖石结构在中国有着悠久的历史,很多名胜古迹都是古人留下的砖石结构。 近几十年来,我国的砌体结构有自己的特点和理论,但与发达国家相比还有一定的差距,应该向新型绿色材料方向发展。 关键词:砌块绿色材料的发展过程和方向。砌体结构是最古老的建筑结构。 中国的砌体结构有着悠久的历史和辉煌的战绩。 有举世闻名的万里长城,是两千多年前用“秦砖汉瓦”修筑的世界上最伟大的砖石工程之一。河南登封宋岳寺塔建于北魏,是一座高40米、檐密的砖塔。河北赵县安吉桥,建于隋大业年间,净跨37.37米,全长50.82米,宽约9米,拱高7.2米。它是世界上最早的空腹式石拱桥,被美国土木工程学会选为世界上第12座土木工程里程碑。还有秦代李冰父子修建的都江堰水利工程,至今仍起着灌溉作用;这些都是值得我们骄傲和继承的。 解放后,我国砌体结构有了很大发展,概括起来有三个方面。 1.砌体结构用量大,范围广。解放以来,中国的砖产量逐年增加。1990年,砖的产量增加到6200亿块,是世界上其他国家年产量的总和。 在国家基本建设中,90%左右的墙体都是砖石结构。 砌体结构多用于办公室、住宅等民用建筑。50年代砌体结构只能建到4 ~ 5层,现在很多城市可以建到7 ~ 8层。 我国许多中小型单层工业厂房、多层轻工厂房、影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。 砖石结构也用于建造各种结构,如烟囱、排气塔、粮仓、运河等。 此外,在古代造桥技术的基础上,中国还建造了许多百米以上的石拱桥,其中一些在不同方面创造了世界纪录。 中国在地震地区建造砌体房屋积累了宝贵的经验。我国大部分大中城市都处于6度及以上的抗震设防区,小于等于6度地区的砌体结构都经过了地震的考验。 经过设计和结构的处理,在7度区和8度区建起了大量的砌体房屋。 据不完全统计,自20世纪80年代初以来,我国各大城市建造的多层砌体房屋已达70-80亿平方米。 2.新材料、新技术的应用从20世纪60年代开始,我国粘土空芯砖(多孔砖)的生产和应用有了很大的发展,在南京建成了8层空芯砖承重桥梁酒店。 当时空芯砖的开孔率为22%,与实心砖的强度相当,但可以减少自重17%,减少墙体厚度20%,节省砂浆20% ~ 30%,减少砌筑时间20% ~ 25%,降低墙体造价19% ~ 23%。 根据进一步节能的要求,近年来,我国在消化吸收国外先进技术的基础上,生产了规格为280mm×2~XlU1]×19、气孔率为40%的烧结保温空芯砖(块)。该保温砖的密度为1012 kg/m3,抗压强度为10.5MPa,主要力学性能和热工性能指标接近或达到国际同类产品水平。 同时,《多孔砖砌体设计与施工技术规范》行业标准为这种砖的推广创造了条件。 近十年来,无熟料水泥混凝土砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖和混凝土砌块、轻集料混凝土或加气混凝土,以及砂、各种工业废料、粉煤灰和煤矸石在我国取得了很大进展。 砌块的种类和规格很多,其中中、小型砌块较为常见,其中发展了各种强度等级的承重砌块和装饰砌块。 据不完全统计,1996年我国砌块总产量约2500万立方米,各类砌块建筑约5000万平方米。 近十年来,混凝土砌块和砌块建筑的年增长率约为20%,特别是在大中城市。 这些街区建筑大多是多层的。关于中高层砌块建筑,我国在20世纪80年代就开始了试点工作,在几个城市做了实验建筑,为我国发展中高层砌块建筑开了先河。 20世纪90年代初,在总结国内外加固砌块结构的支护材料和配套应用技术研究方面取得突破。在此基础上,开展了更具代表性和针对性的试点。 试点工程实践证明,配筋砌块建筑在中高层建筑中具有明显的社会效益和经济效益。 因此,将中高层建筑的配筋砌块结构体系纳入我国砌体结构设计规范是理所当然的。 作为砌块粘土砖的主要替代材料,它在某些功能上强于粘土砖,发展前景很好。 约束配筋砌体对应的是所谓的均匀配筋砌体,即国外广泛使用的钢筋混凝土砌块剪力墙结构。这种砌体和钢筋混凝土剪力墙一样,对水平和竖向钢筋都有最低含钢量要求,在受力方式上和混凝土剪力墙结构相似。它利用钢筋混凝土砌块剪力墙来承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。 配筋砌体具有良好的强度和延性,与钢筋混凝土剪力墙的性能非常相似,可用于大开间和高层建筑结构。 自20世纪80年代初我国主持编制国家标准《配筋砌体设计规范》以来,对配筋砌体进行了系统的试验研究。结果表明,配筋砌体可以用来建造具有一定高度的经济安全的建筑结构。 3.1950年以前砌体结构理论的发展 可以说,我国还没有系统的砌体结构设计理论。 1956年,建设部批准前苏联《砌体与W考一级建筑师W筋砌体结构设计标准与技术规程》在我国推广应用。 20世纪60年代至70年代初,在我国有关部门的领导和组织下,在全国范围内开展了大规模的砌体结构试验研究和调查,总结出了一套符合我国实际的先进的砌体结构理论、计算方法和经验。 在砌体强度计算公式、无筋砖受压构件承载力计算、按弹性方案考虑空间的工作以及相关构造措施等方面具有中国特色。
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