砌体结构的历史

. . . in the fabulous heat, mineral and chemical treasure baking on mere clay, to issue in all the hues of the rainbow, all the shapes of imagination that never yield to time . . . these great ovens would cast a spell upon me as I listened to the subdued roar deep within.

…在难以置信的高温下,矿物和化学宝藏在仅仅是粘土上烘烤,发出斑斓的色彩,永恒的形状…当我听到内心深处压抑的吼声时,这些巨大的火炉会对我产生一种魔力。

Frank Lloyd Wright, In the Nature of Materials, 1942

从自然到人工

砌体是通过堆砌石块或从干水坑中取来的结块泥浆,自发地开始建造低矮的墙壁的。砂浆最初是将泥浆涂抹到上升墙的接缝处,以增加稳定性和耐候性。在手边容易找到石头的地方,石头比砖块更受欢迎;在没有石头的地方,砖是由当地的粘土和淤泥制成的。随着时间的推移,变化也随之而来:人们学会了以越来越高的精确度开采、切割和装饰石头。火建在泥砖墙带来了知识的优势,烧制砖,导致了窑的发明。泥瓦匠学会了把石灰石变成石灰的简单艺术,石灰砂浆逐渐取代了泥浆。

公元前

到公元前4000年,美索不达米亚的人民开始用石头和晒干的砖块建造宫殿和庙宇。在公元前3000年 ,埃及人建立了他们的第一座石制庙宇和金字塔。在基督诞生前的最后几个世纪,希腊人完善了他们的石灰石和大理石寺庙。随后,西方世界的控制权传给了罗马人,罗马人在他们的庙宇、大教堂、澡堂、宫殿和渡槽中首次大规模使用了石制拱门和屋顶拱顶。

由大理石建造的帕特农神庙已有2400多年的历史。
© JAMES AUSTIN

中世纪

欧洲和伊斯兰世界的中世纪文明把砖石拱顶带到了一个非常高的发展水平。伊斯兰工匠用砖块建造了宏伟的宫殿、市场和清真寺,并经常在其表面贴上明亮的釉面粘土砖。欧洲人把他们的努力引向堡垒和石砌的大教堂,最终到达了哥特式教堂的尖顶拱顶和飞拱。在中美洲、南美洲和亚洲,其他文明也在同时进行着石刻技术的进化。

法国沙特尔的宏伟哥特式大教堂始建于公元1194年,直到几个世纪后才完工。
© JAMES AUSTIN

工业革命

在欧洲和北美的工业革命中,人们发明了开采和加工石头、模制砖的机器,并加快了将这些重材料运送到建筑工地的速度。首次将复杂的数学方法应用到石拱结构的分析和石刻艺术中。硅酸盐水泥砂浆得到了广泛的应用,使砌体建筑具有了更高的强度和耐久性。

现代技术

在19世纪末,砌体开始失去其在建筑材料中的首要地位。中心城市的高楼大厦需要铁架或钢架来代替厚重的砖石承重墙,因为砖石承重墙限制了建筑的高度。钢筋混凝土,迅速和经济地浇筑成简单的形式,开始取代砖和石头。沉重的砖石拱顶被更轻的地板和屋顶结构取代,这些结构由钢和混凝土构成,安装起来更快。

19世纪空心混凝土砌块的发明帮助避免了砖石作为一种工艺的消亡。混凝土砌块比切下来的石头便宜得多,比砌砖需要的劳动力少得多。它可以与砖或石头表面相结合,使低成本的墙壁,仍然是令人满意的外观。后来在20世纪中期有了合适的保温材料后,很容易适应隔热材料的引入。

20世纪对砌体建筑的其他贡献包括钢骨增强砌体、高强度砂浆、结构强度较高的砌体单元(包括砖和混凝土块)和许多类型的砌体单元的技术发展,这些砌体单元减少了砌体建筑所需的劳动力。

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