重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：墙体材料作为建筑中材料的重要组成部分，在砌体结构的抗震能力中占有关键的地位，在非砌体的结构中也有很大的作用。混凝土作为现代主要的砌体材料，其抗压性能优良、可塑性好、在与钢筋的配合下能发挥较优良的抗震性能。除混凝土的材料对其抗震性能有较大影响之外，其形状与连接方式也对抗震性能有较大影响。本文通过对国内混凝土空心砌块抗震方面研究现状的文献整理，对混凝土空心砌块在抗震方面的研究系统整理，并提出下一步的研究重点和方向。
关键词：混凝土空心砌块；抗震；综述
一、引言
混凝土作为一种以水、骨料、掺合料以及外加剂为原料，以水泥作为胶凝剂在水中或者空气中凝结硬化形成的一种胶凝材料。十九世纪中叶，约瑟夫•基勃斯在其文献中中提到混凝土材料在浇筑之前可以在其内部预留合理空间，在不影响其使用性能的情况下降低其自重，这是关于砼空心砌块最早的文献记录[1]。混凝土砌块具有取材方便、可以合理利用材料、可塑性及可模性好且与钢筋具有较好地粘结性能。我国自20世纪上半叶开始混凝土空心砌块的制造和应用。截止目前，我国在混凝土空心砌块的整个产业流程包括从研究、设计、生产、应用均达到了世界前列。砌体结构的力学性能如抗拉、抗弯、抗剪较其他墙体材料较低，在外部荷载的作用下容易在其控制截面出现裂缝。当地震烈度达9度时，该烈度所在地区的填充墙会出现有裂缝非稳定发展所致的严重破坏甚至失效。自从汶川大地震等多次地震以后，各行各业对于混凝土空心砌块的抗震性能提出了更严格的要求。由此大量的研究人员开始对该砌块的抗震性能进行了细致的研究，并取得了丰富的研究成果。本文对此作初步综述。
二、混凝土空心砌块的形状对其抗震能力的影响
支撑建筑物的主要是梁、板、柱等骨架结构，而人们对于非结构构件对整体结构抗震的影响却长期被忽视。由于填充墙等非结构构件改变了主体结构的受力性能，使得梁柱板等主要受力构件发生严重剪切破坏进而造成了建筑物的失效[2]。人们逐步认识到非结构构件和系统的破坏有可能导致重大的经济损失，使房屋使用功能丧失，并造成人员伤亡和财产损失，所以非结构构件抗震设计问题也应该引起人们的重视。
（一）PK多功能混凝土空心砌块
该砌块形式由王先丽[3]在其关于多功能混凝土砌块的性能研究中提出。该砌块为水平横向带肋并在腹部预留孔洞的砌块，其肋条使得砌体墙在稳定性能和抗震性能方面有显著提高，且由于其内部孔洞使其具有优良的节能、降噪、保温作用。砌筑时，下部砌块的上部内侧肋条嵌入上部砌块的下部外侧肋条内，再在其两肋之间以钢筋混凝土灌缝。该类砌块空心率大、施工精度高、重度小。
在PK多功能混凝土空心砌块在地震作用的实验过程中，试件的开裂荷载远大于规范所规定的的限指。并且在极限状态下，墙体处于开裂而不倒塌的极限状态。有利于人员在地震来临的逃生。
（二）L型混凝土空心砌块
该结构形式由熊立红、夏锦江[4]在其关于新型混凝土砌块的抗震性能实验研究中提出。该砌块横截面形式为L型，根据其长短边的差异可以配置不同厚度的墙体;当砌块位于外墙时，砌块孔中以保温隔热材料如苯板作为填充材料。该种形式的砌体墙是以L型混凝土砌体与特制的钢筋混凝土柱、梁相配合而形成的一种新型的组合式墙体。除L型砌块自身具有优良的整体性与抵抗水平作用的能力之外，其在特制的具有约束作用的梁、柱配合下进一步提高其整体性能和抗震能力。实验表明，L型混凝土砌块较普通砌块其抗震能力有较大幅度提高。
三、混凝土空心砌块固结形式对抗震性能的影响
混凝土空心砌块本身虽然具有良好抗震性能，但本身作为小型块体材料，缺乏较强的整体性能。在不同的固结方式下会体现出不同的抗震性能。
（一）HPFL加固混凝土空心砌块砌体
HPFL是一种新型的无机材料，其耐久性、耐火性、环保等方面表现突出并且对混凝土空心砌块加固效果显著。研究表明，使用HPFL加固程度与构件的延展性、抗裂性、刚度和承载力等呈正相关，且有利于抗震的性能，且比较钢板、碳纤维等加固方法而言显得更经济。
（二）碳纤维加固混凝土空心砌块砌体
该形式由谢剑[5]在其碳纤维布加固与砌体结构性能的研究中提到。使用碳纤维布作为混凝土空心砌体的加固方法时，其主要承受剪力的墙体的极限抗剪承载力得到了明显的提升。这表明碳纤维布的用量与改善砌块墙体内的受力状态从而提高构件的抗剪承载力呈现明显的正相关;另一方面通过碳纤维布来抗裂承载能力，增强了混凝土砌体的塑性能力，且粘贴碳纤维布和混凝土柱对混凝土砌块墙体同时进行加固，效果显著。其抗裂能力而言，芯柱和碳纤维布的变形同样很小，它们对抵抗混凝土空心砌块砌体的开裂作用很小。
四、结论
综上所述，我们可以直观地看到在房屋建筑领域，大量的研究人员对混凝土空心砌块在不同的形状、不同的材料组成以及不同的加固方式下，对房屋的抗震能力有着不同程度的加强。
（1）在不同形状下，其对抗震能力有较大的贡献，但是也应结合造价、材料节约等经济方面和施工难易程度考虑；
（2）在不同的材料下，其对抗震能力的贡献参差不齐，在考虑各种新材料对抗震能力的加强之外，也应注意每种材料对混凝土空心砌块抗震能力最优情况下的最佳配合比；
（3）在不同的加固方式下，均对其抗震能力有较大贡献，HPFL加固法较之其他方法，性能更为优异，但也需考虑其造价、施工等方面的问题。
此外，目前这方面的研究虽然丰富，但更多的集中于材料、形状及加固方式。因此，未来混凝土空心砌块在抗震方面的可从以下方面考虑：
（1）不同的孔形式下（如方孔、圆孔）和不同的空心率下对抗震能力的贡献；
（2）不同的粘结方式，我们既可以用新材料加强砌块本身的性能，也可以把其应用于粘结材料的创新上，从而在整体上达到增强混凝土空心砌体抗震能力的目的。
参考文献
[1]叶列平,方鄂华.钢骨混凝土构件的受力性能研究综述[J].土木工程学报,2000(05):1-12.
[2]黄靓,施楚贤,熊辉.带砌体填充墙结构在地震作用下的安全性质疑[J].建筑结构,2005(03):57-60+65.
[3]王先丽.PK多功能混凝土空心砌块试验研究[D].湖南大学,2008.
[4]熊立红,夏锦江.新型混凝土空心砌块房屋抗震性能研究[J].地震工程与工程振动,2003,(03):132-137.
[5]谢剑.碳纤维布加固修复砌体结构新技术研究[D].天津大学,2005.
作者简介
刘国泰（1997-），男，汉族，四川泸州人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：桥梁工程。