5．5　砌体结构建筑物

砌体是由不同尺寸和形状的砖石、混凝土砌块或其他块材（图5．14）用砂浆砌筑成的整体，形成为一种复合材料，用这种复合材料做成承重构件的结构称为砌体结构。砌体可分为无筋砌体和配筋砌体两大类。常见的无筋砌体有：烧结普通砖和烧结多孔砖砌体、蒸压粉煤灰和蒸压灰砂砖砌体、混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体和石砌体；配筋砌体又分为配筋砖砌体和配筋砌块砌体。

图5．14　混凝土小型空心砌块块型

图5．15　巴台农神殿构造示意图

（a）柱身上下做法；（b）柱身单元构件间的连接；（c）石块间连接；（d）万神殿遗迹

古代砌体结构建筑物成就辉煌，埃及胡夫金字塔建成于公元前2000多年，是一座用230余块巨石砌垒起来的高146．6m的伟大建筑（详见本书附录1）。建成于公元537年的位于伊斯坦布尔的索菲亚大教堂，是一座用砖砌球壳（直径约30m，壳顶离地约50m）和石砌半圆拱以及巨型石柱组成的宏伟砖石建筑（详见本书附录3）。它们至今仍完整地矗立在原址，供世人观赏。

古代砌体结构建筑的典型做法可以从古希腊的巴台农神殿（The　Partheon，图5．15）的构造中看出，这种构造做法直至公元5世纪一直在雅典普遍采用，并流传至今。它是先在地下深处的基础上砌3～4层大理石台阶式平台，在平台上用石块叠成长立柱，在柱顶安放石过梁、石腰带和飞檐，形成人字形屋顶［图5．15（a）］。立柱通常由几个像鼓一样的单元构件连接而成，它们用埋置在铅内的销钉对中，其间设有砂浆。在将单元构件仔细连接后，再由熟练雕工雕刻成凹槽［图5．15（b）］。

巴黎圣母院［Notre　Dame　de　Paris，图5．16（a）］是世界著名哥特式教堂建筑，始建于1163年，约建成于1180年，建筑平面宽47m，深125m，可容纳万人。它是12世纪西方典型的有划时代创造性的砌体结构建筑，采用的是以柱墩骨架、券拱和飞扶壁（Flying　Buttress）等组成的砖石框架结构，墙体不承重。由于在始建时就决定它的中厅（也称中殿）要比同期其他教堂的中厅高1／4～1／3，使得中厅两侧的墙体要承受更大的风力。为了迎接这个挑战，建造者开发设计了飞扶壁的结构做法［见图5．16（b）、（c）］。飞扶壁是外墙外侧的既高又薄的扶壁，顶部呈弧形拱状，它越过侧廊屋顶，抵住中厅骨架拱脚，可以承受通过四方肋形穹顶砖券拱［图5．16（d）］传来的外推力以及施加于中厅侧墙的风力；同时，它还能解脱两侧墙体的承重功能，使墙上可以开设各种形状的大玻璃窗。飞扶壁不仅受力合理，而且建筑造型美观，又有利于室内采光，在结构上是一个了不起的创造。巴黎圣母院建成后，很快就被后来建造的哥特式教堂所仿造，在西方曾风靡一时。

图5．16　巴黎圣母院

（a）外貌；（b）飞扶壁剖面图；（c）飞扶壁受力示意；

（d）四方肋形穹顶砖券拱（Ribbed　Quadripartite　Vault）做法

中国古代的砌体建筑结构也有辉煌成就。明代建筑的南京灵谷寺无梁殿以砖拱券为主体结构，室内空间为一大型砖拱，总长53．5m，总宽37．35m，纵横两个方向均为砖砌穹拱，无一根梁。中列最大跨度11．25m，净高11．4m，前后列跨度5m，净高7．4m，与列正交的小洞跨度3．85m，净高5．9m，外部出檐、斗拱、檩、枋等均以砖石仿造木构件制作。

图5．17所示为河北定县开元寺塔（又称料敌塔），于公元1055年建成，是当时世界上最高的砌体结构。它高84．2m，共11层，平面为八边形，底部边长9．8m，采用砖砌双层筒体结构体系。

近代20世纪以前，世界上最高的现代砌体结构办公用楼房是1891年在美国芝加哥建成的莫纳德·洛克大楼（Monadnock　Building），它长62m，宽21m，共16层，是一幢带有电梯的大厦（图5．18），沿用至今。1932年，前苏联涅克拉索夫（B．Π．Hekpacob）提出在砌体砂浆层中配置钢筋做成配筋砌体，使砌体结构的应用得到大面积推广。瑞士在20世纪50年代后用抗压强度达60MPa、孔洞率为28%的多孔砖建成19层和24层高的塔式住宅建筑，砖墙仅280mm厚。美国用两片90mm厚单砖墙中间夹70mm的配筋灌浆层建成21层高的公寓（图5．19）。

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图5．17　河北定县开元寺塔

（a）立面；（b）剖面；（c）平面及底座

图5．18　莫纳德·洛克大楼（16层）

图5．19　单砖砌墙中夹配筋灌浆层的做法示意

当前，高强砖砌体、配筋砖砌体或空心砖砌体、配筋混凝土块材、配筋混凝土空心砖以及混凝土和砖组合砌体，已成为不少国家常用的砌体结构材料。图5．20是位于美国内华达州的神剑城堡饭店，是几幢高强加筋砌体（其抗压强度达到约28MPa）的28层饭店大楼。

20世纪50年代以来，我国的砌体建筑结构经历了一个由砖砌体（含承重多孔空心砖砌体）→配筋砖砌体→大型振动砖壁板→配筋混凝土砌块砌体的发展过程（图5．21）。北京9层高的外交公寓是配筋砌体结构的实例［图5．21（f）］；北京左家庄住宅区建筑群是大型振动砖壁板结构的实例（图5．22）；南京8层高的大桥旅馆是承重空心砖砌体结构的实例。为了提高砖墙的抗震性能，我国研制以240mm×240mm×90mm为模数的抗震空心砖，在砖的孔洞中可放置竖向钢筋、浇筑混凝土，形成构造柱体（图5．23）。在西安已陆续建造了一些用这种砖做成的6～7层住宅楼，它们都是按8度抗震设防设计的。1998年，在上海曾采用190mm厚的混凝土空心砌块配筋砌体建成了18层的住宅楼。它属于配筋砌块剪力墙结构体系的高层建筑。

图5．20　用高强砌体砌筑的28层大楼

图5．21　我国20世纪50年代以来砌体结构的发展过程

（a）黏土砖砌体；（b）配筋砖砌体；（c）大型振动砖壁板（北京左家庄住宅区所用）；（d）配筋小型混凝土砌块砌体；（e）预制混凝土空心墙板；（f）北京外交公寓（配筋砖砌体结构，9层）

图5．22　振动砖壁板吊装情况

图5．23　抗震空心砖砌体