论砌体结构破坏形式、砌体种类和材料利用成度三者的关系

赵鹏　鲍烨超

（郑州大学 土木工程学院，河南　郑州　450001）

论砌体结构破坏形式、砌体种类和材料利用成度三者的关系

赵鹏鲍烨超

（郑州大学 土木工程学院，河南郑州450001）

砌块的最终破坏形态从某种程度上反映了砌体材料充分利用的程度而砌体类型和工艺决定了它的破坏形态。本文旨在阐述三者的关系，为充分利用材料，提高砌体结构强度作出指导。

砌体结构；破坏形态；砌体种类；材料利用程度

砌体结构是远古文明传播的载体、是改善居民生活的载体、是建筑业发展的载体。这句话说明了砌体结构历史悠久，应用广泛。近几年来，中国每年砖产量已经占据了世界年砖产量的一半。砌体结构由于它的优势在中国现代建筑中仍占有很大地位。可以说砌体结构在我国几十年甚至更长仍然是主力军，而砌体结构也需要与时俱进，需要不断地被改进。与发达国家相比，我国砌体结构的承载力较低，究其原因很重要一方面是由于材料没有得到充分利用。因此砌体结构中如何充分利用砌体材料成为了迫切问题。能否充分利用材料与砌块的破坏形态关系密切。下面分别叙述无筋砌块和配筋砌块在轴心受压时的破坏形态来说明三者之间的关系。

1　无筋砌块的破坏形式

试验研究表明，无筋砌体轴心受压从加载到破坏根据裂缝发展的不同认为的分为3个阶段。假设破坏荷载为Fpu。

第一阶段－裂缝出现阶段：从竖向加荷开始，普通砖砌体当压力增大至0.5～0.7Fpu时，多孔砖砌体当压力增大至0.7～0.8Fpu时，在砌体中的某些单块砖将会产生裂缝，称为第一批裂缝或第一条裂缝，裂缝发生在块体内部且从砂浆与砖的接触面上开始发展。在此这个阶段裂缝又细又小，并没有穿过砂浆层，如果不再增加压力，单块砖内的裂缝也不会继续发展而是保持原状。

第二阶段－裂缝发展阶段：随着荷载的增加，当压力增大至0.8～0.9Fpu时，单块砖内的裂缝将不断发展，并且沿着竖向灰缝通过若干皮砖，在砌体内逐渐连接成一段段较连续的裂缝。若此时荷载不再增加，裂缝仍会继续发展，砌体已临近破坏。

第三阶段－破坏阶段：随着荷载的继续增加，砌体中的裂缝迅速延伸、宽度增大，并连成通缝，连续的竖向贯通裂缝把砌体分割成1/2砖左右的小柱体而失稳破坏。如图1所示

图1

图2

2　配筋砌体的破坏形式

配筋砌体在轴向荷载的作用下的破坏形式也可分为三个阶段。假设破坏荷载为Fpu。

第一阶段：从0开始加荷，当增加到0.6～0.75Fpu时将会出现第一批裂缝，这与无筋砌体差别很小，只是此时的荷载较无筋砌体出现第一批裂缝的所加荷在要高。

第二阶段：继续增大荷载，裂缝将继续发展，但是裂缝并不会像无筋砌体那样肆无忌惮的扩展，横向裂缝和竖向裂缝均在一定程度上受到限制。

第三阶段：当所加荷载增至Fpu时，砌体将会大部分开裂并且压地很碎，最终完全破碎倒塌而破坏。如图2所示。

3　两者对材料利用程度的比较

通过无筋砌体和配筋砌体破坏形态的比较，我们可以判断出哪种砌体材料利用率高。无筋砌体最终被分割成若干1/2匹的小砖柱而失稳破坏，而配筋砌体被压碎而破坏。明显配筋砌体材料得到了充分利用而无筋砌体小砖柱并没有得到充分利用。

4　配筋砌体充分利用材料的原因

第一个原因：当砌块受到轴向荷载作用时除了发生竖向变形外还会发生横向变形。我们知道当砌块处于双向受压或三向受压的时候，抗压强度会一定成度上得到提高。每隔一匹砖或两匹砖在灰缝中放上钢筋网片，由于钢筋弹性模量大，在受到同样压力作用之下，钢筋网片横向变形小，由于钢筋网片和砖之间的摩擦力和砂浆粘结力此时砌体则处于三向受压状态，承载力有了显著提高。实验表明钢筋网片能和砌体结合在一起良好工作。

第二个原因：由于横向钢筋网片的存在，限制了竖向通缝的发展，，一个个网片把砌体分割成了若干个短柱，减小了高厚比，从而有效防止了砌体发生失稳而破坏。

5　结语

通过砌体结构破坏形式、砌体种类和材料利用成度三者的关系的论述以及无筋砌体和配筋砌体轴压破坏形态的比较，我们知道了配筋砌体能充分利用材料，显著提高砌体结构的强度和使用范围。近年来配筋砌体的研究和应用方面取得了较大进展，为砌体结构能在中高层中使用奠定下基础。与钢筋混凝土框架剪力墙相比，采用配筋砌体剪力墙可缩短建筑工期约20%，降低工程总造价10%以上，可见配筋砌体的前途一片光明。今后我国应大力发展和配筋砌体结构，将这一应用量大和应用范围广的传统结构形式继续发展和完善。

［1］《砌体结构》 第4版武汉理工大学出版社

［2］《砌体结构》第1版中国建筑工业出版社

赵鹏（1994.04-），男，河南洛阳人，郑州大学土木工程学院2013级本科，土木工程专业。

TU364

A

1003-5168（2015）11-135-01