砌体结构
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什么是砌体结构[1]
砌体结构是指承重构件是由各种块材和砂浆砌筑而成的结构。砌体结构虽然工程造价比较节省，但结构自重大、强度较低、整体性能差、抗震性能差，建筑平面布局及层数都受到限制。它适用于多层住宅、旅馆等空间要求不大的房屋。
砌体结构的特点[2]
砌体的受力性能具有以下两个主要特点。一是由于砂浆的强度低于块材的强度以及灰缝铺砌的不均匀性，而使砌体的抗压强度远远达不到块材原有的抗压强度值。但块材形状越规则、砂浆强度越高，灰缝越薄越均匀，砌体的强度也就越高。另一个特点是由于这种复合结构材料是由块材通过灰缝砂浆粘结而成的，因此具有抗压强度较好，而抗拉强度很低的特点。所以，当不用钢筋加强时，它只适于用作轴心受压或偏心距较小的偏心受压构件。
正是基于这方面的经验，砖石结构在古代建筑的墙体、塔身特别是前面所还的各类拱和穹顶结构中发挥了突出作用。适于手工砌筑的砖石结构由于它所具有的经济性，保温和隔热性以及便于施工等优点，仍然在中国大量中小型公共和民用建筑的墙体和基础中采用。同时，为了减少挖掘粘土烧砖对农田的破坏，各种混凝土砌块(如轻混凝土砌块，无砂大孔混凝土砌块以及普通混凝土砌块等)和硅酸盐砌块的生产也正在逐步发展。
砌体结构的分类[3]
- 一、按所用材料分类
根据块体材料不同，砌体结构可分为砖砌体、砌块砌体、石材砌体、配筋砌体等砌体结构。
1．砖砌体
采用标准尺寸的烧结普通砖或非烧结硅酸盐砖与砂浆砌筑成的砖砌体，可有墙或柱。墙厚：)20mm、240mm、370mm、490mm、620mm、740mm、870mm、990mm等，特殊要求时可有180mm；300mm等。砖柱：240X370m㎡、370X370m㎡、490X490m㎡、490X620m㎡等。
墙体砌筑方式有：一顺一顶，三顺一顶、五顺一顶等。砌筑的要求是铺砌均匀，灰浆饱满，上下错缝，受力均衡。
2．砌块砌体
砌块砌体是用中、小型混凝土砌块或硅酸盐砌块与砂浆砌筑而成的砌体，可用于定型设计的民用房屋及工业厂房的墙体。目前国内使用的小型砌块高度，一般为180-350mm，称为混凝土空心小型砌块砌体；中型砌块高度，一般为360-900mm，分别有混凝土空心中型砌块砌体和硅酸盐实心中型砌块砌体。空心砌块内加设钢筋混凝土芯柱者，称为钢筋混凝土芯柱砌块砌体，可用于有抗震设防要求的多层砌体房屋或高层砌体房屋。
砌块砌体设计和砌筑的要求是；规格宜少、重量适中、孔洞对齐、铺砌严密。
3．石材砌体
采用天然料石或毛石与砂浆砌筑的砌体称为天然石材砌体。天然石材具有强度高、抗冻性强和导热性好的特点，是带形基础、挡土墙及某些墙体的理想材料。毛石墙的厚度不宜小于350mm，柱截面较小边长不宜小于400mm。当有振动荷载时，不宜采用毛石砌体。
4．配筋砌体
在砌体水平灰缝中配置钢筋网片或在砌体外部预留沟槽内设置竖向粗钢筋并灌注细石混凝土(或水泥砂浆)的组合砌体称为配筋砌体。这种砌体可提高强度，减小构件截面，加强整体性，增加结构延性，从而改善结构抗震能力。
5．空斗墙砌体
空斗墙是由实心砖砌筑的空心砖砌体。可节省材料，减轻重量，提高隔热保温性能。但是，空斗墙整体稳定性差，因此，在有振动、潮湿环境、管道较多的房屋或地震烈度为7度及7度以上的地区不宜建造空斗墙房屋。
由砌体结构所用材料可见，其主要优点是易于就地取材，节约水泥、钢材和木材，造价低廉，有良好的耐火性和耐久性，有较好的保温隔热性能。主要缺点是强度低，自重大，砌筑工程量繁重，抗震性能差等，因而限制了它的使用范围。今后，砌筑制品应向高强、多孔、薄壁、大块和配筋等方向发展。
- 二、按承重体系分类
结构体系是指建筑物中的结构构件按一定规律组合成的一种承受和传递荷载的骨架系统。在混合结构承重体系中，以砌体结构的受力特点为主要标志，根据屋(楼)盖结构布置的不同，一般可分为三种类型：
1．横墙承重体系
横墙承重体系是指多数横向轴线处布置墙体，屋(楼)面荷载通过钢筋混凝土楼板传给各道横墙，横墙是主要承重墙。纵墙主要承受自重，侧向支承横墙，保证房屋的整体性和侧向稳定性d横墙承重体系的优点是屋(楼)面构件简单施工方便，整体刚度好；缺点是房间布置不灵活，空间小，墙体材料用量大。主要用于5—7层的住宅、旅馆、小开间办公楼。如下图(a)所示。
2．纵墙承重体系
纵墙承重体系是指屋(楼)盖梁(板)沿横向布置，楼面荷载主要传给纵墙。纵墙是主要承重墙。横墙承受自重和少量竖向荷载，侧向支承纵墙。主要用于进深小而开间大的教学楼、办公楼、试验室、车间、食堂、仓库和影剧院等建筑物。如下图(b)、(c)示。
3．内框架承重体系
内框架承重体系是指建筑物内部设置钢筋混凝土柱，柱与两端支于外墙的横梁形成内框架。外纵墙兼有承重和围护作用。它的优点是内部空间大，布置灵活，经济效果和使用效果均佳。但因其由两种性质不同的结构体系合成，地震作用下破坏严重，外纵墙尤甚。地震区宜慎用。如上图(d)示。
除以上常见的三种承重体系外，还有纵、横墙双向承重体系和其它派生的砌体结构承重体系。
合理的结构体系必须受力明确，传力直接，结构先进。在砌体结构设计中，必须判明荷载在结构体系中的传递途径，才能得出正确的结构承重体系的分析结果。
- 三、按使用特点和工作状况分类
随着人类社会的发展和物质与精神文明的进步，建筑出现丰富多彩的形式，其应用异常广‘泛，工作状况更为复杂。砌体结构按其使用特点和工作状态可作如下分类。
1．一般砌体结构
一般砌体结构是指用于正常使用状况下的工业与民用建筑。如供人们生活起居的住宅、宿舍、旅馆、招待所等居住建筑和供人们进行社会公共活动用的公共建筑。工业建筑则有为一般工业生产服务的单层厂房和多层工业建筑。
2．特殊用途的构筑物
特殊用途的构筑物，通常称为特殊结构，或特种结构，如烟囱、水塔、料仓及小型水池涵洞和挡土墙等。
3．特殊工作状态的建筑物
特殊工作状态的砌体结构可有三种：
(1)处于特殊环境和介质中工作的建筑物。该类建筑物为保证结构的可靠性和满足建筑使用功能的要求，对建筑结构提出各种防护要求，如防水抗渗、防火耐热、防酸抗腐、防爆炸、防幅射等。
(2)处于特殊作用下工作的建筑物，如有抗震设防要求的建筑结构和在核爆动荷载作用F的防空地下建筑等。
(3)具有特殊工作空间要求的建筑物，如底层框架和多层内框架砖房以及单层空旷房屋等。
- 四、按建造方式分类
按砌体建筑的建造方式分类可有：
1．一次性新建砌体建筑
2．旧房改造建筑
旧房改造建筑尚分为：加层和改建两种。随着城市的改造和发展，该类建筑日益增多。
3．旧房维修和加固
以上为砌体结构的大致分类。对于构成砌体结构的构件或部件，按其工作性能、受力特点和复杂程度也可分为：一般构件和特殊构件。一般构件包括墙、柱、梁、板、基础等形状规整，受力明确和功能单一的常规构件。特殊构件是形状特异，受力复杂和性能超常的构件，包括各种悬臂构件，如阳台、雨罩、挑檐和挑梁等，墙梁，组合墙、柱，各种楼梯和穹拱等。异形构件的设计已成为当前建筑与结构设计的重要内容，因为它会使建筑造型更加美观和丰富，收到很好的艺术效果。