装配式砌体结构与传统砌体结构及发展探析

李宁，易守维，赵一帆，赖思宇，杨婷

（重庆科技学院建筑工程学院，重庆 401331）

0 前言

建筑行业作为促进国家发展的途径之一，发挥了举足轻重的作用。随着科技的发展和生活品质的提高，我国建筑业发展迅速，人们对“住”的要求显著提高。装配式砌体结构在传统砌体结构基础上演变，成为一种新兴的建筑形式，现阶段运用广泛。

1 传统砌体结构

砖砌体、砌块砌体和石砌体的主要结构称为传统砌体结构。传统砖石结构历史悠久，曾经的万里长城、大雁塔、赵州桥都是以砌体结构建造。

1.1 砌体结构的优点

①便于就地取材。在施工设计或者施工组织时，以工程质量为要求，因地制宜，砌体结构采用砖、石、砌块为主的材料，便于取材，其一来源方便，其二施工方便。就地取材大大的减少了运输距离，降低了成本，经济效益显著。

②传统砌体结构可以节约水泥和钢材用量，不仅无需大型机械设备，而且辅助设备不但构造十分简单且投入资金也较低。在施工过程中，不需要模板和特殊技术设备，可以做到连续建造。

1.2 砌体结构的缺点

①耐高温性能差。在砌体结构暴露于火灾的短时间内，表面温度迅速上升，但内部结构升高不明显，砖石结构存在开裂和坍塌的危险，呈脆性破坏。

②抗震性差。当发生地震之后，砌体结构的楼房发生破坏最严重的是第一、二层，随着高度的增加，裂缝变形也会越来越小。当地震作用较大时，墙体会产生较宽的水平贯通裂缝，即导致墙体发生水平剪切破坏；当情况严重时，墙壁将错位，结构柱中的钢筋将弯曲或切断，最终导致墙壁无法继续承载[1]。

1.3 砌体结构的现状与前景

当前建筑行业的墙和柱子等基础设施大部分都是用砖砌组成。其成本较低，所以砌体结构被使用的范围还是占很大的比例，且国家对砌体结构做出了规范和标准。例如，《砌体结构设计规范》（GB50003-2011），简称《砌体规范》。

运用于砌体结构的新型材料不断增多，如加气混凝土砌块[2]、单排孔混凝土小型空心砌块[3]、蒸压硅酸盐砖[4]、蒸压粉煤灰砖等，促进砌体结构在建筑中的发展。这些新型材料的发展趋势也是不断上升，虽然在某些方面存在着缺陷，但只要不断改进从而适应现代建设的建设要求，它的历史也会越来越长久。这样传统砌体结构在建筑业中将还存有一席之地。

2 装配式结构

装配式混凝土结构的简称是装配式结构，主要受力构件是以预制构件为主，再由装配连接而成[5]。

2.1 装配式结构的优点

①效率高。装配式结构是提前设计好，在厂里批量生产，最后搬运至施工现场。在现场用装配式结构就如同“搭积木”一样，使建筑可以在短时间内建设而成。与传统结构相比，工厂生产不受恶劣环境影响，施工工期属于可控范围，生产效率远高于传统砌筑。

②精度高。装配式建筑采用数字化技术进行吊装，误差可达毫米级。在吊装过程中，一旦出现任何问题，都可以及时做出调整，以达到预期想要的结果，避免诸多不利因素。

③质量高。大型构件梁、柱子、墙板、楼梯等均可在工厂里预制，例如预制楼梯，可以在厂里小块浇筑成体，尺寸、大小都可以控制，控制就能保证质量。然后运至现场利用螺栓或焊接一系列工具或器具进行拼接。

④降低人工使用率。装配式不管是在安装、搬运等方面，人工使用率要少得多，很多时候都被机械所替代[6]。

⑤现场组装，节能环保。装配式结构是预制构件，可以在制作后直接运输到现场进行吊装。相比传统的砌体结构现场搅拌砂浆进行砌筑，更节水省电。

⑥有较完整的设计标准。《装配式混凝土建筑技术标准》（GB/T51231-2016）就是装配式结构的规范标准。

⑦结构抗震性能好。装配式结构同传统砌体结构相比，属于一体化结构，整体的抗震性要优于传统砌体结构。近年来，日本出现了一种具有装饰效果的装配式抗震墙[7]。装配式结构大多采用卯榫结构，其稳定性、抗震性、牢固性都非常好，并且在基础结构、减震柱等方面提高了技术水平，为提高抗震增加了可能性。

⑧建筑使用面积可增加。装配式构件的尺寸、大小都可以随着结构设计的改变而做一些调整。

2.2 装配式结构的缺点

①增量成本高。它远远高于传统的砖石结构。例如，在同一建筑分别采用装配式结构和传统砌筑结构，当出现实际材料用量超出了预计材料用量时，则超出部分装配式结构的费用要比传统砌体结构的费用高得多。

②现浇工作量仍很大。例如，装配式楼盖需进行混凝土二次浇筑，需要增加焊接的工作量，这对施工进度和成本有不利影响。

③保证运输距离在200km以内。因为装配式结构是预制而成，如果运输距离太远，会让材料受到损耗。在运输之前，我们还应该注意运输计划的制定，运输货架的设计和生产，检查构件的强度，库存构件和查看运输路线。

2.3 装配式结构的现状及前景

在20世纪，装配式结构走入人类的生活，到20世纪60年代装配式结构慢慢使用起来，随着现代化科技的发展，装配式结构已经可以成批、大量的生产，将预制构件组装、拼装成整体。

装配式用“五化一体”的方式，使设计标准化、生产工业化、施工装配化、装修一体化、管理信息化相统一[8]。

现在装配式结构不仅仅只由混凝土制作而成，还有玻璃纤维增强水泥（GRC）[9]、蒸压轻质加气混凝土（ALC）[10]、陶粒混凝土、植物纤维水泥板（PRC）[11]等。

近年来，从传统砌体结构转向装配式结构，装配式结构应用越来越广泛，装配式是未来发展的方向，利于节约能源，减少灰尘，降低成本，减少劳动力，加快建设。

3 对比分析

①环保方面。装配式砌体结构现场建筑垃圾大量减少。取消了内墙和外墙的抹灰，钢筋也是由工厂统一配送，不论是抹灰工程还是钢筋工程，都大量减少了工作量和工作时间。同时也减少了施工现场中大量的白色垃圾。

②工作方式。装配式在工厂预制，并由工厂运输到施工现场，然后利用大型起重机械，就位安装。工人将只需要扶板就位，临时固定和进行其他工作，这大大的降低了工人劳动强度[12]。装配式与传统砌体结构相比，将工人劳动转变为机械工作，工作方式上的改变是科技发展与工艺应用的发展的结果。

③施工方面。门窗洞的预留尺寸已在工厂完成，尺寸偏差在可控范围内。室内门需预留的构件也可以在工厂完成，具有精确定位，简单的现场安装和易于保障安装质量的优点。传统砌体同样在工厂预制完成，且传统砌体相比于装配式构件的体积要小得多，搬运至现场还需工人进行砌筑，砌筑时很多细节方面由人把关，属于不可控范围，不易保证砌筑质量。

④施工效率方面。施工工艺决定着它们的施工效率。传统砌筑需在现场进行砌筑，砌筑时应保证横平竖直，避免通缝，砂浆饱满等要求。而装配式结构在现场需吊装，且吊装的构件远比传统砌体的体积大得多，那么在相同的工作量下，吊装的数量远比砖石砌块的数量少的多。

⑤造价方面。在同一工程量的情况下，装配式结构比传统砌筑结构的总造价高30%～50%。总造价包括材料、运费、人工费等。因此，考虑到成本，传统的砌筑结构优于装配式结构。

4 结论

传统砌体结构和装配式结构相比，前者自重小，体积小，造价低，需要大量劳动力，污染大，施工效率低；后者自重大，体积大，造价高，节约劳动力，施工效率高，且环保。现国家对砌体结构的发展也是非常重视，提倡新技术，期待砌体结构进一步发展。