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摘要 我国幅员辽阔，有些地区粘土和石材资源丰富，工业废料也有待处理，随着社会的的发展，各类建筑的工程量日益增多，因此砌体结构在很多领域的继续使用，仍有现实意义。本文叙述了笔者对于砌体结构的受力及破坏形式和抗震设计及加固的一些认识。
关键词 砌体结构 结构设计 抗震加固
中图分类号：TU318 文献标识码：A
1、概述
砌体结构由于取材方便，具有良好的耐火性、化学稳定性及大气稳定性，相较于钢筋混凝土结构可节约水泥、钢材和模板，可以连续施工等优点，得到广泛的应用。然而，砌体结构自重大，砌筑工作繁重，无筋砖砌体抗震性能较差，且砖石结构粘土用量大，破坏和污染环境等因素，也限制了它在某些场合下的应用。
2、砌体的力学性能
2.1砌体的受压破坏
砌体是由单块砌体和砂浆垫平粘结而成，因而它的受压性能和匀质结构是不同的。在压力作用下，由于灰缝厚度和密实的不均匀性，单块砌体并不是均匀受压的，而是存在弯应力和剪应力的；在砌体横向变形时，由于两种材料的弹性模量及横向变形系数不同，会在砌块内部会出现拉应力；砌体竖向灰缝的饱满度不同，同时砂浆和砌块的粘结力不能保证砌体的整体性，在块体内就会产生拉应力和剪应力的集中，加速砌体的开裂，最终破坏。
2.2 砌体的抗拉、抗弯和抗剪
砌体的抗拉强度和抗剪强度远低于其抗压强度，抗压强度主要取决于块体的强度，抗拉、抗弯和抗剪强度取决于砂浆的强度和砂浆和块体的粘结强度。砂浆和块体在水平灰缝和在竖向灰缝的粘结强度是不同的，在竖向灰缝内由于砂浆的饱满度和硬化时的收缩，削弱以至完全破坏二者的粘结力；在水平灰缝中，砂浆在其硬化过程中收缩时，砌体发生不断沉降，粘结也随之增强。
3、砌体结构的抗震设计
3.1地震对建筑的破坏情况
地震对建筑的破坏情况主要有三种：受震破坏、地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。对于砌体结构的受震破坏情况随着结构类型和抗震构造措施的不同而不同，主要有两种，一种是由于结构或构件的承载力不足而引起的破坏，另外一种是构件连接不牢而引起的破坏。
3.2抗震构造措施
抗震构造措施，是抗震设计的重要部分。砌体结构的抗震构造措施包括建筑体型和结构布置、楼盖、钢筋混凝土构造柱（芯柱）和圈梁的设置、构件间的连接、楼梯间的加强和墙体的加强。笔者认为，在设计工作中，楼梯间和构件的连接方面，设计者应予以重视。楼梯间的刚度一般较大，所受地震作用比其他部位大，同时，在顶层层高较大，墙体又受到嵌入其中的梯段的削弱影响，楼梯间往往先于主体结构破坏，其主要形式有：梯段板破坏和平台梁在梯井位置发生剪切破坏。在设计时，在构造上应予以重视和加强，在方案阶段，也应尽量避免将其设于房屋尽端及转角。另外，砌体结构的整体性较差，加强房屋各构件的连接，提高房屋的整体性，是增强房屋抗震性能的重要措施。构件的连接主要有墙体间的连接，楼、屋盖与墙体的连接，及非结构构件（女儿墙、装饰构件和烟囱等）与主体的连接。震害表明，多数的垮塌，往往不是因为承载力不足造成的，而是因为没有可靠的连接。比如，纵墙外闪，甚至整片塌落，在设计工作中，在此方面应予以重视。
4、砌体结构的抗震加固
抗震加固是为使现有建设工程达到抗震鉴定的要求所采取的增强强度、提高延性、加强整体性和改善传力途径等措施。
4.1现有的加固方法
在对砌体结构房屋加固之前，应掌握原有房屋的设计资料，对房屋进行质量检测和抗震鉴定，充分考虑房屋的受损现状，选择经济、合理和可行的加固方法。现有的加固方法主要有；灌浆法、喷射修补法、面层或板墙加固、外加柱加固、包角或镶边加固、支撑或支架加固、增设钢拉杆或长锚杆和钢筋混凝土圈梁等。这些方法可以有效的提高构件的承载力和房屋的整体性，从而提高房屋的抗震性能。笔者认为，在进行抗震加固设计时，应结合原有房屋的使用功能要求，选择行之有效的方法，应特别注意不对原有结构产生新的损伤。抗震加固的目的是为了让原有建筑具有更好的性能，而不是单纯的某个构件的加固，在设计中，应综合考虑。
4.2新的抗震加固技术
现有的抗震加固技术通常是对结构强度、刚度等硬性性能上的提高，增强结构直接抵抗地震破坏的能力，而比较新的抗震加固思想加入了能量转化和消除的思想，可以巧妙地增强房屋软性抗震能力。
（1）消能减震法是通过在建筑物中设置消能部件，使地震输入到建筑物的能量一部分被消能部件所消耗，一部分由结构的动能和变形来承担，以达到减小结构地震反应的目的。消能装置可以同时减少结构的水平和竖向地震作用。相较于现有的加固方法，消能减震法有不影响原有建筑的使用、不改变原有建筑外貌、工期短和消能明显等优点。另外，可以通过减震缝技术和墙体开缝耗能技术来加固。通过对墙体开竖缝，将通长墙体分隔为几段较短的墙体，改变砌体墙的受力状态，使墙体剪切变形状态变为弯剪变形状态，并在缝隙中加入粘滞或粘弹性耗能材料，以提高墙体的变形能力和耗能能力，使其在地震时集中耗散能量，从而保护墙体。
（2）纤维增强复合塑料加固法
纤维增强复合塑料是由增强纤维材料与基体材料按一定的比例混合, 经过特别的模具挤压、拉拔而形成的高性能材料。该材料轻质高强（抗拉强度是钢筋的2-10倍，重量为钢材的20%），弹性模量小（约为普通钢筋的20%-75%），抗剪强度低（为抗拉强度5-20%）,耐腐蚀和疲劳性好，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，且绝缘、隔热。常用的有：玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。经研究表明，碳纤维布加固，可以提高构件的抗裂能力，有效降低构件的极限位移，提高墙体的整体性，从而很好的提高结构的抗震能力。由于纤维增强复合材料抗拉强度很高，在达到抗拉强度前，无塑性变形，为脆断，因此，在与结构共同作用发生破坏，主要是两种材料界面强度不足而导致界面被剥离破坏，设计者应注意。
（3）抗震加固与节能改造一体化，就是从设计、施工技术、质量验收和管理等方面，将抗震加固与建筑节能相互结合，实现一体化进程。一次施工，完成抗震加固和节能改造，可以很大程度上的减少工作量，避免分次重复作业，另外，保温层也充当了加固构件的保护层，与分次改造相比，降低了成本，缩短了工期，是非常理想的加固与改造的方法。这种方法对保温材料的要求较高。例：某学院公寓楼为四层砖混结构，对其进行了抗震加固和保温改造的一体化设计与施工，对墙体采用了整体的钢筋网水泥砂浆加固，节能改造采用了玻化微珠（是一种酸性玻璃质溶岩矿物质，经过特种技术处理和生产工艺加工形成内部多孔﹑ 表面玻化封闭，呈球状体细径颗粒，是一种具有高性能的新型无机轻质绝热材料）保温体系。做法为：在抗震加固的基面上，直接涂抹玻化微珠保溫砂浆，并随之做外装饰，这样既节约了成本，又避免了砂浆的二次施工。
结束语
砌体结构在我国有着悠久的历史，在未来的一段时间内，仍将广泛的使用。笔者认为，认真的研究其性能，取其利弊，这种古老的结构，仍有深远的发展空间，愿广大同仁一起努力，不断创新。
参考资料
[1]潘悦.多层砖混建筑的抗震加固[J].科技创新导报,2009,(13):77-77.
[2]张晓鹏,王海霞.民用砖混建筑抗震设计探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(30).
[3]张廷荣,张弛.设计、施工好砖混建筑的构造柱有利于抗震[J].建筑工人,2008,(12):4-5.
[4]马萍.砖混建筑的抗震能力优化设计研究[J].企业技术开发（下半月）,2009,28(3):58.
关键词 砌体结构 结构设计 抗震加固
中图分类号：TU318 文献标识码：A
1、概述
砌体结构由于取材方便，具有良好的耐火性、化学稳定性及大气稳定性，相较于钢筋混凝土结构可节约水泥、钢材和模板，可以连续施工等优点，得到广泛的应用。然而，砌体结构自重大，砌筑工作繁重，无筋砖砌体抗震性能较差，且砖石结构粘土用量大，破坏和污染环境等因素，也限制了它在某些场合下的应用。
2、砌体的力学性能
2.1砌体的受压破坏
砌体是由单块砌体和砂浆垫平粘结而成，因而它的受压性能和匀质结构是不同的。在压力作用下，由于灰缝厚度和密实的不均匀性，单块砌体并不是均匀受压的，而是存在弯应力和剪应力的；在砌体横向变形时，由于两种材料的弹性模量及横向变形系数不同，会在砌块内部会出现拉应力；砌体竖向灰缝的饱满度不同，同时砂浆和砌块的粘结力不能保证砌体的整体性，在块体内就会产生拉应力和剪应力的集中，加速砌体的开裂，最终破坏。
2.2 砌体的抗拉、抗弯和抗剪
砌体的抗拉强度和抗剪强度远低于其抗压强度，抗压强度主要取决于块体的强度，抗拉、抗弯和抗剪强度取决于砂浆的强度和砂浆和块体的粘结强度。砂浆和块体在水平灰缝和在竖向灰缝的粘结强度是不同的，在竖向灰缝内由于砂浆的饱满度和硬化时的收缩，削弱以至完全破坏二者的粘结力；在水平灰缝中，砂浆在其硬化过程中收缩时，砌体发生不断沉降，粘结也随之增强。
3、砌体结构的抗震设计
3.1地震对建筑的破坏情况
地震对建筑的破坏情况主要有三种：受震破坏、地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。对于砌体结构的受震破坏情况随着结构类型和抗震构造措施的不同而不同，主要有两种，一种是由于结构或构件的承载力不足而引起的破坏，另外一种是构件连接不牢而引起的破坏。
3.2抗震构造措施
抗震构造措施，是抗震设计的重要部分。砌体结构的抗震构造措施包括建筑体型和结构布置、楼盖、钢筋混凝土构造柱（芯柱）和圈梁的设置、构件间的连接、楼梯间的加强和墙体的加强。笔者认为，在设计工作中，楼梯间和构件的连接方面，设计者应予以重视。楼梯间的刚度一般较大，所受地震作用比其他部位大，同时，在顶层层高较大，墙体又受到嵌入其中的梯段的削弱影响，楼梯间往往先于主体结构破坏，其主要形式有：梯段板破坏和平台梁在梯井位置发生剪切破坏。在设计时，在构造上应予以重视和加强，在方案阶段，也应尽量避免将其设于房屋尽端及转角。另外，砌体结构的整体性较差，加强房屋各构件的连接，提高房屋的整体性，是增强房屋抗震性能的重要措施。构件的连接主要有墙体间的连接，楼、屋盖与墙体的连接，及非结构构件（女儿墙、装饰构件和烟囱等）与主体的连接。震害表明，多数的垮塌，往往不是因为承载力不足造成的，而是因为没有可靠的连接。比如，纵墙外闪，甚至整片塌落，在设计工作中，在此方面应予以重视。
4、砌体结构的抗震加固
抗震加固是为使现有建设工程达到抗震鉴定的要求所采取的增强强度、提高延性、加强整体性和改善传力途径等措施。
4.1现有的加固方法
在对砌体结构房屋加固之前，应掌握原有房屋的设计资料，对房屋进行质量检测和抗震鉴定，充分考虑房屋的受损现状，选择经济、合理和可行的加固方法。现有的加固方法主要有；灌浆法、喷射修补法、面层或板墙加固、外加柱加固、包角或镶边加固、支撑或支架加固、增设钢拉杆或长锚杆和钢筋混凝土圈梁等。这些方法可以有效的提高构件的承载力和房屋的整体性，从而提高房屋的抗震性能。笔者认为，在进行抗震加固设计时，应结合原有房屋的使用功能要求，选择行之有效的方法，应特别注意不对原有结构产生新的损伤。抗震加固的目的是为了让原有建筑具有更好的性能，而不是单纯的某个构件的加固，在设计中，应综合考虑。
4.2新的抗震加固技术
现有的抗震加固技术通常是对结构强度、刚度等硬性性能上的提高，增强结构直接抵抗地震破坏的能力，而比较新的抗震加固思想加入了能量转化和消除的思想，可以巧妙地增强房屋软性抗震能力。
（1）消能减震法是通过在建筑物中设置消能部件，使地震输入到建筑物的能量一部分被消能部件所消耗，一部分由结构的动能和变形来承担，以达到减小结构地震反应的目的。消能装置可以同时减少结构的水平和竖向地震作用。相较于现有的加固方法，消能减震法有不影响原有建筑的使用、不改变原有建筑外貌、工期短和消能明显等优点。另外，可以通过减震缝技术和墙体开缝耗能技术来加固。通过对墙体开竖缝，将通长墙体分隔为几段较短的墙体，改变砌体墙的受力状态，使墙体剪切变形状态变为弯剪变形状态，并在缝隙中加入粘滞或粘弹性耗能材料，以提高墙体的变形能力和耗能能力，使其在地震时集中耗散能量，从而保护墙体。
（2）纤维增强复合塑料加固法
纤维增强复合塑料是由增强纤维材料与基体材料按一定的比例混合, 经过特别的模具挤压、拉拔而形成的高性能材料。该材料轻质高强（抗拉强度是钢筋的2-10倍，重量为钢材的20%），弹性模量小（约为普通钢筋的20%-75%），抗剪强度低（为抗拉强度5-20%）,耐腐蚀和疲劳性好，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，且绝缘、隔热。常用的有：玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。经研究表明，碳纤维布加固，可以提高构件的抗裂能力，有效降低构件的极限位移，提高墙体的整体性，从而很好的提高结构的抗震能力。由于纤维增强复合材料抗拉强度很高，在达到抗拉强度前，无塑性变形，为脆断，因此，在与结构共同作用发生破坏，主要是两种材料界面强度不足而导致界面被剥离破坏，设计者应注意。
（3）抗震加固与节能改造一体化，就是从设计、施工技术、质量验收和管理等方面，将抗震加固与建筑节能相互结合，实现一体化进程。一次施工，完成抗震加固和节能改造，可以很大程度上的减少工作量，避免分次重复作业，另外，保温层也充当了加固构件的保护层，与分次改造相比，降低了成本，缩短了工期，是非常理想的加固与改造的方法。这种方法对保温材料的要求较高。例：某学院公寓楼为四层砖混结构，对其进行了抗震加固和保温改造的一体化设计与施工，对墙体采用了整体的钢筋网水泥砂浆加固，节能改造采用了玻化微珠（是一种酸性玻璃质溶岩矿物质，经过特种技术处理和生产工艺加工形成内部多孔﹑ 表面玻化封闭，呈球状体细径颗粒，是一种具有高性能的新型无机轻质绝热材料）保温体系。做法为：在抗震加固的基面上，直接涂抹玻化微珠保溫砂浆，并随之做外装饰，这样既节约了成本，又避免了砂浆的二次施工。
结束语
砌体结构在我国有着悠久的历史，在未来的一段时间内，仍将广泛的使用。笔者认为，认真的研究其性能，取其利弊，这种古老的结构，仍有深远的发展空间，愿广大同仁一起努力，不断创新。
参考资料
[1]潘悦.多层砖混建筑的抗震加固[J].科技创新导报,2009,(13):77-77.
[2]张晓鹏,王海霞.民用砖混建筑抗震设计探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(30).
[3]张廷荣,张弛.设计、施工好砖混建筑的构造柱有利于抗震[J].建筑工人,2008,(12):4-5.
[4]马萍.砖混建筑的抗震能力优化设计研究[J].企业技术开发（下半月）,2009,28(3):58.