摘　要:作者對(duì)采用混凝土小型空心砌塊作為一種替代黏土磚的墻體材料,從其適用范圍到其抗震性能等方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:混凝土;小型空心砌塊;墻體材料

　　混凝土小型空心砌塊作為一種替代黏土磚的良好墻體材料,它具有原料來(lái)源豐富,最大限度地取材、大工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)?；炷列⌒涂招钠鰤K具有節(jié)能和墻體材料改革的雙重意義,從而日益受到重視。

1 混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)體系的適用范圍

　　我國(guó)墻體材料量大面廣的各類(lèi)多層建筑幾乎都以黏土磚為主。當(dāng)然,這是由于多年的傳統(tǒng)習(xí)慣和生產(chǎn)水平?jīng)Q定的,以至長(zhǎng)期以來(lái)建筑材料特別是承重材料沒(méi)有重大的改變。

　　混凝土小型空心砌塊在國(guó)外已沿用百年以上,不但在低層住宅多層辦公樓中采用,而且少數(shù)建筑到十多層乃至28 層中使用,但大量建造的還是多層住宅建筑。

　　十多年來(lái),我國(guó)一些地區(qū)也建造了一批不同高度的混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)的住宅。作為試驗(yàn)性的建筑,最高可達(dá)11 層。1982 年建設(shè)部頒布了《混凝土小型空心砌塊建筑設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》,適用于七度和七度以下地震地區(qū)以及非地震區(qū)。

　　從而推動(dòng)了我國(guó)混凝土小型空心砌塊的推廣和發(fā)展。1995 年又頒布修訂的《混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)范》,使用范圍擴(kuò)大到8 度和8 度以下地震地區(qū)以及非地震區(qū)。層數(shù)對(duì)6、7、8 度地震區(qū)分別可建到8、7、6 層。這就為混凝土小型空心砌塊替代黏土磚承重墻體創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件,也為混凝土小型空心砌塊的大量發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　但是,利用混凝土小型空心砌塊承重,到底可以建到多少層? 利用這種材料建造多少層是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的呢?

　　從一些國(guó)外的建筑防火規(guī)范到國(guó)內(nèi)的消防規(guī)范都規(guī)定了多層建筑的最大高度為九層。當(dāng)然作出這樣的規(guī)定不是偶然的。因此,他們認(rèn)為用足這一層數(shù)是最經(jīng)濟(jì)的住宅高度,混凝土小型空心砌塊有可能作為九層住宅的墻體材料。

　　我們知道,砌塊結(jié)構(gòu)可以分為配筋砌體、約束砌體和無(wú)筋砌體三類(lèi)。按照目前的劃分,大致為配筋砌體的配筋率在0. 2 %以上;約束砌體的配筋率在0. 07 %～0. 2 %之間。對(duì)配筋率在0. 07 %以下的砌體可稱為無(wú)筋砌體。一般來(lái)說(shuō),對(duì)目前我國(guó)按抗震規(guī)范中砌體配置構(gòu)造柱、圈梁以及拉結(jié)筋等措施的施工砌體,可劃分為約束砌體的范疇。

　　混凝土小型空心砌塊墻體的配筋率變化幅度可以較大,它的適應(yīng)性較強(qiáng)。國(guó)外利用混凝土小型空心砌塊建造的從二、三層的別墅到28 層的旅館建筑就是最好的例子。

　　對(duì)混凝土小型空心砌塊的強(qiáng)度要求,應(yīng)當(dāng)說(shuō)隨著建造的高度和結(jié)構(gòu)布置而異。對(duì)于二、三層住宅類(lèi)的建筑,當(dāng)然不需要高的砌塊強(qiáng)度;即使對(duì)于目前我們規(guī)范規(guī)程上的最大高度,即6～8 層,MV10～MV20 也就足夠了。即使達(dá)到九層,同樣也能滿足強(qiáng)度要求。

　　由于各地的建筑設(shè)備和技術(shù)力量上的差異,在發(fā)展不同材料的結(jié)構(gòu)形式上肯定會(huì)有區(qū)別。對(duì)于建筑中高層住宅(12～20 層左右) ,在施工方式上一般不會(huì)選用承重混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu),而采用現(xiàn)澆大模剪力墻結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)。當(dāng)然除了施工技術(shù)決定以外,還應(yīng)考慮到現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)良好的整體性和配筋的靈活性,從經(jīng)濟(jì)上也是合理的。

　　綜上所述,利用混凝土小型空心砌塊作為承重墻體材料,適宜于低層、多層建筑(含九層) 采用,對(duì)于少數(shù)試點(diǎn)性的中高層建筑也是適用的。但是,對(duì)于量大面廣的中高層住宅,即使是采用混凝土小型空心砌塊的配筋砌體結(jié)構(gòu),其經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)的先進(jìn)性也是值得探討的。

[Page]

2 混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)體系的抗震性能

　　我國(guó)是一個(gè)多地震國(guó)家,全國(guó)主要的大中城市和約為三分之二以上的國(guó)土面積處于六度和六度以上地震區(qū)。因此,各類(lèi)結(jié)構(gòu)的抗震性能是不能忽視的。

　　混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)在我國(guó)地震區(qū)的震害經(jīng)驗(yàn)不多。六十年代只在云南東川等地發(fā)現(xiàn)過(guò)混凝土小型空心砌塊建造的建筑,經(jīng)過(guò)地震震害較重。此后陸續(xù)興建的混凝土小型空心砌塊建筑,基本沒(méi)有經(jīng)受過(guò)強(qiáng)地震的考驗(yàn)。

　　作者認(rèn)為地震作用也是一種變形作用,混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),首先仍是概念設(shè)計(jì)和控制分析,基本原則仍是約束和調(diào)整。

　　混凝土小型空心砌塊填芯和圈梁設(shè)計(jì)的隨意性,使我們可以控制約束度。一幢房屋和一片墻體具有不同的約束度,也就具有以下不同程度的性能:

　　2. 1一片墻體的抗剪強(qiáng)度是由砌塊砌體、芯柱混凝土、鋼筋等三部分組成,可以隨著芯柱根據(jù)需要的設(shè)置量來(lái)增加,從而提高了墻體的抗剪能力。同時(shí)可以形成混凝土小型空心砌塊剪力墻,成為主要的側(cè)力構(gòu)件。

　　2. 2芯柱和混凝土小型空心砌塊砌體利用鋼筋網(wǎng)片連接成整體共同工作,既共同承擔(dān)豎向荷載,又和圈梁一起抗地震作用引起的整體彎矩,即通過(guò)芯柱承擔(dān)的拉、壓力來(lái)平衡。

　　2. 3縱墻與橫墻、墻與芯柱、芯柱與圈梁之間的連接加強(qiáng),相互約束,有效避免外墻外閃,角部散落等震害情況。利用芯柱和圈梁,以樓梯間、突出屋面的小房等部位進(jìn)行局部加強(qiáng)約束,避免了薄弱環(huán)節(jié),減少了剛度突變的影響,避免預(yù)應(yīng)力集中。有效的形成整體抗震能力。

　　盡管砌塊通過(guò)芯柱和圈梁的加強(qiáng)約束和提高延性,提高了抗震能力,但是單純“抗”、“防”并不合理,應(yīng)該同時(shí)注意減震,進(jìn)行剛度調(diào)整,內(nèi)力調(diào)整。平面和豎向布置盡量簡(jiǎn)單、規(guī)則。對(duì)體型由于功能要求而復(fù)雜的結(jié)構(gòu),合理設(shè)置抗震縫,用抗震縫分開(kāi)單元,必須形成單元的整體剛度。

3對(duì)混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用的看法

　　隨著節(jié)能和墻體改革政策的逐步深入宣傳,廣大地區(qū)限制黏土磚的使用力度也在加強(qiáng),這就推動(dòng)了墻改的步伐,對(duì)推廣和應(yīng)用混凝土小型空心砌塊十分有利。

　　混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)本來(lái)并不復(fù)雜,作為墻體材料本身也沒(méi)有過(guò)多的要求,現(xiàn)在的黏土磚就是很好的例子。對(duì)混凝土小型空心砌塊作為承重墻體來(lái)說(shuō),最主要的一點(diǎn)就是強(qiáng)度。但是,就一般的混凝土小型空心砌塊強(qiáng)度也就僅在MV10～MV20 就足夠了。因此,無(wú)論從成型生產(chǎn),生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求以及產(chǎn)品的質(zhì)量強(qiáng)度,似乎都沒(méi)有什么值得特別提出高、精、尖的地方。根據(jù)目前我國(guó)的工業(yè)化水平,生產(chǎn)制造這種初級(jí)產(chǎn)品的設(shè)備應(yīng)該是毫無(wú)問(wèn)題的。

　　當(dāng)然,借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)是改革開(kāi)放的重要方面。因此,適當(dāng)引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備,用以改進(jìn)和提高我們的生產(chǎn)水平也是必要的。但是,一味追求國(guó)外設(shè)備所謂的先進(jìn)性和自動(dòng)化程度高,而忽視中國(guó)的特點(diǎn)恐怕也是不可取的。

　　我們所討論的混凝土小型空心砌塊主要用來(lái)做承重,而且主要作為多層住宅建筑的承重墻體材料。就此范圍,我們也還有很多問(wèn)題值得研究,如混凝土小型空心砌塊墻體的開(kāi)裂問(wèn)題等。都還需要我們進(jìn)一步的研究和完善, 從而為更大量的推廣和應(yīng)用創(chuàng)造可靠條件。