探究——砌体结构的演变历程

砌体是人类应用的最古老的建筑材料，国外采用石材乃至砖建造各种建筑物已有几千年的历史，几乎与人类的文明同时诞生。实际上，砌体结构的诞生标志着土木工程的诞生。最初人们把各种大小不同的石块用随机的方式堆垒成墙体，其中小石头用来填大石头之间的空隙。后来人们有采用石料和黏土砌筑房屋，许多文明古国都建造了大量具有代表性的砖石结构建筑物。

砌体结构在我国有着十分悠久的历史。早在6 000年前，就已有木构架和木骨泥墙。公元前20世纪，有土夯实的城墙。公元前1388年—公元前1122年，已逐渐开始采用黏土做成板筑墙，并逐步采用晒干的土坯砌筑墙。公元前1134年至公元前771年已有烧制的瓦，公元前475年—公元前221年已有烧制的大尺寸空心砖，公元317年—558年已有实心砖的使用。中国是砌体结构使用的大国，2 000多年前建造的万里长城（图5.1）是世界上最伟大的砌体结构工程之一，在春秋战国时期李冰父子修建的都江堰（图5.2）在今天仍然起灌溉的作用，1 400年前用料石修建的河北赵县安济桥，是世界上现存的敞肩式的拱桥。

图5.1　万里长城

图5.2　都江堰水利工程(www.xing528.com)

在国外，大约8 000年前已开始使用晒干的土坯，5 000—6 000年前经凿琢的天然石材已广泛使用，采用烧制砖也有约3 000年的历史。人们用砌体建造了大量建筑物，特别是在具有悠久文化历史的国家和地区。如：享有悠久历史声誉的埃及胡夫金字塔（图5.3），是现存世界最古老的石结构。古罗马的大量石结构废墟及塞戈维亚水渠，被维苏威火山吞没的庞贝古城，古希腊众多的神庙，著名的意大利比萨斜塔，法国巴黎圣母院，印度的泰姬陵，柬埔寨吴哥寺，伊拉克的古巴比伦空中花园，希腊的雅典卫城以及运动场、竞技场、露天音乐场和纪念馆等公共建筑，古罗马的斗兽场（图5.4）、引水渠、浴室、神庙和教堂，土耳其的圣索菲亚大教堂等。

图5.3　胡夫金字塔

图5.4　古罗马的斗兽场

自从19世纪20年代有了高强度的水泥砂浆之后，砌体结构的质量大大提高，并得到广泛应用，设计理论也取得了一定的发展。20世纪30至40年代，人们广泛采用经验法设计砌体结构，或者采用容许应力法做粗略的估算。这些方法设计出的砌体结构承重构件粗大笨重。苏联及欧美国家从20世纪40、50年代起，对砌体结构的力学性能进行了系列的研究，提出了以结构试验和理论分析为依据的设计方法。我国从20世纪的60年代起，开始对砌体结构进行了系统的试验和理论研究，结合工程实践，建立了较为完整的砌体结构设计理论。