砌體結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力是一種新的結(jié)構(gòu)，本文從設(shè)計選擇及預(yù)應(yīng)力砌體的截面、筋的布置、鋼筋連接錨固及施加預(yù)應(yīng)力等方面進(jìn)行介紹，同時對可行性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】砌體預(yù)應(yīng)力；材料選擇；鋼筋連接錨固；施加預(yù)應(yīng)力；經(jīng)濟(jì)性　　

　　預(yù)應(yīng)力砌體結(jié)構(gòu)墻體是一種新型的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用。近年來，它的研究與發(fā)展逐漸成為國際建筑工程界關(guān)注的熱點。通過預(yù)應(yīng)力砌體柱偏壓實驗和預(yù)應(yīng)力砌體墻底周反復(fù)荷載及設(shè)計分析，結(jié)合預(yù)應(yīng)力砌體設(shè)計和施工方面的經(jīng)驗。同時參照國內(nèi)外預(yù)應(yīng)力砌體的研究和實踐總結(jié)，現(xiàn)就預(yù)應(yīng)力的設(shè)計、施工提出了一些建議，并對預(yù)應(yīng)力砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)用的可行性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。

　　1. 預(yù)應(yīng)力砌體設(shè)計和施工問題

　　1.1 預(yù)應(yīng)力材料和砌體截面的選擇。

　　預(yù)應(yīng)力砌體中的預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)應(yīng)力混凝土基本相同，可以選用高強(qiáng)鋼絲、鋼絲線和高強(qiáng)鋼筋（如精軋螺旋鋼筋25）。但根據(jù)國外多年的實踐經(jīng)驗，豎向后張拉構(gòu)件建議選擇高強(qiáng)鋼筋。這是由于砌體的施工過程（既一塊一塊向上砌）使細(xì)軟的鋼絞線或鋼絲束的架設(shè)變得十分困難，而高強(qiáng)鋼筋的剛度較大，不需要太多的臨時支撐，且更容易定位，施工操作相對方便。

　　合理的幾何截面形狀，可以充分發(fā)揮砌體材料的性能，達(dá)到經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)效果。設(shè)計以受彎為主的構(gòu)件時，要注意提高截面Z/A的比值（Z為截面抵抗距，A為橫截面面積）。對于一個給定的預(yù)應(yīng)力，增大Z/A將使截面產(chǎn)生更大的抗彎能力，提高截面的利用率。因此，在預(yù)應(yīng)力砌體設(shè)計中，建議使用幾何形截面，如：橫隔空心墻截面、帶肋墻截面以及U形或槽形截面等。其中，橫隔空心墻可以看作是一系列相連的T形截面，墻的轉(zhuǎn)角可看作L形截面。

　　1.2 預(yù)應(yīng)力筋的布置。

　�。�1）預(yù)應(yīng)力筋的布置對砌體的承載能力有較大影響。在書豎向偏心荷載或側(cè)向荷載情況下，可以通過一個適當(dāng)?shù)钠木鄟硎┘雍髲堫A(yù)拉力，預(yù)應(yīng)力筋一般設(shè)在截面核心區(qū)以內(nèi)，以保證構(gòu)件不致因預(yù)應(yīng)力而橫向開裂。對于擋土墻以及類似的只在一個方向作用橫向荷載的構(gòu)件，最經(jīng)濟(jì)的方法是按最大偏心施加預(yù)應(yīng)力。其偏心距一般要根據(jù)施工實際和構(gòu)造設(shè)計加以修正。

　�。�2）對于反復(fù)作用的荷載，如風(fēng)荷載、地震荷載，通常在截面中心處施加后張預(yù)拉力。它是以預(yù)壓力來抵抗外載荷產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力。橫截面對稱的構(gòu)件，沒一表面產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力一般相等。

　�。�3）非對稱截面在反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)外表面產(chǎn)生的應(yīng)力會有相當(dāng)大的差別，這是由于每一面的截面抵抗距Z不同的緣故。此時，可以采用偏心施加預(yù)應(yīng)力的方法，來提高預(yù)應(yīng)力的使用效率。

　�。�4）在預(yù)應(yīng)力砌體柱偏壓實驗中，分析發(fā)現(xiàn)，L形柱部分試件的破壞形式為劈裂破壞，分析其原因是由于預(yù)應(yīng)力施加在L形凹角處，預(yù)留管道在凹角處形成缺陷，產(chǎn)生應(yīng)力集中。實際設(shè)計中，可將凹角處的預(yù)應(yīng)力筋一分為二，分別布置在L形的兩翼，以防止在轉(zhuǎn)角應(yīng)力比較復(fù)雜的地方產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時可以加大預(yù)應(yīng)力偏心距，提高構(gòu)件的抗彎能力。

　�。�5）砌體剪力墻中預(yù)應(yīng)力筋的布置可分為集中式分布式兩種。設(shè)計時，優(yōu)先考慮分布式布置。從實驗結(jié)果分析可以看到，集中布置預(yù)應(yīng)力筋的墻體，由于砌體的內(nèi)拱作用，預(yù)應(yīng)力荷載大部分傳遞到邊框的兩側(cè)，只有很少部分傳給了中間砌體墻，預(yù)應(yīng)力主要通過加強(qiáng)構(gòu)造柱與圈梁“框”的作用，提高了墻體的抗剪能力。而分布配置預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)壓應(yīng)力向墻體的傳遞比較均勻，同時，預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)了芯柱混凝土對砌體的約束作用，破壞時裂縫細(xì)而密，表面預(yù)應(yīng)力及各材料性能的利用率較高。

　　1.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋的連接。

　　在后張法施工的砌體中，應(yīng)考慮的一個主要問題就是鋼筋自施工截面的伸出長度。從設(shè)計上的觀點來看，并不需要鋼筋的連接。但即使施工質(zhì)量完全符合設(shè)計要求，鋼筋的連接也還是十分必要的。這對減少施工的復(fù)雜性大有益，而施工方法的簡單化也就意味工程造價的降低。

　　對于豎柱或墻，鋼筋直徑在20mm以下，從施工截面鋼筋的伸長度可以在1.5～2.0m之間大于20mm直徑的鋼筋，長度可以防至3.0m。對小型空心砌塊，由于是自身孔洞中布置鋼筋，砌筑時砌塊要將砌塊套入，其伸廠度建議在1.5m左右，具體做法可根據(jù)實際環(huán)境、現(xiàn)場條件及設(shè)計要求，本著最簡化施工原則來確定。

　　1.4 錨固措施。

　　預(yù)應(yīng)力砌體使用的錨具和端部墊塊與預(yù)應(yīng)力混凝土基本相同，錨具有錐形錨、夾片錨、鐓頭錨和螺絲端桿錨具等多種，設(shè)計者可根據(jù)各自的適應(yīng)范圍，參照預(yù)應(yīng)力混凝土選擇合適的錨具。一般構(gòu)件上部為張拉端，下部為固定端。固定端有兩種錨固方式：一種是用與上部張拉端配套的錨具來固定，錨具和高強(qiáng)鋼筋一起澆筑在混凝土中；另一種是直接將預(yù)應(yīng)力鋼筋澆筑在下部混凝土基礎(chǔ)中，依靠鋼筋和混凝土間的握裹力進(jìn)行錨固。