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磚石結構

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磚石結構，指用膠結材料砂漿，將磚、石、砌塊等砌築成一體的結構。可用於基礎、牆體、柱子、口拱、煙囪、水池等。

基本簡介

用磚、石塊、砌塊及土坯等各種塊體，以灰漿(砂漿、粘土漿等)砌築而成的一種組合體稱之謂砌體，由砌體所構成的各種結構稱謂砌體結構，或稱磚石結構。

磚石結構是一種古老的傳統結構，從古自今，一直被廣泛應用，如埃及的金字塔、羅馬的鬥獸場，我國的萬里長城、河北趙縣的安濟橋、西安的大小雁塔、南京的無梁殿等。

磚石特點

磚石結構具有就地取材，造價低，耐火性、耐久性好以及施工簡便易於普及等優點，但砌體強度較低，特別是抗拉、抗剪強度很低，抗震能力較差，砌築勞動強度較大，不利於工業化施工等缺點，此外，粘土磚還存在與農業爭地等問題。因此從節能節地考慮，應限制粘土磚的使用。

運用磚石

磚石砌體在房屋建築中主要用作牆體、柱子、基礎、拱殼等受壓結構，在煙囪、水池、擋土牆、橋涵等構築物也常有採用。配置一定受拉鋼筋的砌體稱謂配筋砌體，配筋砌體可用作受彎和大偏心受壓結構。以砌體作為承壓構件，鋼筋混凝土作為受彎構件，二者組合使用的房屋結構稱謂磚混結構。磚混結構在我國應用最為普遍，尤其是民用住宅建築，約占85％左右。

採用高強輕質磚(包括空心磚、空心砌塊等)、高強(特別是高粘結強度)砂漿及配筋砌體，是當前砌體結構的發展趨向，國外已採用強度達70MPa的磚建造了以磚牆承重的16層公寓，用磚或混凝土砌塊中間澆築鋼筋混凝土增強層辦法建造了18~21層高的旅館等。

構造砌體

(一)牆、柱的允許高厚比

磚石砌體牆、柱的強度，可通過承載力計算得以基本保證。但砌體結構的受力是複雜的，理想化的簡化計算，有時並不能完全確保結構使用安全，牆、柱在施工、使用及偶然事故作用下還可能失穩。砌體結構高厚比限值的規定，就是基於穩定性考慮的重要構造措施。

牆、柱高厚比，又稱細長比，即構件高度H0與截面厚度h之比B

(二)一般構造要求

1．材料最低強度等級

從長期耐久性考慮，對於≥6層房屋的外牆、潮濕房間的牆，以及受振動或層高大於6m的牆、柱。

維修結構

磚石結構古建築有城牆、城台、磚石塔、拱券、磚牆、磚石地面等多種型制，其維修技術各不相同。

磚石牆維修

磚石牆一般都起圍護作用，牆體破壞大致有地震力或其他外力造成的歪閃、開裂、酥鹼、凍融破壞和大氣污染造成的腐蝕、拱脹、空鼓、倒塌等情況。維修以前，應先對牆體的構造型制進行詳細觀察，測量牆體的斷面尺寸，磚的尺寸，牆的砌法，磚的排法及縫的厚度，檢測磚和灰漿的標號，填寫記錄表，勾出大樣，照相併記錄牆內的構造情況。拆砌前還要對古建築進行嚴格檢查，出現木結構變形、外力施於牆上等現象時要先支頂加固。

砌牆原則是按原制復原，砌時要分中掛線，型制有清水和混水兩種。清水牆有滿鋪滿砌、磨磚對縫，淌白絲縫、虎皮牆、花牆等。磚砌牆要求橫平豎直，牆面磚縫、磚的擺法及勾縫式樣都按原制。

花牆維修

花牆和女兒牆的磚雕破壞嚴重的可用制模複製，或重新雕塑,破壞不嚴重的可用粘接劑粘接,牆面剔補可將腐朽磚剔除，用砍磨相同尺寸的磚補上，里側丁頭用砂漿與牆體粘牢，外縫仍用原灰勾抹。因溫度或地基沉降等原因造成的開裂，不嚴重的可用灌漿辦法解決，如地基變形嚴重出現歪閃、空鼓等情況，可局部拆砌。

混水牆的外表面可稍粗糙一些。但要注意壓縫連接，整體要橫平豎直，中軸線要居中。

拱券結構古建築維修

拱券結構廣泛用在橋樑、城門洞、陵寢、門窗過梁等建築物上，構造形成有半圓形、弧形和平拱形,其破壞情況大多在支座部位上側開裂、拱中的下部開裂或者是剪斷錯位。對於較簡單的前種開裂可進行灌漿，如券磚被擠碎，整體還保持原來形狀可進行局部抽換。

磚塔維修

磚塔屬於高柔建築，破壞原因多種多樣。有的因地震或雷擊作用劈裂，有的因地基不均勻沉陷傾斜，有的因年久表面風化剝蝕。維修時根據破壞情況和殘破塔體的危險程度，做好臨時加固處理。一般用鋼板箍或鋼條箍,箍與塔身接觸處，用軟木板或麻布墊牢,以免損壞塔體上的浮雕。然後進行測量、繪圖，查明磚的尺寸及強度，燒制新磚。根據測繪勘察中看到的破壞情況，結合當地地震、雷電、環境污染、水文、地質等自然條件，研究古塔遭到破壞的可能因素，校核塔的整體穩定性，計算各截面對破壞外力的抵抗能力，來確定加固方案。方法大體有加固地基,加固塔身,加擋土牆，圍樁連牆，圈樑或加鋼箍，配縱向筋、錨杆技術、壓力灌漿等。以上方法都無效時可部分拆除重砌。維修回砌時要注意找出中心，嚴格對中。拆砌或補砌完成後，表面應塗防水有機硅封護。

磚地面維修

磚地面在拆修前要先進行編號、繪圖。砍磨添配磚塊。揭除細墁，步驟是：拆除舊有磚地及灰土，素土夯實，三七灰土一步；房間周圍抄平定線，跟線鋪泥(干硬些)，按原樣墁磚，用木錘或橡皮錘拍打找平，對縫無誤後再揭下磚塊,重新鋪墁，底灑白灰漿,鋪磚時磚縫處抹油灰，用錘重新拍打找平順縫，用竹片將多餘油灰去掉，再用磨石找平。待地面干透後，在地面磚上塗抹生桐油。粗墁磚不砍磨，以白灰砂子掃縫。全磚地面的表面潑黑礬水，用桐油塗刷浸泡，油灰勾縫也可打蠟，也可用聚胺脂塗刷，增加磚的耐磨性。室外地面可用砂子灰粗墁。

石作維修

石質結構有闕石橋、石塔、石窟寺及建築中石基座、石踏步、石樑枋、石柱、石礎、石拱券等多種，石質結構破壞有以下幾種情況：彎曲、剪切、撞擊所造成的斷裂，凍融破壞、大氣污染造成的腐蝕酥鹼以及使用中造成的破壞。梁枋斷裂，可更換，內部加一防腐蝕的鋼筋混凝土梁枋或經防腐處理的鋼樑枋，外部用假石樑枋遮擋，可考慮加鋼箍(斜縫)，灌環氧樹脂粘結，其他非受力構件如果破壞體積大，可照原物形狀制好後，用錨杆錨固，為防風化、防腐蝕、防酥鹼，可用甲基硅樹脂塗刷封護。

歷史簡介

晉代

磚石結構建築在兩漢已逐步有所發展，拱券主要用於地下墓室，地上則出現了石拱橋。晉代造橋技術有所發展，西晉在洛陽建有巨大的石拱橋七星橋，在洛陽城濠及河道上還建有很多梁式石橋。據文獻記載，在西晉洛陽還造有磚塔。南北朝以後，除地下磚砌拱殼墓室繼續存在外，磚石建的塔、殿有很大發展。北魏建都平城時，建有三級石塔、方山永固石室。公元477至493年間，還建有五重石塔、園舍石殿。遷都洛陽後又建了很多磚石塔，目前唯一保存下來的是建於公元523年的河南登封嵩岳寺塔。塔為磚砌成，平面十二邊形，高39.5米，內部上下貫通，加木樓板。塔外觀一層四角砌出壁柱，南面開門，東西面開窗，餘八面砌出塔形龕。一層塔身之下為基座，上為密疊的十五層塔檐，最上收頂，上建覆蓮座及石雕塔剎。全塔實際是一用磚砌的空筒，向外疊澀挑出十五層檐，上用疊澀砌法封頂。塔身砌磚包括壁柱、塔形龕、疊澀屋檐等都使用泥漿，不加白灰等膠結材。各層塔檐疊澀和素平的基座都用一順一丁砌成，轉角交搭處兩面都用順磚。塔門為二券二伏的正圓券，小塔門用一券一伏，雖沒有後世砌法成熟而規範化，都也能基本保持砌體之整體性，故能屹立一千四百餘年而不毀。由於大量建佛塔，磚砌結構由漢代只砌墓室轉到地上並取得了很大的進步。

宋、遼、金

這一時期是中國磚石塔發展的高峰，形式豐富，結構多樣，構造作法進步。從平面看，有方形、六邊形、八邊形，北宋中期以後，以八邊形為主。從外觀看，有密檐式、樓閣式、花束式等不同類型。在密檐式塔中出現了八角形密檐塔。在樓閣式塔中，一種是塔身用磚造，外圍的平座及腰檐用木構，另一種是全部用磚或石砌築，而形式完全仿木構，第三種是簡化的仿木樓閣式塔。花束式塔則完全不同於以上類型，與歷史上的塔沒有繼承發展關係，為新出現的一種形式，它的上半部外作花束式，下半部仍為塔室形。

在樓閣式塔中，內部結構有些仍用舊法，只有外壁一環，但更多的塔採用新的結構形式。

1. 帶中心柱墩筒體結構

這種塔，中心為柱墩，四周為磚砌筒壁，兩者間以磚疊澀或斗拱出挑相連構成一層層樓板，同時在塔壁之外挑出平座，供登塔者觀覽。塔內樓梯作旋心式或穿心式。前者如泉州開元寺仁壽塔，後者如河北定州開元寺料敵塔。

2. 雙套筒結構

這種塔有內外兩環塔壁，內環圍成塔心室，外環與內環間為迴廊。廊中布置登塔階梯。樓板用磚發券作成。例如江蘇蘇州雲岩寺虎丘塔、蘇州報恩寺塔、杭州六和塔。這幾座塔皆為八角形平面樓閣式塔，其中蘇州報恩寺塔高76米，共九層，磚塔壁對邊長17米，各層平座及腰檐均為木構。

3. 厚壁筒體結構

利用筒壁厚厚的磚牆設置磚砌塔梯，可避免古代用木梯易朽、易燃、易遭破環的缺點。塔梯作法有兩種，一種為將樓梯嵌入厚壁內，梯隨牆壁轉折。例如：安徽蒙城萬佛塔，建於崇寧四年（1105年），六邊形平面，高七層，是一座樓閣式塔。又如：四川宜賓舊州壩白塔，建於北宋元符至大觀年間（1098～1109年），為方形密檐塔，外觀十三層檐，內部僅四層。另一種採用穿壁式階梯，利用平座為休息板，塔心室與平座地面標高有半層之差。例如: 廣州六榕寺的花塔，重建於紹聖四年(1097年)，八邊形平面，高57米，外觀九層，內部十七層。

4. 實心磚塔

這種塔有兩類。一類帶有螺旋形樓梯，旋梯靠外的一面帶有通風、採光孔。例如：河南開封 國寺塔，建於北宋皇元年（1049年），外觀呈八角形，共十三層，總高54.66米。由於外部用褐色琉璃磚貼面，故稱「鐵塔」。

另一類是實心無梯塔。這類塔在遼塔中也占有一定的比例，其塔外表形式有兩種。一種為密檐塔，上部為一層層屋檐，下部有一段高高的塔身和基座。如：遼南京天寧寺塔為八邊九層塔，遼中京白塔為八邊十三層塔，高74米。它們在造型上的特點是台基上建須彌座，上置斗拱與平座，再上以蓮瓣承托較高的塔身，塔身上有精美的仿木構磚雕及天神像。上部為層層出檐，檐下斗拱及椽子有的用木，有的用磚砌築。平面除八邊形外還有方形。第二種是實心樓閣式塔，僅外表作一層層樓閣式。如：內蒙古巴林右旗的遼慶州白塔，八邊七層，高50米；呼和浩特萬部華嚴經塔，八邊七層，高43米。這類塔內往往帶有空心小室，在上部者稱為天宮，在下部者稱為地宮，用來儲存經卷、舍利等。

此外，還有一些特殊形式的塔，其結構採用兩種以上的不同結構體系，有的將下半部砌為磚塔，上半部為木構，組成混合結構塔，如河北正定天寧寺木塔。還有的下部為樓閣式塔，上部為覆缽式塔，如北京房山雲居寺塔。

明代

明代磚石住宅數量大增。明初出現用筒拱建的房屋，上加琉璃瓦屋頂，仿一般房屋形式，俗稱「無梁殿」。無梁殿平面多為長方形，承重結構常採用筒拱；或單拱，或大拱兩側附有小拱，採用縱聯砌法。中國現存的有江蘇省南京靈谷寺、蘇州開元寺、山西省五台山顯通寺、太原永祚寺、北京皇史宬、天壇齋宮、頤和園智慧海等10餘座無梁殿。

明代初期無梁殿建築用厚重的外牆來抗衡筒拱所產生的水平推力,明中葉以後改厚牆為厚壁柱,如開元寺、永祚寺等無梁殿，在結構、功能和節省費用方面有顯著的進步。當時有些無梁殿在發展中還出現了樓房。無梁殿建築在發展過程中受木構建築的影響日漸顯著主要表現在外觀、細部裝飾的摹仿上。

明代初年無梁殿外牆面上平整簡潔，明中葉以後則每一開間均砌出半圓壁柱，上有仿木額枋樣式、磚雕及其他細部裝飾。無梁殿的出現同它的防火要求、堅固耐久的特點有關，此外還同下述因素有關：制磚技術提高，產量增加，磚價降低，以及發券技術提高到已能砌築10米以上的跨度的拱券。

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