工程機械

[拼音]：qiti jiegou

[英文]：masonry structure

用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結構，又稱磚石結構。由於砌體的抗壓強度較高而抗拉強度很低，因此，砌體結構構件主要承受軸心或小偏心壓力，而很少受拉或受彎，一般民用和工業建築的牆、柱和基礎都可採用砌體結構。在採用鋼筋混凝土框架和其他結構的建築中，常用磚牆做圍護結構，如框架結構的填充牆。煙囪、隧道、涵洞、擋土牆、壩、橋和渡槽等，也常採用磚、石或砌塊砌體建造。

優缺點

砌體結構的主要優點是：

（1）容易就地取材。磚主要用粘土燒製;石材的原料是天然石;砌塊可以用工業廢料──礦渣製作，來源方便，價格低廉。

（2）磚、石或砌塊砌體具有良好的耐火性和較好的耐久性。

（3）砌體砌築時不需要模板和特殊的施工裝置。在寒冷地區，冬季可用凍結法砌築，不需特殊的保溫措施。

（4）磚牆和砌塊牆體能夠隔熱和保溫，所以既是較好的承重結構，也是較好的圍護結構。

砌體結構的缺點是：

（1）與鋼和混凝土相比，砌體的強度較低，因而構件的截面尺寸較大，材料用量多，自重大。

（2）砌體的砌築基本上是手工方式，施工勞動量大。

（3）砌體的抗拉和抗剪強度都很低，因而抗震效能較差，在使用上受到一定限制；磚、石的抗壓強度也不能充分發揮。

（4）粘土磚需用粘土製造，在某些地區過多佔用農田，影響農業生產。

沿革

砌體結構的歷史悠久，天然石是最原始的建築材料之一。古代大量具有紀念性的建築物用磚、石建造。如用加工的巨大石塊建成的金字塔一直儲存到現代。其中在尼羅河三角洲的吉薩建造的三座大金字塔（公元前2723～前2563年），是精確的正方錐體，其中最大的胡夫金字塔，塔高146.6米，底邊長230.60米，約用230萬塊重2.5噸的石塊建成。 又如公元70～82年建造的羅馬大斗獸場（科洛西姆圓形競技場）平面為橢圓形，長軸189米，短軸156.4米，高48.5米，分四層，可以容納5～8萬觀眾，也用塊石砌成。（見彩圖）

中世紀在歐洲用加工的天然石和磚砌築的拱、券、穹窿和圓頂等結構型式得到很大發展。如公元532～537年在君士坦丁堡建造的聖索菲亞教堂，東西長77米，南北長71.7米，正中是直徑32.6米，高15米的穹頂，牆和穹頂都是磚砌。12～15世紀西歐以法國為中心的哥特式建築集中了十字拱、骨架券、二圓心尖拱、尖券等結構形式。

中國封建時期採用磚木建造的寺院、廟宇、宮殿和寶塔等，體現了中國古代砌體結構的成就。其中磚塔是一種高層建築，如河南登封嵩嶽寺塔(見彩圖)為磚砌單筒體結構;西安大雁塔（圖1）也為磚砌單筒體結構，高60多米，1200多年來，歷經數次地震，仍巍然屹立。河北定縣料敵塔高約84米，為磚砌雙筒體結構。著名的長城，其中一部分用燒製磚砌築。（見彩圖）

在橋樑建築方面，中國隋朝李春建造的趙州橋是中國最古和當時跨徑最大的單孔空腹式石拱橋（見彩圖）。又如北宋時期建造的福建漳州虎渡橋，石樑最大跨徑達23米，樑寬1.9米、厚約1.7米，重達200噸，三根石樑並列為橋面，是中國古代最重的簡支石樑橋。

1949年中華人民共和國成立後，砌體結構得到很大的發展和廣泛應用，住宅建築、多層民用建築大量採用磚牆承重（圖2）。中小型單層工業建築和多層輕工業建築也常採用磚牆承重。中國傳統的空鬥磚牆，經過改進已經用作2～4層建築的承重牆。20世紀50年代末開始，採用振動磚牆板建造五層住宅，承重牆厚度僅為12釐米。在地震區，採取在承重磚牆轉角和內外縱橫牆交接處設定鋼筋混凝土抗震柱也稱構造柱，及在空心磚或空心砌塊孔內配置縱向鋼筋和澆灌混凝土等措施，提高砌體結構的抗震效能（見牆板結構）。傳統的石拱橋的跨度已大大增加而厚度相對減薄。用於公路的變截面空腹式石拱橋的跨度已達100多米。此外，還採用石砌拱壩和渡槽。如在福建省建造的橫跨雲霄、東山兩縣的大型引水工程中的陳岱渡槽，全長4400多米，高20米。在新結構方面，研究和建造了各種型式的磚薄殼。在新材料方面，研製了粉煤灰和煤矸石燒結磚，蒸汽養護粉煤灰磚和煤渣磚，以及灰砂磚等；採用和改進矽酸鹽砌塊及各種承重和非承重空心磚。在新技術方面，採用各種配筋砌體，包括預應力空心磚樓板。磚砌的特種結構如煙囪等也較廣泛應用。

70年代以來，在試驗研究的基礎上，對砌體結構的設計方法做了某些改進。如砌體結構房屋的靜力計算，根據房屋的空間剛度，分別按剛性、剛彈性和彈性三種方案進行(見砌體結構房屋的靜力分析)，使牆體在豎向和水平荷載共同作用下的內力計算更加接近實際情況。無筋砌體受壓構件的強度計算，改變了將構件區分為大、小偏心受壓的計算方法（見磚牆和磚柱），使計算更為簡便。

發展和趨向

採用高強度磚石和砂漿，用較薄的承重牆建造較高的建築物是現代砌體結構的主要特點。如瑞士在16層高的公寓建築中以15釐米厚的磚牆承重；並採用抗壓強度達40兆帕的特種BS磚建成18層高的公寓；採用抗壓強度達60兆帕、孔洞率為28％的多孔磚建成19層和24層高的塔式住宅建築，磚牆僅厚38釐米。英國用卡爾柯龍（Calculon)多孔磚，抗壓強度達35、49和70兆帕建成 11～19層高的公寓。美國用兩片9釐米厚的單磚牆中間夾7釐米厚的配筋灌漿層建成21層高的公寓;用灌漿配筋混凝土砌塊牆建成18層高的旅館。

預製磚牆板提高了施工機械化的程度，施工速度快，質量也易保證。預製粘士磚牆板的形式隨各國氣候和地理條件以及建築傳統不同而異，大多數用夾心式構造，少數用空心磚；有些用帶孔磚在孔內配筋灌漿；有些在內側用輕混凝土兼作保溫材料。牆板的大小和房間牆面的大小相同。預製磚牆板多用於低層居住建築，也用於高層公寓做承重牆或非承重牆。

砌體結構發展的主要趨向是要求磚及砌塊材料具有輕質高強的效能，砂漿具有高強度，特別是高粘結強度，尤其是採用高強度空心磚或空心砌塊砌體時。在牆體內適當配置縱向鋼筋，對克服砌體結構的缺點，減小構件截面尺寸，減輕自重和加快建造速度，具有重要意義。相應地研究設計理論，改進構件強度計算方法，提高施工機械化程度等，也是進一步發展砌體結構的重要課題。