Chương 55. . Chương
ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà
gạchgạch
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương
tường vàvà trụtrụ gạchgạch
§§ 1. 1. ThiếtThiết kếkế tường
1. Phân loại tường và trụ gạch
-Theo cách chịu lực
+) Tường (trụ) chịu lực là cấu kiện , ngoài trọng lượng bản thân,
phải chịu các tải trọng do mái , sàn, gió….truyền vào.
+) Tường (trụ) tự mang là các cấu kiện chỉ chịu trọng lượng bản
thân và tải trọng gió trong phạm vi giữa các gối tựa của nó thân và tải trọng gió trong phạm vi giữa các gối tựa của nó
-Theo cấu tạo
+) Khối đặc
+) Khối xây rỗng
+) Khối xây nhiều lớp
-Theo độ cứng không gian của nhà có tường chịu lực
+) Nhà có sơ đồ kết cấu cứng
+) Nhà có sơ đồ kết cấu mềm.
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương
tường vàvà trụtrụ gạchgạch
§§ 1. 1. ThiếtThiết kếkế tường
2. Cấu tạo của tường và trụ gạch
- Để đảm bảo sự làm việc không gian, giữa tường ngang và tường dọc cần
liên kết với nhau dạng bắt mỏ hoặc đặt các chi tiết liên kết bằng BTCT
hoặc bằng thép.
- Để đảm bảo độ ổn định, tường và trụ cần phải đảm bảo yêu cầu về độ
β
=
≤
β gh
H h
mảnh bằng cách khống chế chiều cao tường :
Trong đó
+) H : Chiều cao của tường
+) h : Chiều dày tường hoặc cạnh của trụ theo phương có độ mảnh lớn
Đối với tường có bổ trụ và cột có tiết diện phức tạp thì h=3.5r,trong đó r là
bán kính quán tính của tiết diện
Đối với cột có tiết diện tròn hoặc đa giác nội tiếp tròn thì h=0.8d
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương
tường vàvà trụtrụ gạchgạch
§§ 1. 1. ThiếtThiết kếkế tường
+) Trị số βgh đối với tường không có lỗ cửa chịu tải trọng sàn và mái truyền xuống khi chiều dài tự do l<2,5H
Trị số Lt(m) ứng với các nhóm khối xây Số hiệu vữa
I II III IV
25 25 22 22 - - - - ≥50 ≥50
25 22 20 17 -
20 20 17 15 14
- 15 14 13 ≤4
+) Khi tường và trụ tự do, trên phương không liên kết βgh giảm đi 30%
+) Với các khối xây khác, hệ số βgh được nhân thêm hệ số điều chỉnh K
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương
tường vàvà trụtrụ gạchgạch
§§ 1. 1. ThiếtThiết kếkế tường
Hệ số K
Đặc trưng của tường và vách ngăn 1. Tường và vách ngăn không chịu tải trọng truyền từ sàn hoặc mái
Chiều dày 22cm và lớn hơn Chiều dày 11cm và nhỏ hơn 1,2 1,8
A nt A br
2. Tường có lỗ cửa
3. Vách ngăn có lỗ cửa 3. Vách ngăn có lỗ cửa 4. Tường và vách ngăn có chiều dài tự do l 0,9 0,9 0,9
0,8
từ 2,5H đến 3,5H 5. Như trên, khi l > 3,5H 6. Tường bằng khối xây đá hộc và bê tông đá hộc 0,8
Ant – Diện tích đã giảm yếu Abr – Diện tích toàn phần
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương
tường vàvà trụtrụ gạchgạch
§§ 1. 1. ThiếtThiết kếkế tường
- Trong khối xây, gạch phải được xếp mạch so le bằng cách đặt xen kẽ những hàng dọc và hàng ngang. Yêu cầu tối thiểu về xếp mạch so le:
+) Trong khối xây bằng gạch dày 60mm thì cứ năm hàng dọc phải có
ít nhất một hàng ngang
+) Trong khối xây bằng gạch hoặc đá có qui cách, chiều cao mỗi hàng xây tới 200mm thì cứ hai hàng dọc phải có ít nhất một hàng ngang.
+) Mạch vữa đứng của khối xây phải lệch nhau từ 1/2 đến 1/4 chiều
dài viên gạch. dài viên gạch.
+) Chiều dày mạch vữa ngang
= 12mm đối với khối xây bằng gạch = 15mm đối với khối xây bằng đá thiên nhiên có qui cách
+) Chiều dày mạch vữa đứng
= 10mm với khối xây bằng gạch = 15mm đối với khối xây bằng đá thiên nhiên có qui cách
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
I. Tường chắn đất
1. Khái niệm - Tường chắn là loại kết cấu dùng để chống đỡ áp lực đất hoặc các loại vật liệu rời, ngăn ngừa không cho chúng sụt lở ra bên ngoài. - Phạm vi sử dụng: được dùng cho các công trình ở vùng đồi, bờ biển hoặc tại những vị trí có chênh lệch về cao trình đất nền để tránh cho đất nền bị trượt hoặc sụt lở. Ngoài ra tường chắn còn được dùng nhiều trong các công trình thủy lợi như kênh mương hoặc các bến cảng, cầu tầu… trình thủy lợi như kênh mương hoặc các bến cảng, cầu tầu… - Ưu điểm: ổn định vì có trọng lượng bản thân lớn. Sử dụng được vật liệu địa phương nên giá thành rẻ và có độ bền lớn.
.
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
2. Cấu tạo chung - Sử dụng tường chắn bằng gạch đá khi chiều cao tường không lớn quá - Khe biến dạng: Phải bố trí cho tường chắn vì tường chắn ở ngoài trời chịu tác động trực tiếp của biến thiên nhiệt độ. Thông thường lấy khoảng cách giữa các khe biến dạng vào khoảng từ 20-30m. - Khe lún : Tại những vị trí có địa chất thay đổi đột ngột thì cần bố trí các theo điều kiệ địa chất cụ thể. - Hình dáng tường cần phải được chọn sao cho không để xuất hiện lực kéo và lực cắt lớn trong tường. Thông thường nên lợi dụng trọng lượng bản và lực cắt lớn trong tường. Thông thường nên lợi dụng trọng lượng bản thân tường để tăng độ ổn định cho tường. - Loại tường chịu lực nhờ trọng lượng bản thân được gọi là tường chắn trọng lực. Tường chắn đất dạng trọng lực thường được cấu tạo gồm hai phần: thân tường và móng tường (h.9.1). - Thân tường
+ Có chiều dày thay đổi dạng hình thang hoặc giật cấp. +Mặt ngoài tường thường phẳng, mặt trong dốc hoặc giật cấp dạng bậc thang để tạo thành các bệ chứa đất nhằm tăng tính ổn định cho tường
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
+ Nếu chiều cao tường không lớn lắm thì có thể thiết kế thân tường cho chiều dày không đổi nhưng bổ sung thêm các sườn đứng. + Chiều rộng đỉnh thân tường xác định theo điều kiện thi công và vật liệu. Với tường đá hộc chiều rộng đỉnh thân tường nên lớn hơn hoặc bằng 0.5m. + Chiều rộng chân thân tường được xác định theo khả năng chịu lực tại tiết diện nằm sát trên mặt móng. Trong trường hợp thiết kế tường không cho phép xuất hiện ứng suất kéo thì chiều rộng chân thân tường có thể lấy bằng 1/2 chiều cao tường. có thể lấy bằng 1/2 chiều cao tường.
-Móng tường:
+Kích thước móng tường được xác định sao cho ứng suất dưới đáy móng không lớn hơn cường độ của nền. +Trường hợp địa chất yếu để tránh hiện tượng lún lệch gây nghiêng tường có thể dùng bản BTCT làm đế móng.
.
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
a)
b)
Th©n
Mãng
d)
c)
Th©n
S−ên
H×nh 9.1: C¸c d¹ng t−êng ch¾n ®Êt
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
- Do sự thay đổi tương đối của địa hình dọc theo chiều dài của tường chắn đất, đôi khi phải thiết kế tường có chiều cao khác nhau và tiết diện ngang của tường cũng phải thay đổi tương ứng (h.9.3) thường giải quyết bằng hai cách.
+Cách 1: Chia chiều dài của tường thành một số đoạn có chiều cao khác nhau (h.9.3) những đoạn tường đó có chiều dầy khác nhau, như vậy hình dạng mặt bằng tường có dạng bậc thang (h.9.3b). +Cách thứ 2: Biến đổi chiều dài tường dần dần, mặt bằng tường có dạng đường nghiêng không biến đổi đột ngột (h.9.3c) dạng đường nghiêng không biến đổi đột ngột (h.9.3c)
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
a)
b)
c)
H×nh 9.3: Bè trÝ t−êng theo ®Þa h×nh thay dæi
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
3. Tính toán tường chắn đất a. Tải trọng:
- Trọng lượng bản thân tường Gt đặt tại trọng tâm tường - Trọng lượng bản thân của đất đè lên móng tường Gd - Trong một số trường hợp còn cần phải kể đến tải trọng gió hút và áp lực nước ngầm tác dụng lên tường - Áp lực ngang của đất tác dụng lên lưng tường dạng tải trọng tam giác: giác:
Tại tiết diện cách mặt đất một đoạn h:
ph = γhtg2(450 - ϕ/2)
Trong đó: γ - trọng lượng thể tích
ϕ- góc ma sát trong của đất
→Tổng áp lực bên là diện tích hình tam giác
E = 1/2.γ.H2 tg2(450 - ϕ/2) Khi trên mặt đất còn tải trong q tác dụng thì:
ph = (γh+q)tg2(450 - ϕ/2) E = (1/2.γ.H2 + q) tg2(450 - ϕ/2)
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
q
h
G ®
H
G t
E
3 / H
A
min
max
L
H×nh 9.4: S¬ ®å t¶i träng t¸c dông lªn t−êng ch¾n ®Êt
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
b. Kiểm tra ổn định trượt:
Điều kiện tường không bị trượt ngang là:
(ΣGf)/E ≥ 1.3 hay (Gt + Gd).f/E ≥ 1.3
f hệ số ma sát giữa đáy móng và nền đất f = 0.3 ÷0,6 phụ thuộc vào nền đất.
c. Kiểm tra chống lật:
Mg / Ml >1.5
Mg : Mômen chống lật do mọi tải trọng đứng lấy với điểm A Ml :Mômen lật do áp lực ngang E gây ra đối với điểm A. Ml :Mômen lật do áp lực ngang E gây ra đối với điểm A.
.
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
d. Kiểm tra áp lực nền lên đáy móng
ptb = ΣG / F ≤ R pmax = ΣG / F + ΣM/W ≤ 1.2R pmin = ΣG / F - ΣM/W >0
Trong đó
ptb áp lực trung bình pmax áp lực lớn nhất tại mép ngoài của móng pmin áp lực nhỏ nhất tại mép trong của móng ΣG tổng các tải trọng thẳng đứng; ΣG tổng các tải trọng thẳng đứng; ΣM tổng mômen của các lực tác dụng lấy đối với tâm đáy móng; F, W – diện tích và mômen quán tính tiểt diện đáy móng tính trên một đơn vị dài R – cường độ tính toán của đất nền
.
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
e. Kiểm tra khả năng chịu lực của tường -Tường chắn chịu nén lệch tâm. -Trong thực tế chỉ cần kiểm tra tại tiết diện chân tường và một vài tiết diện ở các cao trình khác như tại vị trí cách chân tường 1/3H và 1/2H. -Việc tính toán và các yêu cầu về độ lệch tâm tiến hành giống như yêu cầu đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm. -Khi độ lệch tâm e0 ≥ 0,7y còn cần phải kiểm tra về bề rộng khe nứt.
.
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
II. Bể chứa
1. Phân loại - Bể chứa nước dạng hình bậc thang :
+ Loại bể này có thể đặt nổi hoặc chìm trong đất ,tiết diện ngang có dạng hình chữ nhật hoặc tròn + Dưới tác dụng của áp lực nước , thân bể chủ yếu chịu mô men uốn và lực kéo do đó phạm vi ứng dụng của loại bể này có giới hạn nhất định. Chiều cao của bể không vượt quá 3,5 m. định. Chiều cao của bể không vượt quá 3,5 m. + Hầu hết các bể chứa nước bằng gạch đá xây dựng theo dạng này
- Bể chứa nước dạng vòm liên tục :
+ Loại bể này thường có tiết diện ngang là hình chữ nhât. Thân bể làm thành dạng vòm liên tục + Dưới tác dụng của áp lực nước, thành bể chủ yếu chịu mô men uốn và áp lực dọc theo trục vòm. Khi tỷ số giữa chiều cao và nhịp vòm tăng lên thì mô men giảm đi rõ rệt, cải thiện rất nhiều khả năng chịu lực của vật liệu gạch đá. + Loại bể này thi công tương đối khó
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
-Bể chứa nước dạng tháp cụt lật ngược
+Loại bể này trực tiếp lợi dụng đất làm thành bể , chỉ cần làm lớp áo trong là được +Đây là dạng bể chứa nước thi công đơn giản, tiết kiệm vật liệu, tổng giá thành so với bể nước dạng bậc thang giảm 30-35% +Nhược điểm của loại bể này là do thành bể làm dốc nghiêng cho nên nếu cùng 1 thể tích của bể thì diện tích chiếm khá lớn. Khối lượng vật liệu tăng lên khá nhiều +Loại bể không thích hợp với nền đất yếu vì lún không đều của đất sẽ +Loại bể không thích hợp với nền đất yếu vì lún không đều của đất sẽ gây nứt ở thành và đáy bể .
.
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
b)
a)
I
I
I - I
c) c)
H×nh 9.5: C¸c d¹ng bÓ chøa n−íc
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
2.Cấu tạo
- Yêu cầu chung về cấu tạo của bể chứa nước bằng gạch đá là phải đảm bảo khă năng chống thấm - Vật liệu :
+Gạch xây ≥ 75 ,hình dáng bên ngoài viên gạch phải đều đặn, đúng kích thước,viên gạch không được cong vênh, nứt nẻ +Vữa ≥ mác 50
- Chiều dày của thân và đáy bể phải xác định theo tính toán - Mặt trong của bể nên đặt lưới thép có φ=0,8-1mm rồi trát lớp vữa - Mặt trong của bể nên đặt lưới thép có φ=0,8-1mm rồi trát lớp vữa xi măng có pha phụ gia chống thấm - Nền bể phải gia cố bằng đất trộn với vôi hoặc cát đầm chặt
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
3. Tính toán
- Thân bể được tính toán cho các trường hợp sau : +Khi bể đặt nổi tính với áp lực nước bên trong +Khi bể đặt chìm tính với áp lực bên ngoài của đất khi trong bể không có nước
- Dưới tác dụng của áp lực ngang trong thanh bể xuất hiện mô men và - Dưới tác dụng của áp lực ngang trong thanh bể xuất hiện mô men và lực dọc .
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
3. Tính toán
- Tùy theo tỷ số giữa chiều cao thành bể và kích thước mặt bằng mà tải trọng truyền theo 2 phương khác nhau
+ Khi tỷ số giữa chiều cao bể và cạnh dài của mặt bằng ≥2 (TH bể cao) tải trọng chủ yếu truyền theo phương ngang. Khi đó thành bể được cắt ra thành những khoanh ngang có chiều rộng 1đơn vị , tính toán như khung kín nằm ngang + Khi tỷ số giữa chiều cao bể và cạnh dài của mặt bằng >1/2 ,<2 tải trọng truyền theo cả 2 phương , tính thành bể như bản kê 4 cạnh trọng truyền theo cả 2 phương , tính thành bể như bản kê 4 cạnh + Khi tỷ số giữa chiều cao bể và cạnh dài của mặt bằng <1/2 (TH bể nông) tải trọng chủ yếu truyền theo phương đứng. Việc tính toán cấu tạo bể giống như tường chắn đất
Chương 55. . ThiếtThiết kếkế cáccác bộbộ phậnphận củacủa nhànhà gạchgạch Chương §§ 22 . . KếtKết cấucấu đặcđặc biệtbiệt bằngbằng gạchgạch đáđá
– Ngoài ra thành bể còn chịu lực nén do trọng lượng bản thân tường và các tải trọng đứng gây ra – Đối với những dạng bể nước khác , việc xác định nội lực tiến hành theo các PP của cơ học kết cấu – Trên cơ sở nội lực đã xác định được tiến hành kiểm tra khối xây thành bể về điều kiện cường độ và khả năng chống nứt . – Móng của thành bể chứa được tính toán và cấu tạo tương tự như móng tường nhà và tường chắn đất
