建筑砌體采用預應力設計施工的監(jiān)理控制

【關鍵詞】砌體預應力；材料選擇；鋼筋連接錨固；施加預應力；經濟性

　　預應力砌體結構墻體是一種新型的結構材料應用。近年來，它的研究與發(fā)展逐漸成為國際建筑工程界關注的熱點。通過預應力砌體柱偏壓實驗和預應力砌體墻底周反復荷載及設計分析，結合預應力砌體設計和施工方面的經驗。同時參照國內外預應力砌體的研究和實踐總結，現就預應力的設計、施工提出了一些建議，并對預應力砌體結構應用的可行性和經濟性進行分析。

　　1. 預應力砌體設計和施工問題

　　1.1 預應力材料和砌體截面的選擇。

　　預應力砌體中的預應力筋和預應力混凝土基本相同，可以選用高強鋼絲、鋼絲線和高強鋼筋（如精軋螺旋鋼筋��25）。但根據國外多年的實踐經驗，豎向后張拉構件建議選擇高強鋼筋。這是由于砌體的施工過程（既一塊一塊向上砌）使細軟的鋼絞線或鋼絲束的架設變得十分困難，而高強鋼筋的剛度較大，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，達到經濟的結構效果。設計以受彎為主的構件時，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）。對于一個給定的預應力，增大Z/A將使截面產生更大的抗彎能力，提高截面的利用率。因此，在預應力砌體設計中，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，墻的轉角可看作L形截面。

　　1.2 預應力筋的布置。

　�。�1）預應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向荷載情況下，可以通過一個適當的偏心距來施加后張預拉力，預應力筋一般設在截面核心區(qū)以內，以保證構件不致因預應力而橫向開裂。對于擋土墻以及類似的只在一個方向作用橫向荷載的構件，最經濟的方法是按最大偏心施加預應力。其偏心距一般要根據施工實際和構造設計加以修正。

　�。�2）對于反復作用的荷載，如風荷載、地震荷載，通常在截面中心處施加后張預拉力。它是以預壓力來抵抗外載荷產生的彎曲拉應力。橫截面對稱的構件，沒一表面產生的彎曲拉應力一般相等。

　�。�3）非對稱截面在反復荷載作用下，結構外表面產生的應力會有相當大的差別，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應力的方法，來提高預應力的使用效率。

　�。�4）在預應力砌體柱偏壓實驗中，分析發(fā)現，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應力施加在L形凹角處，預留管道在凹角處形成缺陷，產生應力集中。實際設計中，可將凹角處的預應力筋一分為二，分別布置在L形的兩翼，以防止在轉角應力比較復雜的地方產生應力集中，同時可以加大預應力偏心距，提高構件的抗彎能力。

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

　　1.3 預應力鋼筋的連接。

　　在后張法施工的砌體中，應考慮的一個主要問題就是鋼筋自施工截面的伸出長度。從設計上的觀點來看，并不需要鋼筋的連接。但即使施工質量完全符合設計要求，鋼筋的連接也還是十分必要的。這對減少施工的復雜性大有益，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，具體做法可根據實際環(huán)境、現場條件及設計要求，本著最簡化施工原則來確定。

　　1.4 錨固措施。

　　預應力砌體使用的錨具和端部墊塊與預應力混凝土基本相同，錨具有錐形錨、夾片錨、鐓頭錨和螺絲端桿錨具等多種，設計者可根據各自的適應范圍，參照預應力混凝土選擇合適的錨具。一般構件上部為張拉端，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，錨具和高強鋼筋一起澆筑在混凝土中；另一種是直接將預應力鋼筋澆筑在下部混凝土基礎中，依靠鋼筋和混凝土間的握裹力進行錨固。