Kết cấu gạch đá-Chương1: Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

NỘI DUNG MÔN HỌC

CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY GẠCH ĐÁ (3 tiết)

1.1. Mở đầu

1.2. Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

1.3. Các dạng khối xây gạch đá

1.4. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN KC GẠCH ĐÁ (1 tiết)

2.1. Khái niệm chung

2.2. Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn

2.3. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán của khối xây

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN THEO KNCL (4 tiết)

3.1. Cấu kiện chịu nén đúng tâm

3.2. Cấu kiện chịu nén lệch tâm

3.3. Cấu kiện chịu nén cục bộ

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KHỐI XÂY CÓ CỐT THÉP THEO KHẢ

NĂNG CHỊU LỰC (4 tiết)

4.1. Khối xây đặt lưới thép ngang

4.2. Khối xây đặt cốt thép dọc

4.3. Gia cố khối xây bằng vành đai

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN NHÀ GẠCH (3 tiết)

5.1. Thiết kế tường và trụ gạch

5.2. Tường chắn đất bằng gạch đá

5.3. Bể chứa nước bằng gạch đá

Chương 1. Chương 1.

Tính chất cơ học của Tính chất cơ học của Tính chất cơ học của Tính chất cơ học của

khối xây Gạch đá khối xây Gạch đá

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 1. Mở đầu 1. Mở đầu

I. Sơ lược lịch sử phát triển

• Xếp các khối đá thành hang, hốc để ở

Từ xa xưa

• Sử dụng vữa để liên kết các viên đá

• Đẽo, gọt các viên đá theo hình dáng mong muốn

• Sản xuất gạch bằng cách nung

Kim tự tháp

Vạn Lý Trường Thành

Đền thờ Angco

Công trình gạch đá nổi tiếng thế giới nổi tiếng thế giới

Đền thờ nữ thần Hy Lạp

Nhà thờ Đức Bà Paris

Điện Patheon - Rome

Thành Nhà Hồ

Cửa Đông thành – Đồng Hới

Công trình gạch đá nổi tiếng Việt Nam nổi tiếng Việt Nam

Cột cờ Hà Nội

Nhà thờ đá Phát Diệm

Tháp Bình Sơn

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 1. Mở đầu 1. Mở đầu

II. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng

- Bền vững và tốn ít tiền bảo dưỡng

- Độ cứng lớn, chịu nén khá tốt - Độ cứng lớn, chịu nén khá tốt

- Cách âm và cách nhiệt khá tốt

M Ể Ể I I Đ Đ U Ư

- Tận dụng được vật liệu của địa phương

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 1. Mở đầu 1. Mở đầu

- Trọng lượng bản thân lớn

- Chịu kéo và chịu cắt kém - Chịu kéo và chịu cắt kém

- Chịu tải rung động kém

M Ể I Đ Đ C C Ợ Ợ Ư Ư H N

- Dễ bị phong hóa => Cần bảo vệ

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 1. Mở đầu 1. Mở đầu

Kết cấu chịu lực

Kết cấu bao che

- Móng - Cột - Tường - Mái vỏ không gian

Phạm vi sử Phạm vi sử dụng

Kết cấu chuyên dụng - Tường chắn - Bể chứa - Cầu cống - Ống khói

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

- Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá là các loại gạch, đá và vữa.

- Việc lựa chọn vật liệu tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng, mức độ bền vững,

điều kiện thiên nhiên, điều kiện thi công, vị trí của kết cấu trong công trình

I. Vật liệu gạch

1. Phân loại

a. Theo phương pháp chế tạo (2 loại) a. Theo phương pháp chế tạo (2 loại)

Gạch đất sét ép khô hoặc ép dẻo

Gạch Kêramit (gạch gốm)

- Gạch nung:

Gạch Silicat

Gạch bê tông

Gạch than xỉ

- Gạch không nung:

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

b. Theo dung trọng trung bình γ (4 loại)

- Gạch nặng: γ ≥ 1800 kG/m3 như các loại gạch đặc, khối bê tông đặc hoặc

rỗng có độ rỗng toàn phần nhỏ hơn 30% v.v...

- Gạch trung bình: 1800 ≥ γ ≥ 1500 kG/m3

- Gạch nhẹ: 1500 ≥ γ ≥ 1000 kG/m3, độ rỗng toàn phần từ 30 ÷ 50% như

gạch có lỗ v.v... gạch có lỗ v.v...

- Gạch rất nhẹ : 1000 kG/m3 ≥ γ, độ rỗng toàn phần lớn hơn 50% như khối

bê tông tổ ong, gạch gốm có lỗ ngang v.v...

c. Theo độ rỗng (2 loại)

- Gạch đặc: Độ rỗng toàn phần - Gạch rỗng: Độ rỗng toàn phần

Vlr /Vvg ≤ 20% Vlr /Vvg > 20%

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

d. Theo trọng lượng viên gạch (2 loại)

- Viên gạch: Trọng lượng gạch ≤ 5kG, bmax = 120÷140 (mm) - Tảng khối: Trọng lượng gạch = 5÷25 kG

Hình ....: Kích thước viên gạch

Hình ....: Các loại gạch nung

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

2. Cường độ của gạch

- Cường độ là tính chất cơ học quan trọng của gạch, đá và được đặc trưng

bằng mác hay số hiệu của nó.

- Mác gạch, đá biểu thị cường độ của chúng khi chúng chịu nén hoặc uốn

-) Sơ đồ thí nghiệm

-) Công thức xác định

Rg =

N F

- Cường độ mẫu thử khi chịu nén:

a) Thí nghiệm b) Thí nghiệm

Ru

g =

nén gạch uốn gạch

- Cường độ mẫu thử khi chịu uốn: Pl 3 2 bh 2

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

R

gi

- Cường độ tiêu chuẩn của gạch:

R

c g

5 ∑ == i 1 5

R

u gi

-) Khi chịu nén:

R

uc g

5 ∑ == i 1 5

-) Khi chịu uốn:

- Giới hạn cường độ khi chịu kéo của gạch chỉ vào khoảng 5 – 10%

giới hạn cường độ của gạch khi chịu nén

3. Mác gạch

a) Cách xác định

- Xác định trên cơ sở cường độ trung bình và cường độ bé nhất của

các mẫu thử khi nén và uốn.

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

b) Các loại mác gạch

- Gạch mác thấp: M4; M7; M10; M25; M35; M50. Làm lớp đệm, lớp lót

hoặc vách ngăn.

- Gạch mác trung bình: M75; M100; M125; M150; M200. Làm kết cấu

chịu lực bình thường.

- Gạch mác cao: M300; M400; M500; M600; M800 và M1000. Dùng - Gạch mác cao: M300; M400; M500; M600; M800 và M1000. Dùng

trong những công trình đặc biệt.

=> Trong khối xây các công trình dân dụng thường dùng: M50, M70,

M100, M125 và M150.

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

Cường độ mẫu nén (kG/cm2)

Cường độ mẫu uốn (kG/cm2)

Mác gạch

Trung bình

Bé nhất

Trung bình

Bé nhất

150

150

100

28

14

100

100

75

22

11

75

75

50

18

9

50

50

35

16

8

4. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng

- Quan hệ giữa σ - ε của gạch đất sét gần như theo quy luật đường thẳng.

- Môđun đàn hồi của gạch được xác định bằng thí nghiệm:

-) Đối với gạch đất sét ép dẻo và gạch silicát: Eg = (1÷2).105 kG/cm2 -) Đối với gạch đất sét ép khô: Eg = (0,2 ÷ 0,4).105 kG/cm2

- Hệ số biến dạng ngang của gạch tăng theo cùng với sự tăng ứng suất

-) Đối với gạch đất nung hệ số đó bằng từ 0,03 ÷ 0,1.

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

II. Vật liệu đá

- Phân loại đá

-) Đá nặng: Dung trọng γ ≥ 1800kG/m3, thường gặp là đá hoa cương,

đá vôi sa thạch, đá bazan, đolômít, gabrô v.v...

-) Đá nhẹ: Dung trọng γ < 1800kG/m3, thường gặp là các loại đá bọt,

đá tuff, đá vôi vỏ sò v.v... đá tuff, đá vôi vỏ sò v.v...

- Mác đá

-) Xác định căn cứ vào giới hạn cường độ chịu nén

-) Đá có các loại mác 4, 10, 25 đến 3000

- Yêu cầu của đá khi dùng trong xây dựng

-) Không bị phong hóa

-) Không có các vết nứt nẻ lớn

- Phạm vi sử dụng: dùng để làm móng và vật liệu trang trí, ốp lát công trình

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

III. Vật liệu vữa

1) Tác dụng của vữa

- Liên kết các viên gạch đá trong khối xây lại với nhau tạo nên một loại

vật liệu liền khối mới

- Truyền và phân phối ứng suất trong khối xây từ viên gạch đá này đến

viên gạch đá khác viên gạch đá khác

- Lấp kín khe hở trong khối xây

2) Yêu cầu của vữa

- Vữa dùng trong khối xây gạch đá cần phải có:

-) Cường độ nhất định -) Độ sệt

-) Tính bền vững cần thiết -) Khả năng giữ nước

-) Tính linh động (Tính dẻo) -) Bảo đảm dễ xây

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

Tính linh động của vữa

- Tính linh động của vữa là khả năng rải vữa thành một lớp mỏng, đặc đều

và cân bằng được viên gạch đá, đảm bảo cho việc truyền và phân phối đều

ứng suất trong khối xây

- Khi vữa có tính linh động cao sẽ cho phép tăng hiệu suất lao động của

công nhân

- Tính linh động của vữa liên quan chặt chẽ tới độ sệt của vữa

Khả năng giữ nước của vữa

- Ảnh hưởng đến sự khô cứng của vữa.

- Nó phụ thuộc vào loại vữa (chất kết dính, cốt liệu v.v... ) và độ rỗng của

gạch đá trong khối xây

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

Độ sệt của vữa

- Phụ thuộc vào thành phần và kích thước cốt liệu, lượng nước pha trộn

v.v...

- Chọn theo cấu tạo gạch đá (độ rỗng, kích thước lỗ rỗng v.v...) để làm sao

cho vữa có thể dàn đều dễ dàng trên mặt khối xây và không trồi ra ngoài

khi khối xây bị chất tải ngay trong thời gian thi công

- Độ sệt phải nằm trong giới hạn sau:

-) Khối xây bằng gạch hoặc tảng khối đặc: 3÷ 13cm

-) Khối xây bằng gạch hoặc tảng khối có lỗ đứng: 7÷ 8cm

-) Khối xây bằng khối đá hoặc bê tông đặc: 4 ÷ 7cm

-) Khối xây rung: 1 ÷ 3cm

- Độ sệt cực đại thường dùng trong môi trường có nhiệt độ cao và đối với

loại gạch xốp và khô.

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

3) Phân loại vữa

- Phân loại theo dung trọng ở trạng thái khô

-) Vữa nặng có γ > 1500kG/m3

-) Vữa nhẹ có γ ≤ 1500kG/m3

- Phân loại theo chất kết dính và cốt liệu

-) Vữa nước: dùng chất kết dính là các loại ximăng Pooclăng hoặc -) Vữa nước: dùng chất kết dính là các loại ximăng Pooclăng hoặc

Puzơlan

-) Vữa khô: chất kết dính thường là vôi khô hoặc thạch cao

- Phân loại theo thành phần vữa

-) Vữa xi măng gồm: cát, xi măng và nước.

-) Vữa bata hay còn gọi là vữa tam hợp gồm có: cát, xi măng, vôi (hoặc

đất sét) và nước.

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

-) Vữa không xi măng như vữa vôi gồm có: vôi, cát và nước; vữa đất sét

gồm cát đất sét và vữa thạch cao

*) Chú ý: Đối với KX có cốt thép => Không sử dụng vữa có vôi

4) Cường độ của vữa

- Thí nghiệm được tiến hành với các mẫu thử khối vuông cạnh 7,07cm

trong điều kiện tiêu chuẩn trong điều kiện tiêu chuẩn

- Cường độ trung bình của vữa ximăng và vữa tam hợp trong phạm vi tuổi

R

=

Rt

28

t

a

(28

at )1 +−

dưới 90 ngày có thể được xác định theo công thức thực nghiệm:

-) a: Hệ số lấy bằng 1,5

-) t: Tuổi tính bằng ngày đêm

- Mức tăng cường độ vữa phụ thuộc chất kết dính, môi trường và thời gian

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

5) Mác vữa

- Mác vữa được xác định theo cường độ chịu nén:

-) Vữa mác thấp là: 0; 2; 4

-) Vữa mác trung bình là: 10; 25

-) Vữa mác cao là: 50; 75; 100; 150; 200

6) Biến dạng của vữa

- Vữa xây dựng có biến dạng rất khác nhau, phụ thuộc vào mác vữa, thành

phần , cấp phối và tính chất của tải trọng.

- Trong quá trình khô cứng, vữa có biến dạng khối do bị co ngót

-) Vữa mác thấp biến dạng nhiều hơn vữa mác cao

-) Vữa vôi biến dạng nhiều hơn vữa xi măng

-) Vữa nhẹ biến dạng nhiều hơn vữa nặng.

-) Biến dạng của vữa tăng lên khi tải trọng tác dụng dài hạn

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

- Với vữa nặng, khi chịu tải trọng nén tác dụng ngắn hạn với ứng suất

bằng một khoảng 1/3 giới hạn cường độ, biến dạng của mạch vữa dày

1cm khoảng:

-) 0,007mm khi mác vữa từ 50 trở lên

-) 0,039mm khi mác vữa từ 25 trở lên

-) 0,062mm khi mác vữa từ 10 trở lên -) 0,062mm khi mác vữa từ 10 trở lên

7) Chọn cấp phối cho vữa

- Chọn cấp phối là xác định khối lượng các thành phần của vữa

- Lượng xi măng Qx (tính bằng kG cho 1m3 cát hạt trung bình và lớn khi

.

1000

Q = x

R v R 7.0

x

độ ẩm từ 1 đến 3%) trong vữa:

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

- Lượng vôi tôi trong vữa cho 1m3 cát (tính bằng lít):

D = 170×(1 – 0,002Qx)

- Lượng nước dùng để trộn vữa được khống chế bằng độ sụt của quả chuỳ

chuẩn hoặc dựa vào điều kiện tỷ lệ nước trên ximăng N/X = 1,3 ÷ 1,6.

Chú ý:

- Khi dùng cát khô lượng ximăng tăng lên 5% - Khi dùng cát khô lượng ximăng tăng lên 5%

- Lượng xi măng cũng cần tăng lên khi dùng cát hạt nhỏ

- Cấp phối vữa đã chọn cần được kiểm tra bằng cách thử mẫu vữa tiêu

chuẩn

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

IV. Vật liệu tảng lớn, panen cỡ lớn

- Được dùng khi thi công lắp ghép

a) Tảng lớn:

- Tảng được phân loại

theo công dụng, bao gồm:

-) Tảng dùng cho tường

ngoài

-) Tảng dùng cho tường

trong

-) Tảng dùng làm tường

tầng hầm

-) Tảng dùng cho móng

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

- Kích thước của tảng được chế tạo theo môdun nhằm thống nhất, thuận

lợi liên kết với các bộ phận khác.

- Cường độ của tảng được xác định thông qua cường độ gạch, vữa và cách

sản xuất

b) Panen cỡ lớn:

- Panen được dùng làm tường ngoài và tường trong có bề mặt kín hoặc có - Panen được dùng làm tường ngoài và tường trong có bề mặt kín hoặc có

lỗ cửa

- Panen tường ngoài có thể cấu tạo 1 lớp hay nhiều lớp

- Panen tường trong thường làm đặc hoặc làm một lớp

- Trong các panen cần đặt các chi tiết liên kết, chôn các móc cẩu, chừa các

lỗ cho đường ống hoặc đường dây, ...

Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 33. . Các dạng của khối xây gạch đá Các dạng của khối xây gạch đá

I. Phân loại khối xây gạch đá:

1. Phân loại theo hình dạng của gạch đá:

- Khối xây có quy cách: Các viên gạch, đá được gia công theo hình dạng

thích hợp

-) Khối xây khối lớn: hhàng xây ≥ 500(mm)

-) Khối xây từ đá thiên nhiên: hhàng xây ≥ 350(mm)

-) Khối xây từ gạch, đá nhỏ: hhàng xây ≥ 150(mm)

- Khối xây không có quy cách: Xây bằng đá hộc hoặc bê tông đá hộc

2. Phân loại theo cấu tạo:

- Khối xây đặc

- Khối xây nhiều lớp: Là khối xây có từ 2 lớp vật liệu khác nhau trở lên

- Khối xây rỗng: Giữa 2 lớp khối xây là lớp cách nhiệt

- Khối xây hỗn hợp: Có đặt thêm cốt thép hoặc gia cường bằng thép, BTCT

Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 33. . Các dạng của khối xây gạch đá Các dạng của khối xây gạch đá

II. Các nguyên tắc chung liên kết gạch đá trong khối xây:

- Tốt nhất là thiết kế khối xây chịu nén, lực dọc vuông góc mạch vữa

ngang

- Khi chọn bề rộng khối xây cần chú ý đến kích thước gạch đá. Thường thì

bề rộng là bội số chung của bề rộng viên gạch và tổng chiều dày các mạch

vữa. vữa.

*) Chiều dày của vữa:

-) Khối xây bằng gạch: δvữa = 0,8÷1,5 (cm)

-) Khối xây bằng đá có quy cách: δvữa = 0,8÷2 (cm)

*) Đối với khối xây bằng gạch chỉ thì bề rộng khối xây lấy bằng 220,

÷

335, 450, ...

1 2

1 4

- Không được trùng mạch. Mạch vữa đứng của các hàng lệch nhau từ

viên gạch, mạch đứng song song với mặt ngoài khối xây.

Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 33. . Các dạng của khối xây gạch đá Các dạng của khối xây gạch đá

- §¶m b¶o sù liªn kÕt vµ tiÕp xóc ch¾c ch¾n gi÷a g¹ch vµ v÷a. Yªu cÇu:

-) V÷a cã ®é dÎo vµ linh ®éng cÇn thiÕt

-) T−íi n−íc c¸c viªn g¹ch tr−íc khi x©y nÕu c¸c viªn g¹ch qu¸ kh«.

- §¶m b¶o c¸c yªu cÇu vÒ gi»ng trong khèi x©y. §èi víi khèi x©y g¹ch chØ

cÇn cã h×nh thøc gi»ng sau:

-) Hçn hîp däc ngang -) Hçn hîp däc ngang

-) 3÷5 däc, 1 ngang

-) KÕt hîp c¸c gi»ng BTCT

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

I. Các giai đoạn làm việc của khối xây gạch đá

- Khảo sát một khối xây chịu nén từ lúc đặt tải đến khi bị phá hoại

p

n

n

n

p

c)

d)

a)

b)

=> Khối xây làm việc theo 3 giai đoạn

GIAI ĐOẠN 1 GIAI ĐOẠN 2 GIAI ĐOẠN 3

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

*) Chú ý:

- Khi khối xây đạt đến giai đoạn 2, nếu không tăng tải trọng nữa thì khối

xây vẫn dần dần bị phá hoại do tải trọng dài hạn

=> Khi tính toán cần thêm hệ số kể đến tác dụng của tải trọng dài hạn mdh

- Trong mọi trường hợp, khi có xuất hiện của vết nứt đầu tiên có thể coi là - Trong mọi trường hợp, khi có xuất hiện của vết nứt đầu tiên có thể coi là

dấu hiệu bất thường

=> Cần tìm nguyên nhân và gia cố khối xây

- Để đánh giá mức độ an toàn về cường độ của khối xây, sử dụng tỷ số

giữa Nn/ Np

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

I. Cường độ chịu nén của khối xây

1. Xác định cường độ

- Giới hạn cường độ của khối xây bằng gạch đá, bằng khối lớn, bằng đá hộc

c

R

AR

1(

=

−

η)

g

b

+

chịu nén đúng tâm được xác định theo công thức của L.I. Onhisich:

a R v 2 gR R 2 g : là giới hạn cường độ chịu nén của gạch và của vữa

trong đó: trong đó:

-) Rg, Rv

R

100

+

g

A

=

m

nR

100

+

g

-) A : là hệ số kết cấu, phụ thuộc vào cường độ và loại gạch

-) a, b, m, n: là các hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào loại khối xây

-) η - Hệ số hiệu chỉnh, dùng cho các khối xây có số hiệu vữa thấp,

thường lấy η = 1.

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

Nhận xét:

- Khi cường độ của gạch đá không đổi thì cường độ khối xây phụ thuộc

vào cường độ của vữa.

c

R

R

1(

)

0

η

=

=

−

>

c min

AR g

a b

- Khi Rv = 0, khối xây vừa xây xong, cường độ khối xây:

c

R

R

1

=

=

=⇒ A

≤

c max

AR g

c R max R

g

- Khi cường độ cửa vữa tăng lên vô cùng: - Khi cường độ cửa vữa tăng lên vô cùng:

- Như vậy bằng phương pháp xây thông thường không thể nào sử dụng hết

khả năng chịu nén của gạch đá, cường độ của khối xây luôn bé cường độ

của gạch đá.

- Hệ số A đánh giá mức độ hiệu quả của việc sử dụng cường độ gạch trong

khối xây

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ:

- Ảnh hưởng của gạch đá:

-) Cường độ của gạch đá tăng lên thì cường độ của khối xây tăng lên

nhưng với mức độ chậm hơn.

-) Trong các khối xây bằng gạch có quy cách, khi chiều dày các viên

gạch đá tăng lên thì cường độ của khối xây tăng lên. gạch đá tăng lên thì cường độ của khối xây tăng lên.

-) Cường độ của khối xây bằng gạch đá có quy cách lớn hơn cường

độ của khối xây bằng đá hộc.

-) Cường độ của khối xây bằng gạch đá đặc lớn hơn cường độ của

khối xây bằng gạch đá rỗng có cùng quy cách.

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

- Ảnh hưởng của vữa:

-) Khi cường độ của vữa tăng lên thì cường độ của khối xây tăng lên,

mức độ tăng lên nhanh khi cường độ của vữa còn thấp sau đó chậm dần và

dừng hẳn khi cường độ của vữa khá cao.

-) Cường độ của vữa trong khối xây đá hộc ảnh hưởng lớn đến cường

độ khối xây, còn trong các khối xây bằng tảng lớn, cường độ của vữa ảnh

hưởng không đáng kể

-) Với vữa có biến dạng lớn, bề dày mạch vữa quá lớn sẽ làm giảm

cường độ của khối xây

-) Dùng vữa có độ linh động lớn sẽ làm tăng cường độ của khối xây.

-) Vữa dùng chất phụ gia, vữa ximăng cứng, vữa vôi dưới 3 tháng tuổi

làm giảm cường độ của khối xây, khi tính toán lấy giảm 10÷15% so với

vữa thông thường.

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

- Ảnh hưởng của tuổi khối xây và tính chất tác dụng của tải trọng:

-) Tuổi khối xây càng lớn, cường độ của khối xây càng lớn. Cường độ

khối xây tăng nhanh trong khoảng thời gian đầu nhưng chậm dần và dừng

hẳn khi tuổi khối xây tăng lên.

-) Nếu khối xây chịu tải trọng dài hạn Ndh < Nn thì sẽ làm tăng cường

độ của khối xây, còn nếu Ndh > Nn thì cường độ của khối xây sẽ giảm đi. độ của khối xây, còn nếu N > N thì cường độ của khối xây sẽ giảm đi.

-) Cường độ của khối xây giảm khi chịu tác dụng của tải trọng lặp.

- Ảnh hưởng của chất lượng thi công:

-) Khi xây, các mạch vữa trải không đều, mạch vữa không đầy, các

hàng gạch sắp xếp không hợp lý... làm giảm cường độ của khối xây.

-) Cường độ của khối xây khi xây bằng phương pháp rung chấn động

lớn hơn cường độ của khối xây khi xây thủ công (từ 2 ÷2.5 lần).

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

II. Cường độ chịu kéo của khối xây

Tuỳ theo phương tác dụng của lực kéo mà khối xây có thể bị phá hoại

theo tiết diện giằng hoặc không giằng.

1. Phá hoại theo tiết diện giằng

3

1

2

- Sự phá hoại theo tiết diện giằng xảy ra khi lực kéo song song với mạch

vữa ngang và có thể xảy ra theo 1 vữa ngang và có thể xảy ra theo 1

trong các trường hợp sau:

1 – Theo tiết diện đi qua các

mạch vữa đứng và các viên gạch

3

1

2

2 – Theo tiết diện cài răng lược

3 – Theo tiết diện bậc thang

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

- Khi xác định cường độ chịu kéo của khối xây, bỏ qua sự tham gia chịu lực

của các mạch vữa đứng.

- Khả năng chịu kéo của khối xây do lực dính tiếp tuyến giữa gạch và mạch

vữa ngang quyết định.

- Theo các kết quả thực nghiệm thì cường độ lực dính tiếp tuyến lớn hơn

cường độ lực dính pháp tuyến khoảng 2 lần. cường độ lực dính pháp tuyến khoảng 2 lần.

3

1

2

* Cường độ chịu kéo khối xây khi sự

c k

phá hoại theo mặt cắt 2-2 hoặc 3-3:

R ν= R d

* Cường độ chịu kéo khối xây khi sự

3

1

2

R

'ν=

c R k

kg

phá hoại theo mặt cắt 1-1:

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

- Trong đó:

-) Rd: Cường độ của lực dính tiếp tuyến giữa gạch và mạch vữa ngang

-) ν = d/a: Độ giằng vào nhau của các viên gạch

d: Chiều sâu đoạn giằng vào nhau của viên gạch

a: Chiều dày một lớp khối xây

với khối xây bằng gạch, đá có quy cách mà d ≥ a, lấy ν =1

với khối xây đá hộc lấy ν = 0.7

-) Rkg: Cường độ chịu kéo đúng tâm của gạch, thường bằng 1/3 cường

độ chịu uốn.

-) ν’ = Fg/F: Hệ số kể đến sự giảm yếu tiết diện do bỏ qua mạch vữa

đứng

Fg: Diện tích tiết diện gạch bị cắt qua không kể các mạch vữa

F: Diện tích tiết diện gạch và vữa bị cắt qua

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

2. Phá hoại theo tiết diện không giằng

- Sự phá hoại theo tiết diện không giằng khi lực kéo vuông góc với mạch

vữa ngang và có thể xảy ra theo 1 trong các trường hợp sau:

1

1

1 – Theo mặt tiếp xúc giữa mạch vữa

và gạch

2 2

2 2

3

3

2 – Theo mặt cắt qua mạch vữa 2 – Theo mặt cắt qua mạch vữa

3 – Theo mặt cắt qua gạch

- Khi sự phá hoại xảy ra theo mặt cắt qua

2-2, cường độ chịu kéo của khối xây lấy bằng cường độ chịu kéo của vữa.

=

=

c R k

c R d

1

+

xây:

- Khi sự phá hoại xảy ra theo mặt cắt qua 1-1, cường độ chịu kéo của khối 3 40 R v

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

III. Cường độ chịu nén cục bộ của khối xây

c

c

3

R

R

=

R ψ≤

c cb

F F

cb

- Cường độ chịu nén cục bộ được xác định theo công thức thực nghiệm:

- Trong đó:

-) Rc: Cường độ chịu nén đúng tâm -) Rc: Cường độ chịu nén đúng tâm

-) Fcb: Diện tích chịu nén cục bộ

-) F: Diện tích chịu nén tính toán bao gồm diện tích chịu nén cục bộ

và một phần diện tích xung quanh.

-) Ψ: Hệ số phụ thuộc vào loại khối xây và vị trí tải trọng, Ψ = 1÷2

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

2

cbF = a.b F = (a + b)

cbF = b.h F = (b + 2h)h

cbF = a.b cbF = a.b F = (a + 2h)(b + c)

cbF = b.h cbF = b.h F = (b + h)h

cbF = a.b F = 2h.b

cbF = a.b F = B.b

* HÖ sè F vµ Fcb:

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

* HÖ sè ψψψψ:

Loại Khối xây

Tính với tải trọng cục bộ cục bộ Tính với tổng trọng cục tải bộ và cơ bản bộ và cơ bản Tính với trọng tải cục bộ cục bộ Tính với tổng tải trọng cục bộ và cơ bản bộ và cơ bản

2 2 1 1,2 - Gạch đất sét - Gạch bê tông thường

1,5 2 1 1,2 - Bê tông đá hộc - Tảng bê tông lớn

1,2 1,5 1 1

- Bê tông rỗng - Đá tự nhiên - Bê tông đặc

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

IV. Cường độ chịu uốn của khối xây

- Khối xây có thể làm việc chịu uốn theo tiết diện giằng hoặc không giằng.

- Uốn theo tiết diện không giằng khi mặt phẳng uốn vuông góc mạch vữa

ngang

Uốn theo tiết diện không giằng

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

- Uốn theo tiết diện giằng khi mặt phẳng uốn song song với mạch vữa

ngang

Uốn theo tiết diện giằng

ku = 1.5Rc k

- Theo kết quả thí nghiệm, Cường độ chịu uốn của khối xây: Rc

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

V. Cường độ chịu cắt của khối xây

- Khối xây có thể làm việc chịu cắt theo tiết diện giằng hoặc không giằng.

- Cắt theo tiết diện không giằng khi lực cắt nằm dọc theo mạch vữa ngang

- Cắt theo tiết diện giằng khi lực cắt vuông góc với mạch vữa ngang

Cắt theo tiết diện giằng Cắt theo tiết diện không giằng

Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Chương §§ 44. . Tính chất cơ học của khối xây gạch đá Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

- Cường độ chịu cắt trong trường hợp khối làm việc theo tiết diện không

giằng:

c = Rd + f σ0

Rc

- Trong đó:

-) Rd: Lực dính tiếp tuyến giữa gạch và mạch vữa ngang

-) f: Hệ số ma sát giữa gạch và mạch vữa ngang -) f: Hệ số ma sát giữa gạch và mạch vữa ngang

-) σ0: Ứng suất nén do lực nén dọc gây ra

- Cường độ chịu cắt trong trường hợp khối làm việc theo tiết diện giằng:

c = Rcg

Rc

- Trong đó:

-) Rcg: Cường độ chịu cắt của gạch