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砌体结构的未来发展展望

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:中华人民共和国成立以来,我国砌体结构虽然得到了迅速的发展,但与先进国家相比,砌体结构的应用仍处于较落后的水平。我国配筋砌体结构起步较晚,1976年唐山大地震的沉痛教训促进了配筋砌体结构在我国的研究与发展。砌体结构的动力反应和抗震性能也有待进一步深入研究。

砌体结构的未来发展展望

砌体结构由于其取材方便、造价相对便宜,在以后相当长的时期内仍将是我国的一种主导结构形式。随着科学技术的发展,砌体结构也会快速发展。国外由于采用高强度砖并配筋,早已建造了10~20层的配筋砌体高层建筑,并认为在此高度上用配筋砌体建造高层建筑是经济合理的,甚至可以和钢筋混凝土结构钢结构竞争。中华人民共和国成立以来,我国砌体结构虽然得到了迅速的发展,但与先进国家相比,砌体结构的应用仍处于较落后的水平。因此很有必要发展和完善砌体结构的结构性能,大力开展以下工作。

1.开发砌体结构新材料

限制黏土砖的应用,大力发展新型砌体材料,把工业废料利用起来,发展节能环保的砌体结构。大力发展蒸压灰沙废渣砌体材料制品,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。

2.发展高强度砂浆砖(块材)和砂浆的强度

在国外,砖(块材)正向高强、大孔、薄壁和大尺寸发展,这样做不仅可以节省原材料,减轻结构自重,提高施工效率,还可以使砌体在保温、隔音、防火和建筑节能等方面优于其他结构材料。

与西方一些经济发达国家相比,我们的差距主要在砌体的材料方面。例如,我国目前生产的各类砖块体的抗压强度一般为10~15MPa,最高为30MPa。而美国商品砖的抗压强度为17.2~140MPa,最高230MPa。英国砖的抗压强度达140MPa。法国、比利时和澳大利亚砖的抗压强度一般达60MPa。国外采用砂浆强度也很高,一般为15~40MPa,例如美国水泥石灰砂浆的一般抗压强度为13.9~25.5MPa。一些国家还致力于研究高粘结砂浆,如掺加聚氯乙烯乳胶的砂浆强度已超过55MPa。德国的砂浆抗压强度一般为14.0MPa左右,而我国常用砂浆的抗压强度一般为2.5~10MPa。国外空心砖的孔洞率一般为25%~40%,有的高达60%,并且空心砖产量占砖年总产量的比例达90%以上。我国承重空心砖的孔洞率一般在30%以内。提高空心砖的孔洞率,减小砌体自重,不仅节约了材料、降低造价,而且地震时地震作用减小,间接提高了砌体结构的抗震能力。

由于块材和砂浆性能的改善,砌体的抗压强度已相当于普通强度等级的混凝土抗压强度。加快砌筑砖和砂浆的研究,发展轻质高强的砌体是今后砌体结构发展的重要方向,砌体强度提高了,墙、柱的截面尺寸才可能减小,材料消耗才会减少,砌体的应用范围将进一步扩大,房屋的建造高度将进一步提高,经济指标将会更趋合理。

3.加强配筋砌体的研究和应用(www.xing528.com)

我国是一个多地震的国家,无筋砌体的抗震性能较差,在很大程度上限制了砌体结构的应用范围。配筋砌体不但能提高砌体的强度和抗裂性,而且能有效地提高砌体结构的整体性和抗震性能。例如,美国加利福尼亚州用配筋砌体建造的16~18层公寓楼,经受了大地震的考验,为砌体在高层建筑和地震区建筑的应用开辟了新的途径。

我国配筋砌体结构起步较晚,1976年唐山大地震的沉痛教训促进了配筋砌体结构在我国的研究与发展。20世纪80年代,广西南宁市修建了配筋砌块砌体10层住宅楼和11层办公楼试点房屋。其后辽宁本溪修建了一批配筋砌块砌体10层住宅楼。但因缺乏系统的试验没有得到推广。20世纪90年代,不少大学和科研院所对配筋砌块砌体房屋的受力和抗震性能进行了一系列的试验研究。1997年,在辽宁盘锦建成一栋15层配筋砌块剪力墙点式住宅,1998年上海建成18层配筋砌块剪力墙塔楼。配筋砌块剪力墙的设计方法也已写入2011年颁布的《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)。这表明配筋砌块砌体在我国发展已进入一个新的阶段。

4.完善砌体综合性能和设计理论

完善砌体综合性能。砌体是较混凝土更为复杂的复合材料,在各种不同的受力状态下,具有明显的各向异性的特点。至今,对砌体的各向异性特性、多种破坏形态发生相互转换的条件认识还很不够,对砌体在复合受力条件下的破坏机理、砌体与其他材料共同工作等方面的认识还有许多不足。进一步完善砌体的各项物理性能,对于砌体结构应用和推广更加有利。

砌体结构的动力反应和抗震性能也有待进一步深入研究。这对砌体结构的合理设计和进一步扩大砌体结构的应用范围有着重要的意义,应深入研究砌体结构的本构关系、破坏机理和受力的性能,研究砌体结构的整体工作性能,多高层计算理论及方法。通过物理和数学模型,建立精确并且系统的砌体结构理论,使砌体结构的计算方法及设计理论更趋于完善。

另外,荷载长期影响的问题、耐久性研究都有大量工作要做。

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