一种基于无砂浆砌块的抗震墙体技术领域
本发明涉及一种基于无砂浆砌块的抗震墙体。
背景技术
砌体结构具有材料来源广泛、价格低廉、良好的耐久性和耐火性以及良好的保温隔热性
能等优点，是我国应用最广泛和数量最多的结构形式。然而，砌体结构作为一种离散体构成
的结构形式，其抗震性能较差，严重制约了砌体结构的运用与发展。墙体是承担地震作用的
主要构件，墙体结构体系对房屋的空间刚度和整体性影响很大，对建筑物的抗震性能有重大
影响。水平地震荷载作用时，普通砌块砌体墙的裂缝大多为通过灰缝而形成的台阶状裂缝。
普通粘土砖表面较光滑，摩擦系数小，与砂浆的粘结性差，抗剪强度偏低，震害较重。此外，
普通混凝土砌块和砂浆抗拉强度都不高，界面粘结强度较低，加之施工质量难以保证，致使
普通混凝土砌块砌体墙在地震作用下易裂，严重时会出现错位甚至倒塌。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于提供一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，它以无砂浆砌
块为砌筑单元，实现快速砌筑，标准化作业，墙体整体性好，释能减震效果显著，还能根据
需要在墙体内部布设管线、浇筑混凝土、穿插钢筋或预应力筋；它结构合理，连接可靠，制
造便捷，用材环保；可大规模工业化生产，生产周期短，经济实惠且市场前景广阔。
为了实现上述目的，一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，它包括由砌块组砌构成内含锥管
腔与矩形空腔的单元墙体，所述单元墙体内布设管线，装置预应力筋，浇筑混凝土。
为了实现结构、效果优化，进一步的措施是。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其砌块内设有中心中空的锥腔，锥腔顶部设置凸台，
锥腔底部设为平面，砌块侧端设置凹腔或凸起。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其所述凸台为中心中空的圆锥台。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其所述凸起设置于砌块的一侧端或两侧端。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其所述凸起为梯形且于该梯形凸起中心设置内凹腔。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其所述凹腔设置于砌块的一侧端或两侧端。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其所述凹腔配合值E大于凸起的配合值F。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其所述锥腔为至少两个且平行设置，锥腔之间为矩形
空腔，管线设置于矩形空腔中。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其所述锥腔底部的配合值A大于顶部圆锥台的配合值
B。
一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，其所述锥管腔为节状锥管腔，由圆锥台与锥腔的两两
锥面相互配合连接成通体中空的腔体，腔体内布设管线或装置预应力筋或浇筑混凝土或同时
布设管线、装置预应力筋和浇筑混凝土。
本发明一种基于无砂浆砌块的抗震墙体，包括由砌块组砌构成内含锥管腔与矩形空腔的
单元墙体，所述单元墙体内布设管线，装置预应力筋，浇筑混凝土的技术方案，该方案实现
了砌块砌筑的快速准确定位，通用化标准化作业；较好地解决了现有几何连锁无砂浆建筑砌
块中普遍存在的应力集中、互锁互嵌缝隙不确定、定位误差大、墙体砌筑质量较差、易出现
裂缝等难题。
本发明相比现有技术所产生的有益效果：
(Ⅰ)本发明采用由砌块组砌构成内含锥管腔与矩形空腔的单元墙体的技术方案，开拓
了以锥面定位的先例；使上下砌块间形成更严密有效的连结，较好地解决了现有带连锁功能
的建筑砌块存在的因制造误差引起的互锁互嵌缝隙较大及存在应力集中等影响墙体质量的难
题，增强了墙体的整体性，提高了墙体的抗震性能。
(Ⅱ)本发明采用由数个锥腔连体构成砌块且锥腔与凸台互锁的技术方案，在锥腔与凸
台间预留合理范围的允许位移距离，将现有的以点、线定位提升到以面特别是以锥面定位的
先例，地震发生时上下皮砌块锥面间可在安全范围内发生一定位移，具有良好的效消能减震
效果。
(Ⅲ)本发明采用砌块侧端设置凹腔或凸起互嵌的技术方案，在梯形凸起与凹腔间预留
合理范围的允许位移距离，它使水平方向侧面相邻砌块间建立几何互锁机制，弥补了目前众
多方案中普遍存在的水平方向侧面块体间连接薄弱的缺陷，有效提高了墙体整体抗震性能。
(Ⅳ)本发明采用由数个锥腔连体构成砌块且锥腔与凸台互锁，砌块侧端设置凹腔或凸
起互嵌的技术方案，砌筑时自动对齐，施工速度快，省去了普通砂浆砌筑混凝土砌块所需的
大量砂浆原材料成本、人力成本以及高昂的涂抹砂浆砌筑工序。
(Ⅴ)本发明采用砌块顶部圆锥台与另一砌块底部锥腔配合连接和设置矩形空腔的技术
方案，实现了以圆锥面的精确定位，砌块竖向叠加可构成通体中空的节状锥管腔和矩腔管。
通体中空的墙体有较好的保温、散热作用，同时也增加了砌块孔洞率，减轻自重，有助于减
小震害。
(Ⅵ)本发明采用砌块顶部圆锥台与另一砌块底部锥腔配合连接和设置矩形空腔的技术
方案，砌块砌筑后形成的竖向贯通的节状锥管腔和矩腔管内部能自由布设竖向管线，同时还
便于在抗震设防要求较高的地区，采取灌孔连接及预应力连接等加固措施，可显著提高抗震
性能和降低震害影响。
(Ⅶ)本发明采用由数个锥腔连体构成砌块且以锥腔与凸台连接为主结构的技术方案，
它使砌块的结构更科学、合理和环保，适合再生混凝土骨料及含有工业废渣的利用。
(Ⅷ)本发明采用由数个锥腔连体构成砌块且以锥腔与凸台连接为主结构的技术方案，
它使砌块的结构更简单、紧凑，制造工艺更简易，生产成本更低。
(Ⅸ)本发明采用由数个锥腔连体构成砌块且以锥腔与凸台连接为主结构的技术方案，
可简化工艺，缩短生产周期，降低生产成本，更易于普及推广。
(Ⅹ)本发明采用由数个锥腔连体构成砌块、以锥腔与凸台连接以及侧端凹腔或凸起相
互结合的多定位技术方案，提高了模块化效果，具有更优越的消能减震性能。
(Ⅺ)本发明选取废弃混凝土块或工业废渣作基料，经破碎、筛分制成混合物主骨料，
经模压制成的技术方案，它集消能减震、快速砌筑、无需砂浆、绿色环保于一体，值得向广
大城乡地区推荐使用。
本发明适用于民用、工业砌体结构建筑，根据实际情况采取灌孔混凝土或布设预应力筋
等措施后可应用于抗震设防地区。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明主砌块立体图。
图2为本发明主砌块剖面图。
图3为本发明主砌块主视图。
图4为本发明主砌块俯视图。
图5为本发明主砌块两侧端均为凸起的俯视图。
图6为本发明主砌块两侧端均为凹腔的俯视图。
图7为图3主砌块左侧视图。
图8为图3主砌块右侧视图。
图9为本发明一种基于无砂浆砌块的抗震墙体的结构剖视图。
图10为本发明矩形空腔中布设管线的墙体结构剖视图。
图11为本发明矩形空腔中布设管线且灌孔的墙体结构剖视图。
图12为本发明节状锥管腔部分灌孔的墙体结构剖视图。
图13为本发明节状锥管腔全部灌孔的墙体结构剖视图。
图14为本发明节状锥管腔全部灌孔及矩形空腔中部分布设管线和灌孔的墙体结构剖视
图。
图15为本发明节状锥管腔选择性浇筑混凝土并布设管线和预应力筋的墙体结构剖视图。
图16为本发明锥管腔选择性浇筑混凝土和布设预应力筋及矩形空腔中布设管线的墙体
结构剖视图。
图17为本发明锥管腔选择性浇筑混凝土和布设预应力筋及矩形空腔中布设管线的墙体
结构剖视图。
图18为本发明锥管腔浇筑混凝土和布设预应力筋及矩形空腔中布设管线的墙体结构剖
视图。
图中：1、砌块，2、锥腔，3、凹腔，4、凸起，5、凸台，6、内凹腔，7、圆锥台，8、
矩形空腔，9、锥管腔，10、管线，11、混凝土，12、预应力筋，13、墙体，A、锥腔配合值，
B、圆锥台配合值，E、凹腔配合值，F、凸起配合值。
具体实施方式
由附图所示：一种基于无砂浆砌块的抗震墙体的结构、原理。砌块1包括三个基本特征：
①由至少两个且平行设置的锥腔2连体构成砌块1；②砌块1底部为平面，砌块1顶部为凸
台5以及中心中空的圆锥台7；③砌块1一侧端为凸起4，另一侧端为凹腔3；或两侧端均为
凸起4；或两侧端均为凹腔3。
结合附图1-8，砌块1内设有中心中空的锥腔2，锥腔2为至少两个且平行设置，锥腔2
之间为矩形空腔8，矩形空腔8中设置管线10。锥腔2顶部设置凸台5，该凸台5为中心中
空的圆锥台7。锥腔2底部设为平面，锥腔2底部的配合值A大于顶部圆锥台7的配合值B。
砌块1侧端设置凹腔3或凸起4。凹腔3设置于砌块1的一侧端或两侧端。凹腔3配合值E
大于凸起4的配合值F。凸起4设置于砌块1的一侧端或两侧端。凸起4为梯形且于该梯形
凸起中心设置内凹腔6。
锥管腔9为节状锥管腔，由圆锥台7与锥腔2的两两锥面相互配合连接成通体中空的腔
体，腔体内布设管线10或装置预应力筋12或浇筑混凝土11，也可同时布设管线10、装置预
应力筋12和浇筑混凝土11。
在施工现场，只要将砌块1凸台5对中砌块1锥腔2，砌块1凸起4对中砌块1凹腔3，
砌块1与砌块1之间的上、下，左、右则全部对中构成以锥腔2为主体的相互咬合，使上下
左右相邻砌块之间形成几何互锁机制，这样在砌筑墙体时，无需砂浆连接，砌筑时自动对齐。
这种无砂浆砌块的优点在于对砌筑作业技术人员的要求低，施工速度快，砌出的墙壁平
坦，整体性好；它由传统的点、线、面定位进一步到点、线、锥面定位，特别是以锥面为主
定位的定位模式，克服了传统定位中存在的定位公差大，墙体平整性差等缺陷。
参照附图2，该无砂浆砌块内有贯通的两锥腔2，锥腔2内可以浇注混凝土，即可以增强
墙体整体性。而且使用该砌块的墙体中，由两锥腔2所构成的管道中还可根据设计需要加配
预应力筋12，以此增加砌块间竖向压力，充分利用砌块抗压强度，按照砌体剪—压准则，可
大幅提升砌体抗剪强度，增强抗震性能。
参照附图，一种基于抗震功能的无砂浆砌块，如本实施例所述的砌块体内有贯通的锥腔
2，该锥腔2内可以浇注混凝土，增强墙体整体性。而且使用该砌块的墙体中由锥腔2所构成
的管道中还可配预应力钢筋，增加砌块间竖向压力，充分利用砌块抗压强度，按照砌体剪—
压准则，可大幅提升砌体抗剪强度，增强抗震性能。
参照附图3-8，它包括一个正视图，三个俯视图和两个侧视图。由正视图如附图3，它上
面有两个凸台，侧边也是平整的，这样在砌筑时凸台可以与锥腔咬合，这样不需要砂浆也可
以使砌块很好的砌筑起来，并且砌筑的墙体平整性很好。如附图4-6，它包括两个圆形锥腔
和一个矩形锥腔，圆形锥腔可以与砌块凸台咬合，也实现上下层砌块砌筑时形成矩形竖向通
孔，而矩形锥腔则可以铺设管线等设备。再者锥腔内还可以根据实际工程的需要在相应的位
置灌筑混凝土和铺设预应力钢筋以达到实际工程需要的效果，另一方面锥腔的设计也是减轻
了砌块的自重，减轻结构的荷载，非常实用。再参照附图7和8，可以发现该砌块两端还有
凹凸有致的机制，正是这一结构，更加保证了水平方向上砌块之间的整体性，使砌块之间形
成了上下左右都有约束的砌块臂了，用这样的砌块砌筑的墙体在整体性，抗震抗压等性能方
面有了进一步的提高。这样一种砌块可以根据设计需要在施工时控制不同的施工质量等级，
使得该砌块在使用时有很广的实用性，且施工非常方便。另一方面，为了节约自然资源，变
废为宝，降低成本，故可将城建中产生的大量废弃混凝土作基料，经破碎、筛分制成的混合
骨料，再经模震成型制成无砂浆砌块。
由附图9所示，浇筑组墙技术，采用空心砌块联锁砌筑的砌体，对形成的贯通上下砌块
的浇筑通孔进行浇筑，能够在砌体内形成贯通砌体上下的芯柱结构，这种联锁+芯柱结构使砌
体具有了很好的抗震性能；采用贯通型空心砌块联锁砌筑的砌体，对形成的空心孔与浇筑通
孔构成的空腔进行浇筑，能够在砌体内形成整体性的墙体结构，这种联锁+整体浇筑机构进一
步提高了砌体的抗震性能。
由附图10所示,在浇筑的过程中加以预应力钢筋，使建筑结构构件或建筑构件与砌块砌
体进行彼此连接，加强了局部约束，增强了整体性，同时使墙体抵抗温差、干缩、不均匀沉
降等变形作用的能力有所提高、可以有效提高墙体的极限承载能力、结构延性及抗拉、抗倒
塌能力。芯柱与芯圈梁所形成的弱框架体系还能有效抵抗弯矩的作用，从而提高砌块砌体抗
弯、抗剪强度，同时还便于在抗震设防要求较高的地区，利用墙体内的锥管腔和矩腔管采取
灌孔连接及预应力连接等加固措施，进而大大加强混凝土砌块建筑的抗震性能.
由附图11所示,浇筑组墙技术，采用空心砌块联锁砌筑的砌体，对形成的矩形通孔可根
据结构设计的要求采取间隔灌孔(该种形式的优势在于同时具有无砂浆砌块几何互锁和普通
空心砌块灌孔的双重优势)，而不灌孔的通孔则可以布设管线，这样更利于施工的便利。
由附图12所示，它的施工技术及特点和上一实施例基本相同，砌筑结构也相同，不同之
处在于该实施例采用的是贯通的锥腔全部浇筑混凝土。该设计能够提高墙体的整体性，并且
抗震性能也同样优越。而不灌孔的矩形通孔则同样可以布设管线，便于施工。
由附图13-18所示,该实施例是根据结构设计的需要，在某些墙体的位置需要考虑到其抗
震或整体性等其他要求是，这时除了对该砌筑结构的通孔浇筑混凝土外还可以在通孔浇筑前
加预应力筋。该砌块本身能相互扣套连接成整体性结构，且每块砌块在“上下、左右、前后”
方向被限制约束。加上在通孔中加预应力钢筋并浇筑混凝土后，这大大提高了墙体的抗剪强
度，并提高了抗拉、抗弯、抗压强度，砌块砌体具有良好的抗震、防裂性能和效果。