砌体结构(高等院校土木工程专业“十二五”规划教材)
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第五节 砌体结构的发展趋势

砌体结构作为一种传统结构形式,在土木工程中今后相当长的时期内仍将占有重要地位。随着科学技术的进步,砌体结构的发展趋势着重体现在以下几个方面。

一、适应可持续发展的要求

加强对砌筑块材和砂浆新材料的研究,发展轻质、高强、高性能、多功能的砌体材料是今后砌体结构发展的重要方向。发展轻质、高强的空心块体,能使墙、柱的自重减轻,截面尺寸减小,材料消耗降低,提高生产效率,进一步提高房屋的可建造高度,增强砌体结构功能特性和经济性的吸引力。

坚持“可持续发展”的战略方针,有效地保护耕地,充分利用工业废料和地方性材料,积极发展黏土砖的替代产品,依据“环境再生、协调共生、持续自然”的原则,尽量减少自然资源的消耗,尽可能地对废物再利用和净化,广泛研制“绿色建材产品”。

发展和推广应用砌体结构的新材料。为适应节能、环保的要求,要限制黏土砖的应用,而改为大力发展新型砌体材料,充分把工业废料和地方性材料利用起来,发展节能的砌体结构。加大限制高能耗的、高资源消耗的、高污染的低效益产品的生产力度。大力发展蒸压灰砂废渣砌体材料制品,包括粉煤灰加气混凝土墙板、粉煤灰砖、炉渣砖及空心砌块、钢渣砖等。

发展轻质高强多功能的砌块和高性能的砂浆,进一步研究轻质高强低能耗的砌块,使砌块向薄壁、大块发展,高强、薄壁和大尺寸是今后砌块的发展方向,可以减轻自重,节约运输的费用,减少灰缝,就可以节省劳力,并且可以提高承载力;利用页岩生产多孔砖,大力发展废渣轻型的墙板、蒸压纤维的水泥板,提高自重轻、防火、施工安装方便的GRC板的使用率;大力推广复合墙板。目前,国内外还没有不仅能满足建筑节能保温隔热,又能满足外墙防水和强度技术要求的单一材料。

发展砌体结构的建筑材料一定要以当地资源为基础。在发展砌体砌块的同时,应该充分利用当地资源制造砌块。更重要的是,为了坚持可持续发展的工作方针、保护环境,还应充分利用工业废料,如当地有粉煤灰、炉渣、矿渣等废料,就应该充分利用起来。目前砌块形式比较单调,功能仅仅停留在墙用砌块的范畴,只有几种规格。砌体结构建筑的发展是集材料、热工、结构、建筑、施工等多方面为一体的系统工程,从单一角度考虑,难免会带有片面性,一定要树立总体观念,才能建出可靠、实用、耐久的房子。

二、新技术、新结构体系

我国是一个多地震的国家,大部分地区属于抗震设防区。采用配筋砌体和预应力砌体都是砌体结构的发展方向。采用配筋砌体结构尤其是配筋砌块抗震墙结构,可提高砌体的强度和抗裂性,能有效地提高中高层砌体结构建筑的整体性和抗震性能,而且节约钢筋和木材,施工速度快,经济效益明显。我国虽然已经初步建立了配筋砌体结构体系,但还需继续加强基础理论研究及施工用生产机具的研制。具有良好抗震性能的配筋砌块砌体结构房屋在未来必将迎来快速发展和更加广泛的应用。

三、试验和理论研究

新中国成立以来,我国在砌体结构理论、设计方法等方面的研究得到了迅速发展,取得了长足的进步。但目前对砌体的受力性能、破坏机理以及砌体与其他材料共同工作等方面还有许多未能很好解决的课题需要研究;还需要更加深入地研究砌体结构的本构关系、破坏机理和受力性能,研究砌体结构的整体工作性能、多高层计算理论及方法,通过物理和数学模式,建立精确并且完整的砌体结构理论,使砌体结构的计算方法以及设计理论更趋于完善;在改进和扩展砌体结构的性能和应用范围方面尚有待进一步探索。此外,还应重视砌体结构的耐久性以及对砌体结构修复补强技术的研究。今后应加强这些方面的研究工作,进一步改进试验方法,建立精确、完整的砌体结构理论,不断提高砌体结构的设计水平和施工水平。

当前,砌体结构正处在一个蓬勃发展的新时期。正如资深砌体结构学者E.A.James所指出的,“砌体结构有吸引力的功能特性和经济性,是它获得新生的关键。我们不能停留在这里,我们正进一步赋予砌体结构以新的概念和用途”。砌体结构工作者对砌体结构的未来也满怀信心和希望。我们相信,随着科学技术和经济建设的持续发展,砌体结构将更充分地发挥其重要作用。