Kết cấu GỖ - GẠCH - ĐÁ: Các dạng liên kết trong Kết cấu gỗ và Đặc trưng cơ học của Khối xây gạch đá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH
KHOA XÂY DỰNG

⁕⁓⁕⁓⁕⁓⁕⁓⁕

TIỂU LUẬN KẾT CẤU GỖ-GẠCH ĐÁ

GVHD:
SVTH:
MSSV:
Lớp:
Đề:

TP Hồ Chí Minh, tháng 12, năm 2020


MỤC LỤC

1 CÁC DẠNG LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU GỖ
1.1 Khái quát về liên kết trong kết cấu gỗ
1.1.1 Mục đích của liên kết

Do điều kiện thiên nhiên và cưa xẻ mà vật liệu gỗ có kích thước hạn chế về chiều
dài, tiết diện nên phải sử dụng liên kết để:
- Tăng chiều dài cấu kiện,
- Mở rộng tiết diện cấu kiện,
- Ghép nối các cấu kiện trở thành những kết cấu phức tạp hơn.
Một lợi thế của gỗ là rất dễ liên kết. Từ đó có thể tạo thành một kết cấu gỗ chịu lực
hoàn chỉnh, làm tăng độ cứng chung cho toàn bộ các thành phẩm gỗ.
1.1.2 Các yêu cầu cơ bản đối với liên kết

- Đảm bảo độ chặt: các mặt truyền lực giữa các cấu kiện phải khít, khơng có khe hở
để truyền lực tốt, hạn chế biến dạng ban đầu… Liên kết chêm, chốt, mộng dễ đảm bảo
yêu cầu này nhất.
- Phải dẻo, dai: Biến dạng khi phá hoại lớn. Có sự phân bố lại ứng suất trong liên
kết và tránh phá hoài đột ngột nguy hiểm. Liên kết chốt, tì đầu, liên kết kim loại dễ đáp
ứng nhất.
- Phân tán: Vì gỗ thường có khuyết tật (mắt, nứt…) nên cần phân tán liên kết để
hạn chế ảnh hưởng khuyết tật và giảm yếu đối với liên kết.


- Liên kết một vị trí phải cùng độ cứng để chịu lực đồng đều.
- Tiết diện giảm yếu của cấu kiện là nhỏ nhất.
- Dễ chế tạo đảm bảo chính xác, khít, chặt; dễ kiểm tra, sửa chữa.
- Đảm bảo yêu cầu thẩm mỹ.
1.1.3 Phân loại liên kết

Có bốn loại liên kết gỗ chính được sử dụng. Bao gồm:
- Liên kết mộng: Liên kết này có khả năng chịu ép mặt, nhưng không gây trợt cho
vùng lân cận. Liên kết mộng thường dùng ở vì kèo, đầu trụ cọc của cầu…
- Liên kết chốt: Dùng để nối thanh (hai cánh của vì kèo). Chốt thường gặp là
bulơng, chốt tre, chốt gỗ, đinh. Khi làm việc chốt chịu uốn, và mặt lỗ chốt chịu ép mặt.
- Liên kết chêm: Có tác dụng làm tăng diện tích thanh. Chêm có tác dụng chống
trợt giữa các phân tố. Khi làm việc chêm chịu ép mặt, và chịu trợt.
- Liên kết dán: Liên kết này sử dụng các loại keo dán để tăng tiết diện thanh (tăng
bề dày tiết diện ván). Hiện nay liên kết này được sử dụng rất phổ biến.
Liên kết mộng, chốt và chêm là ba loại liên kết có khả năng chịu lực thấp hơn,
được gọi là liên kết mềm. Còn liên kết dán thuộc loại liên kết cứng và khơng có giảm
yếu tiết diện.
1.1.4 Ngun tắc tính tốn liên kết

Các hình thức liên kết kết cấu gỗ chủ yếu là chịu ép mặt đồng thời chịu trượt.
Các chỉ số tính tốn liên kết gỗ
•
•
•
•
•
•
•
•
•

em: Ứng suất do lực ép mặt gây ra
Nem: Lực nén tính tốn tác dụng lên diện tích chịu ép mặt.
Fem: Diện tích ép mặt.
r: Điều kiện trượt
T
: Ứng suất do lực trượt tính tốn gây ra trên mặt trượt.
Ntr: Lực trợt tính tốn trên mặt trượt.
R*: Cường độ chịu trượt tính tốn trung bình theo phương dọc thớ gỗ.
ltr: Chiều dài mặt trượt.
i3 e: Hệ số tính trượt, độ lệch tâm của lực trượt, lấy như sau:
– Khi rãnh mộng về một phía: e -0,5/2; P = 0,25
– Khi rãnh mộng về hai phía: e = 0,25h; P = 0,125. Trong đó h là chiều cao tiết diện
(về phía chiều sâu rãnh mộng).

•
-

ktr: Hệ số giảm cường độ chịu trượt

Điều kiện chịu ép mặt:


-

Điều kiện chịu trượt:

1.2 Đặc điểm của từng loại liên kết
1.2.1 Liên kết mộng

Đặc điểm: Truyền lực nén trực tiếp từ thanh này sang thanh khác mà không qua vật
trung gian như tấm đệm, chêm, chốt… Liên kết mộng làm việc chịu ép mặt và chịu
trượt, chỉ nên dùng trong mối nối chịu nén.
Liên kết mộng cần phải bố trí thêm các chi tiết bổ trợ theo cấu tạo như bulơng,
vịng đai, đinh đĩa… Loại liên kết này có thể cấu tạo theo dạng một răng hoặc hai răng.
Mặt truyền lực liên kết nên đặt thẳng góc với trục thanh nén để cường độ chịu ép mặt
là lớn nhất.
 Ưu và nhược điểm của liên kết mộng:

Ưu điểm:
+ Là liên kết lâu đời nhất, có nhiều kiểu, nhiều loại.
+ Khơng sử dụng các vật liệu kim loại.
+ Liên kết lộ rõ, dễ kiểm tra và sửa chữa.
+ Khi chế tạo khơng cần sử dụng máy móc nên thuận tiện hơn.
Nhược điểm:
+ Tiết diện bị giảm yếu nhiều.
+ Phải làm thủ cơng nên u cầu thợ có tay nghề tốt, khéo, địi hỏi chính xác, khó
áp dụng cơ giới hóa.

Hình 1.1: Liên kết mộng
 Phân loại liên kết mộng:
a) Liên kết mộng một răng
- Cấu tạo:

+ Trục các thanh mắt phải hội tụ tại một điểm.
+ Trục thanh nén (kèo) phải đi qua trọng tâm của diện tích ép mặt.
+ Trục thanh kéo (quá giang) phải đi qua trọng tâm tiết diện bất lợi.
b) Liên kết mộng hai răng

Hình 1.2: Liên kết mộng hai răng
-

Cấu tạo:

+ Trục của một mắt phải hội tụ tại một điểm.
+ Trục thanh nén phải qua đỉnh răng thứ hai và vng góc với tiết diện ép mặt.
+ Trục thanh kéo phải qua trọng tâm tiết diện bất lợi.
-

Yêu cầu:

+ Chiều sâu rãnh mộng thứ hai phải đảm bảo điều kiện: lq < h/3
+ Chiều sâu rãnh mộng thứ nhất phải đảm bảo điều kiện: hr > 2cm


+ Khoảng cách giữa hai mặt trợt phải đảm bảo: >2cm.
+ Chiều dài mặt trượt cần đảm bảo điều kiện:
•
•

•
•

Tại mỗi răng mộng đặt một bulơng an tồn đường kính >12mm.
Lực trượt tác dụng vào răng thứ nhất là: Ntr – Ntr
Lực trượt toàn bộ tác dụng vào kết cấu: Ntr = Nn cosa
Lực trượt tính với răng thứ hai lấy lực trượt tồn bộ: Rtr

Chốt trụ có thể làm bằng thép bulơng, đinh vít… hoặc bằng gỗ, tre, chất dẻo. Đinh
cũng là một loại chốt trụ, nến đóng kính đinh > 6 thì phải khoan lỗ trước khi đóng
đinh.
c) Mộng gỗ tròn

Khác với gỗ hộp, ở các mặt tiếp xúc với nhau đều cắt vát để tạo phẳng.
Các lực có thể đồng quy vào trục của các thanh vì thanh dưới được vát cả mặt trên
và mặt dưới nên trọng tâm của tiết diện giảm yếu cũng gần trùng trên trục thanh.
Trong liên kết mộng đầu dàn, phải cấu tạo gỗ táp và gỗ gối đệm dưới mộng.
d) Một số liên kết mộng khác:

Khi cần liên kết hau thanh chịu nén hoặc khi liên kết một thanh chịu nén và một
thanh chịu kéo thông qua gối đệm bằng gỗ, có thể dùng một tỳ đầu đơn giản:
+ Diện tích tỳ đầu được kiểm tra theo điều kiện ép mặt.
+ Gối đệm có tác dụng như một vật trung gian truyền nội lực từ thanh này sang
thanh khác. Do đó, bản thân gối cũng phải đủ cứng để không bị biến dạng khi làm
nhiệm vụ truyền lực.
1.2.2 Liên kết chốt

Chốt là những loại thanh tròn hoặc tấm nhỏ dùng để nối dài các thanh gỗ, làm tăng
tiết diện các thanh ghép, liên kết các cấu kiện thành cấu kiện chịu lực hoàn chỉnh.
Ưu điểm: Khả năng chịu lực của liên kết chốt khá tốt vì có độ dai, dẻo, phân tán.

Chế tạo đơn giản, liên kết lộ rõ nên dễ kiểm tra.


Hình 1.3: Liên kết chốt
Nhược điểm: Chịu chấn động kém (cần phải có bulơng xen kẽ), dễ có biến dạng
ban đầu lớn do chế tạo khơng chính xác.
Phân loại:
- Chốt trụ: Có thể bằng thép trịn (bulơng, đinh, vít…) hoặc bằng gỗ, tre, chất
dẻo… Các loại chốt này có đường kính >12mm.
- Chốt bản: Thường làm bằng các loại gỗ tốt, dẻo, đã được xử lý kỹ, có tác dụng
làm tăng tiết diện theo chiều cao, chống trượt tốt.
Sự làm việc của liên kết chốt:
Chốt có tác dụng chống lại hiện tượng trượt xảy ra giữa các phân tố được ghép khi
có ngoại lực tác dụng. Khi làm việc, chốt chịu uốn. Trong quá trình chốt bị biến dạng ở
mặt lỗ chốt thường xảy ra hiện tượng ép mặt, có 2 khả năng xảy ra dẫn đến phá hoại
liên kết:
- Khả năng chịu uốn của chốt kém, chốt bị cắt ở tiết diện ngang.
- Phân tố gỗ không đủ khả năng chịu ép mặt, dẫn dến phá hoại ở tiết diện giữa thân
chốt và thành lỗ.
Việc tăng đường kính của chốt quá lớn sẽ dẫn đến độ cứng khi uốn của chốt lớn thì
liên kết có thể phá hoại giịn do hiện tượng trượt hoặc tách ở mặt phẳng giữa các lỗ
chốt nên việc dùng chốt cứng quá chưa chắc đã tốt.
1.2.3 Liên kết chêm

Liên kết chêm dùng để tăng tiết diện cấu kiện. Về hình thức ta có chêm gỗ chữ
nhật, chêm thép, chêm dạng trịn hoặc hình hộp. Tùy từng trường hợp ta có thể dùng
chêm dọc, chêm ngang, chêm nghiêng.
- Chêm dọc: Thớ chêm cùng phương với thớ thanh gỗ, do đó chêm bị ép mặt và
trượt dọc theo thớ gỗ.
- Chêm ngang: Thớ chêm vng góc với thớ của thanh gỗ, được làm theo dạng

nêm đóng từ hai phía có thể ép rất chặt vào hai thanh gỗ, có sức căng lớn so các loại
chêm khác nhưng chịu lực kém vì phải chịu ép mặt và trượt ngang thớ.
- Chêm nghiêng: Thớ chêm tạo với thớ của thanh gỗ một góc α tương đối nhỏ.
Trong bản thân chêm không xảy ra trượt, phần phân tố nằm giữa các chêm có lực nén,
chêm chỉ chịu ép mặt nghiêng thớ nên khả năng chống trượt tốt hơn. Chêm nghiêng
làm việc theo một phương nên phù hợp khi lực trượt giữa các phân tố không đổi dấu.
- Chêm cách: Chêm dọc và chêm nghiêng có thể đặt theo kiểu chêm cách. Hai
thanh gỗ có khe hở để tăng độ cứng tiết diện và thơng thống. Lúc này, phải gia cường
bằng bulông để ngăn cản sự xoay của chêm.


1.2.4 Liên kết dán

Liên kết dán là loại liên kết tiên tiến, phù hợp với tính chất cơng nghiệp hóa xây
dựng. Liên kết dán được dùng rộng rãi để tạo thành gỗ dán.
Khi chế biến gỗ, ta có thể loại trừ các khuyết tật, ngâm tẩm gỗ và sắp xếp hợp lý
các lớp ván theo chất lượng tương ứng với yêu cầu chịu lực nên nâng cao được tính
chất, cường độ của gỗ cũng như cấu kiện liên kết dán.

Hình 1.4: Gỗ dán (ván dán).
-

Đặc điểm của liên kết dán:
+ Dạng kết cấu và hình thức tiết diện lớn, phong phú.
+ Tiết diện phẳng, đẹp, không bị giảm yếu.
+ Tận dụng được gỗ xấu, ngắn.
+ Cơng xưởng hóa cao.
+ Phụ thuộc keo dán, chế tạo phức tạp, giá thành cao.

-

Keo dán: Là dạng vật chất ở thể dẻo có thể chuyển sang thể cứng và có thể liên kết các
phân tố đem dán. Keo dán bao gồm nhựa và chất đóng rắn.
Yêu cầu kỹ thuật dán:
+ Chế tạo mối nối chính xác
+ Phải thử keo trước
+ Ép sau khi dán với lực 3÷5 kg/cm 2 đồi với thanh thẳng và 7÷10 kg/cm 2 đối với
thanh cong.
+ Nhiệt độ và độ ẩm thỏa mãn yêu cầu dán (độ ẩm trung bình của gỗ dùng để dán
là 18÷20% để tránh hiện tượng gỗ hút nước keo).


2 ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY GẠCH ĐÁ
2.1 Khái quát về khối xây gạch đá
2.1.1 Khái niệm

- Khối xây gạch đá (Brick or stone masonry) là kết cấu lắp ráp hoặc tổ hợp của
những viên gạch đá riêng lẻ theo hình thức xếp chồng lên nhau thành từng hàng,từng
lớp, liên kết với nhau bằng vữa hoặc vật liệu xi măng. Tồn bộ tập hợp đó phải chịu
lực (thường là các lực nén ép) như một thể thống nhất mà khơng có sự dịch chuyển
của mọi viên thành phần. Vật liệu thành phần làm nên khối xây thường là những vật
liệu ròn, chịu ứng suất nén tốt hơn rất nhiều chịu ứng suất kéo, nên khối xây cũng chịu
nén tốt.
2.1.2 Cấu tạo của khối xây

Thành phần khối xây bao gồm các lớp gạch đá nằm chồng lên nhau. Lớp vữa nằm
giữa hai lớp gạch đá kề nhau, có bề mặt trải rộng song song với mặt lớp và vuông góc
với phương của lực nén, gọi là mạch vữa nằm. Một lớp xây bao gồm một lớp gạch đá
đi kèm với một mạch vữa nằm bên dưới. Lớp xây có bề mặt vng góc với phương tác
dụng của lực nén. Các mạch vữa giữa các viên gạch đá trong một lớp (chỉ nằm trong

nội bộ một lớp), và chúng nằm dọc theo phương chịu lực nén gọi là các mạch vữa
đứng.

Hình 2.1: Cấu tạo cơ bản của khối xây chịu tải trọng nén thẳng đứng (Nguồn:
www.wikiwand.com)
Mỗi lớp gạch đá gồm một hay nhiều hàng, mà mỗi hàng là một dãy các viên gạch
đá nối tiếp nhau. Viên gạch đá có bề dài được xếp dọc theo chiều dài của hàng, gọi là


viên dọc. Hàng gồm toàn viên dọc, gọi là hàng dọc. Viên gạch đá có bề ngang được
xếp dọc theo chiều dài của hàng, gọi là viên ngang. Hàng gồm toàn viên ngang, gọi là
hàng ngang. Hàng nằm giáp mặt bên khối xây gọi là hàng ngoài. Hàng nằm bên trong
lõi khối xây gọi là hàng trèn.
Mạch vữa có nhiệm vụ lấp đầy các mối nối giữa các viên gạch trong khối xây.
Trong một khối xây có mạch vữa ngang và mạch vữa đứng.

Hình 2.2: Các loại mạch vữa
1-Mạch ngang; 2-Mạch đứng dọc; 3-Mạch đứng ngang
Các lớp xây gồm chỉ toàn các hàng gạch dọc sắp theo cùng một hướng gọi là lớp
xây dọc (lớp dọc thuần túy). Các lớp xây có tồn tại một hay nhiều hàng gạch ngang có
thể gọi là lớp ngang.
Vật liệu tạo thành khối xây đều là các dạng vật liệu ròn, chịu ứng suất nén rất tốt,
nhưng chịu ứng suất kéo kém. Do đó khối xây là loại kết cấu cơng trình thích hợp cho
việc chịu các tải trọng gây ra các ứng lực nén ép vng góc với các lớp xây, và rất
khơng thích hợp để chịu các tải trọng gây ra ứng lực kéo hay mô men.
Nếu các tải trọng tác dụng thẳng đứng theo phương trọng lực, thì nên sử dụng khối
xây dạng trụ, vách đứng (tường, trụ xây) hay dạng khối (như móng) có các lớp xây
nằm ngang, hoặc khối xây dạng vịm hay vịm cuốn có các lớp xây dạng rẻ quạt hướng
tâm vịm (tức là lớp xây vng góc với phương tiếp tuyến trục vịm) vì kết cấu dạng
vòm chịu tải trọng thẳng đứng thường chỉ xuất hiện ứng lực nén dọc theo phương trục

vòm. Khối xây dạng vòm và vòm cuốn, là kết cấu cổ xưa nhất mà con người tạo ra để
vượt các nhịp không gian bằng vật các liệu ròn truyền thống, trước khi con người tìm
thấy và sử dụng các vật liệu dẻo như thép hay cốt thép trong bê tông để chịu những
thành phần ứng lực kéo hay mơ men thường có trong các loại kết cấu khác mà cũng có
khả năng vượt nhịp không gian như kết cấu dầm, kết cấu dàn, kết cấu dây treo (cáp
treo),...
Nếu sử dụng khối xây chịu các tải trọng ngang thì, nên tạo ra khối xây dạng khối
có bề dày lớn (như đê đập), để lợi dụng độ ổn định (cân bằng bền) do bề dày lớn đem
lại chống lại tác động của tải trọng ngang (khi đó các lớp xây có thể vẫn nằm theo
phương ngang). Trong trường hợp khối xây có bề dày nhỏ nhưng vẫn phải chịu tải


ngang như khối xây tường chắn hay khối xây tường bể, thì phải tạo thêm cho khối xây
các gân gia cường (trụ liền tường) để phân bớt tải trọng hoặc tường có mặt bên cong
lồi về phía chịu áp lực (tương tự hiệu ứng vòm), hay tạo các lớp xây thẳng đứng (trong
trường hợp tường bể, tránh trùng mạch theo phương ngang).
2.1.3 Phân loại khối xây
-

Phân loại theo vật liệu thành phần:
+ Khối xây bằng gạch: Gạch đất sét nung, gạch silicát, gạch bê tông, hỗn hợp gạch
nung và đá,…
+ Khối xây bắng đá: Đá hộc, đá đẽo, đá kiểu…

-

Phân loại theo lỗ rỗng của viên gạch:
+ Khối xây bằng gạch đặc: Làm các kết cấu chịu lực.
+ Khối xây bằng gạch rỗng: Làm kết cấu bao che, ngăn cách hoặc ngăn âm, cách
nhiệt…

-

Phân loại theo thành phần vữa có các loại khối xây:
+ Khối xây vữa xi măng cát: Loại này dùng vữa có thành phần gồm cát làm cốt liệu
và xi măng là chất kết dính.
+ Khối xây vữa tam hợp (ba ta). Loại này sử dụng vữa xây có thành phần kết dính
là hỗn hợp của hai hay nhiều chất kết dính (như: vơi kết hợp với xi măng, hay vơi với
đường mật mía (vữa cổ truyền),...).
+ Khối xây vữa vôi. Thành phần vữa là cát (cốt liệu) và vơi (chất kết dính).

-

Phân loại theo cấu tạo khối xây:
+ Khối xây đặc: trong đó khơng có những khoảng trống giữa các viên gạch: khối
xây móng, trụ, tường chịu lực,…
+ Khối xây nhiều lớp: cấu tạo bởi hai hay nhiều lớp bằng những vật liệu khác nhau
(ví dụ: khối xây bằng gạch bê tơng và ốp ngồi bằng khối xây gạch gốm).
+ Khối xây bọc ngoài kết cấu bê tông cốt thép hay kết cấu thép (thường là các cột)
để bảo vệ hay làm tăng kích thước kết cấu nhầm mục đích tạo hình khối kiến trúc cho
cơng trình.
+ Khối xây rỗng: cấu tạo bởi hai hay nhiều độ dày (lớp) làm bằng vật liệu giống
nhau hay khác nhau với lớp không khi hay lớp nhồi bằng các vật liệu cách nhiệt ở
giữa. Tính tồn khối (khả năng không bị rời ra thành những phần riêng rẽ) của khối
xây được đảm bảo bởi lực dính giữa gạch đá, vữa; gạch đá xếp mạch so le trong những
hàng nằm ngang; hay bởi các thanh thép đường kính 4,8mm hoặc thanh giằng kim loại
có độ cứng tương đương gắn vào trong các mối nối ngang.

-

Phân loại theo chiều dày khối xây:


+ Khối xây 1/4 viên gach (60mm): đặt gạch nghiêng (Hình 2.3a).
+ Khối xây 1/2 viên gạch (110): đặt gạch nằm dọc (Hình 2.3b).
+ Khối xây 1 viên gạch (220): đặt gạch nằm ngang hoặc bởi hai dãy gạch đặt dọc
(Hình 2.3c).
+ Khối xây 1 1/2 gạch (330); hợp bởi một dãy gạch đặt dọc và một dãy gạch
đặt ngang (Hình 2.3d).

Hình 2.3: Hình ảnh khối xây gạch đá
Chú ý: Chiều dày của khối xây có thể tăng lên nữa.
-

Để đảm bảo cơng trình gạch đá chịu được tải trọng ngang lớn (ví dụ động đất…) thì
trong khối xây người ta còn đưa cốt thép lưới hoặc cốt thép dọc vào làm tăng khả năng
chịu trọng tải ngang của khối xây. Lúc này khối xây có thể chia ra thành:
+ Khối xây không đặt cốt thép.
+ Khối xây đặt cốt thép.

Hình 2.4: Khối xây khơng cốt thép (bên trái) và khối xây có cốt thép (bên phải)
2.1.4 Các yêu cầu kỹ thuật chung của công tác xây

Theo TCVN 4085:1985: Khối xây dựng phải đảm bảo những nguyên tắc kỹ thuật
thi cơng sau: ngang-bằng; đứng thẳng; mặt phẳng; góc-vng; mạch khơng trùng;
thành một khối đặc chắc.


-

Khối xây phải ngang bằng
Khơng có đầu cao đầu thấp. Khối xây gạch đá chịu nén tốt, chịu uốn và chống trượt
kém nên hàng gạch phải vng góc với lực tác dụng lên khối xây.
Nếu hàng gạch khối xây bị nghiêng một góc α nào đó thì ngồi lực nén Pcosα
(Hình I.4) trong khối xây cịn xuất hiện lực Psinα nằm dọc theo các hàng gạch xây.

Nếu Psinα lớn hơn lực ma sát giữa gạch và vữa trong khối xây thì các hàng gạch
trong khối xây sẽ trượt lên nhau.
Để khơng xảy ra điều này thì:
Psinα < Fms = kPcosα
Chia hai vế cho Pcosα ta được:
tga <= k = tgφ, nghĩa là: α< φ, để an tồn: α =φ/2
Trong đó k: hệ số ma sát
φ-góc ma sát trong của khối xây (φ = 30÷35°)
Ngồi ra, nếu khối xây khơng ngang bằng sẽ gây khó khăn cho việc thi cơng sàn,
mái sau này. Vì vậy trước khi xây phải kiểm tra, điều chỉnh độ ngang bằng của lớp lót,
của mặt móng, của sàn, tiến hành bắt mỏ và xây theo dây. Trong quá trình xây phải
thường xuyên dùng ống thủy bình kiểm tra độ ngang bằng của mỏ để kịp thời điều
chỉnh mạch vữa khi có hiện tượng khối xây khơng ngang bằng.
-

Khối xây không bị trùng mạch
Trùng mạch là hiện tượng các mạch vữa đứng trong các lớp xây liên tiếp nối liền
với nhau thành một tuyến thẳng hàng hoặc gần như thẳng hàng, dọc theo phương tác
dụng của tải trọng nén, mà phương này thường vng góc với lớp xây.
Trùng mạch làm khối xây bị chia tách thành các chồng gạch đá riêng lẻ, nằm kẹp
hai bên mỗi dải mạch đứng, và có độ mảnh kết cấu rất lớn theo phương chịu lực nén,
mà khơng có sự liên kết giữa các chồng gạch đá đó với nhau trong khi xây. Khả năng
chịu lực của khối xây trùng mạch bị yếu đi rất nhiều so với không trùng mạch, kể cả
khi vữa đã có cường độ, thậm chí có thể bị sụp đổ do mất ổn định. Muốn khắc phục

người ta phải tạo ra các viên khóa nằm trong các lớp xen kẽ, để liên kết hai phần khối
xây ở hai bên dãy mạch đứng và phá vỡ sự liên tục của dãy mạch đứng này.
Xử lý hiện tượng trùng mạch bằng cách ngắt sự nối liền các mạch vữa đứng bởi
những viên gạch đá khóa mạch. Dọc theo phương tải trọng nén, thỉnh thoảng hay
thường xuyên dùng những viên khóa mạch đặt vắt ngang qua bên trên mỗi mạch vữa
đứng lớp dưới (chiều kích thước của viên khóa mạch, vng góc với mạch đứng, được
đặt vắt qua mỗi bên mạch đứng cần khóa một nửa), ngắt dịng mạch đứng ra. Các viên
khóa mạch của một lớp ngay bên dưới tập hợp thành lớp trên, với tất cả các mạch vữa
đứng lớp trong nó nằm so le với mạch vữa đứng lớp dưới.

Khi xây gạch, để khỏi trùng mạch, độ lệch mạch trong khối xây phải lớn hơn hay
bằng một phần tư chiều dài viên gạch, ≥ L/4.
Đối với mạch vữa đứng dọc (mạch dọc) có thể cho phép trùng mạch tới năm lớp,
tuy nhiên không trùng mạch dọc vẫn là tốt nhất. Còn đối với mạch vữa đứng ngang
(mạch ngang) thì khơng cho phép trùng mạch (mỗi lớp trên phải khóa ngay mọi mạch
ngang của lớp dưới liền kề).
-

Mọi mạch vữa phải no đầy
Vữa xây làm nhiệm vụ kết dính các viên gạch trong khối xây. Tất cả các mạch vữa
trong khối xây phải được trèn đầy và ép ngồi cho chặt, nhất là mạch đứng. Nếu khơng
đầy mạch, sẽ làm giảm yếu cục bộ khối xây. Tuy nhiên, cường độ vữa xây thường thấp
hơn hay ngang bằng cường độ của gạch đá và lại phát triển dần theo thời gian (khơng
có ngay được tại thời điểm thực hiện xây), nên mạch vữa quá dày cũng làm yếu khối
xây. Theo quy phạm thi công công tác xây của Việt Nam, thì mạch vữa trong khối xây
gạch chỉ thường dày 0,8-1,2 cm.

-

Khối xây phải thẳng đứng (về tổng thể)
Khối xây chịu kéo và chịu uốn kém, nó chịu nén tốt nhất theo phương vng góc
với lớp xây của nó. Do chịu nén tốt, nên khối xây càng thẳng đứng thì nó chịu nén
càng đúng tâm và càng đỡ mất ổn định hơn. Trường hợp các khối xây có mặt bên nằm
nghiêng, (khơng thẳng đứng) như các khối xây móng, khối xây đê, đập,..., để các khối
xây này làm việc trong trạng thái chịu nén đúng tâm, thì chúng cần được xây rật cấp


theo bậc thang thành các tiết diện tổng thể dạng hình thang cân, trên nhỏ dưới đế to, để
hợp lực của tải trọng nén có điểm đặt trùng với trọng tâm chân đế các kết cấu xây đó.
-

Mặt trên mỗi lớp xây phải phẳng và ngang bằng
Mặt trên lớp xây ngang bằng thì tải nén vào lớp xây khơng có thành phần gây trượt
tách lớp.
Nếu lớp xây nằm nghiêng, mỗi viên gạch trong lớp đó sẽ chịu tác động bởi một tải
trọng nén xiên so với mặt trên viên gạch. Tải trọng này, phân thành hai lực thành phần,
một theo phương vng góc với mặt trên viên gạch, tạo nén tốt lên mạch vữa nằm và
các lớp dưới (phát huy hết ưu điểm của kết cấu xây gạch đá), nhưng thành phần còn
lại, hướng dọc theo mạch vữa nằm, gây hiện tượng trượt tách giữa các lớp xây, ảnh
hưởng xấu tới kết cấu thống nhất của khối xây. Nếu các lớp xây ngang bằng thì tải
trọng nén chỉ cịn thành phần thứ nhất, khi đó phát huy được ưu điểm của kết cấu xây
gạch đá, mà không phát sinh lực trượt khơng tốt giữa các lớp xây.
Trong kết cấu vịm (khối xây vòm) yêu cầu này được chuyển thành: lớp xây vịm
phải vng góc với phương tiếp tuyến với trục vịm tại mỗi vị trí (cũng tức là vng
góc với phương trục vòm).

-

Mặt bên khối xây phải phẳng
Mặt bên (mặt biên) khối xây phải phẳng không lồi lõm cục bộ làm khối xây chịu
lực tốt hơn, đồng thời đẹp hơn và tiết kiệm vật liệu, nhân cơng hồn thiện.

-

Góc của các khối xây tường và trụ phải vuông, sắc cạnh:
Các loại khối xây thường có bề mặt nổi lên trên mặt đất, không bị khuất lấp, như
khối xây tường, trụ,... cần được đảm bảo về mặt mỹ quan ngay trong khi thực hiện
cơng tác xây. Các góc của các khối xây tường hay trụ cần phải vng góc, để khi thực
hiện các cơng tác hồn thiện (lát, ốp, lắp khn cửa...) sẽ dễ dàng hơn, tiết kiệm nhân
công, vật liệu và thời gian cho cơng tác hồn thiện., tăng hiệu quả sử dụng và thẩm mỹ
sẽ cao.

-

Thành một khối đặc chắc
Để chịu lực và cách âm, cách nhiệt tốt. Vừa có tác dụng liên kết các viên gạch với
nhau tạo thành khối xây đặc chắc, chịu lực và truyền tải trọng của cơng trình. Muốn
thế, vật liệu dùng để pha trộn vữa xây phải đạt yêu cầu theo các tiêu chuẩn Nhà nước
hiện hành; vữa phải được cân đong, pha trộn theo đúng mác thiết kế, đủ dẻo; các mạch
ngang, mạch đứng của khối xây phải no vữa; chiều dày mạch vữa phải theo đúng thiết
kế; gạch phải đảm bảo chất lượng, sạch và đủ độ ẩm cần thiết; công tác che mưa nắng
bảo dưỡng và bảo vệ khối xây phải được thực hiện nghiêm túc.


2.2 Tính chất cơ học của khối xây gạch đá
2.2.1 Trạng thái ứng suất của gạch đá và vữa trong khối xây chịu nén

Ngay cả khi khối xây chịu tải trọng nén phân bố đều trên toàn bộ tiết diện thì trạng

thái ứng suất trong các viên gạch đá và vữa cũng rất phức tạp. Chúng đồng thời chịu
nén lệch tâm, nén cục bộ, uốn, cắt và kéo.
-

Nguyên nhân: Do sự không đồng nhất của các lớp vữa và gạch đá, sự khác nhau về
tính chất biến dạng của vữa và gạch đá.
+ Trộn vữa không đều (chỗ nhiều cát, chỗ nhiều chất kết dính), hiện thượng co
ngót khơng đều của vữa, trình độ xây… khiến mạch vữa có những chỗ khác nhau về
ứng suất, biến dạng, làm trong viên gạch xuất hiện momen uốn, lực cắt, nén cục bộ.
+ Khi chịu nén, khối xây vừa có biến dạng dọc, vừa có biến dạng ngang, trong đó
biến dạng ngang của vữa lớn hơn biến dạng ngang của gạch. Lực dính và ma sát giữa
gạch và vữa ngan cản một phần biến dạng ngang của vữa → xuất hiện ứng suất kéo
trong gạch và ứng suất nén trong vữa. Ứng suất kéo này cộng với ứng suất kéo khi
viên gạch chịu uốn có thể vượt quá giới hạn cường độ chịu kéo của gạch (rất nhỏ) →
nứt gạch.
+ Ngồi ra, tính chất biến dạng của bản thân các viên gạch đá cũng khác nhau.

Hình: Trạng thái ứng suất của gạch đá và vữa trong khối xây chịu nén
(1. Nén; 2. Kéo; 3. Uốn; 4. Cắt; 5. Nén cục bộ)

Cường độ chịu nén của khối xây
Cơng thức tính cường độ chịu nén của khối xây


Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của khối xây:
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới cường độ chịu nén của khối xây như: chất lượng
gạch, chất lượng vữa, trình độ thi cơng, điều kiện làm việc… Các yếu tố này đều làm
cho cường độ khối xây luôn nhỏ hơn cường độ của bản thân gạch đá.
-

-

-

-

Ảnh hưởng của cường độ và loại gạch đá: Đây là yếu tố ảnh hưởng chủ yếu tới cường
độ chịu nén của khối xây. Trong khối xây, các viên gạch, đá chịu một trạng thái ứng
suất phức tạp: chịu nén, chịu uốn, chịu kéo, chịu cắt… Cho nên cường độ của khối xây
phụ thuộc cả vào cường độ khác nhau của gạch, đá.
Ảnh hưởng của cường độ và loại vữa: Thành phần và tính chất biến dạng của vữa cũng
ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của khối xây. Một số loại vữa có pha phụ gia tuy có
làm tăng cường độ của vữa nhưng đồng thời làm cho tính chất biến dạng tăng lên.
Ảnh hưởng của tuổi của khối xây và thời gian tác dụng của tải trọng: Tuổi của khối
xây tăng lên, cường độ của vữa tăng lên do đó cường độ của khối xây tăng lên.
Ảnh hưởng của phương pháp thi công và chất lượng khối xây: Chất lượng khối xây
đặc trưng bởi mức độ bịt kín, lấp đầy các mạch vữa và sự sắp xếp hợp lý các hàng
gạch, điều này phụ thuộc và trình độ người thợ xây. Trình độ thợ xây khác nhau tạo
nên chất lượng khối xây khác nhau, do đó cường độ khối xây có thể chênh nhau 1,4 ÷
1,5 lần (với cùng mác gạch và vữa).
Ảnh hưởng của bề dày mạch vữa ngang, hình dáng viên gạch:
+ Bề dày mạch vữa ngang tiêu chuẩn là 10-12mm. Khi dùng vữa có tính biến dạng
lớn (như vữa vơi) thì chiều dày mạch vữa nên lấy nhỏ đi.
+ Gạch có hình dạng đều đặn, đúng quy cách thì cường độ khối xay sẽ cao hơn so
với loại gạch cong vênh, bề mặt lồi lõm.

-

Ảnh hưởng của độ linh động của vữa và mức độ lấp đầy mạch vữa đứng:
+ Tăng độ linh động bằng cách tăng tỷ lệ N/X → vữa dễ lấp đầy các mạch đứng và

chỗ lõm → tăng năng suất lao động, tăng cường độ khối xây.


+ Tăng N/X không làm giảm cường độ khối xây vì khi xây gạch sẽ nhanh chóng
hút hết phần nước thừa quá khả năng giữ nước của vữa.
+ Mạch đứng được lấp đầy sẽ cản trở biến dạng ngang của mạch, giảm tập trung
ứng suất trong mạch → tăng cường độ khối xây.
-

Ảnh hưởng của của tải trọng lặp lại: Tải trọng thay đổi trị số lặp đi lặp lại nhiều lần
làm khối xây nhanh chóng bị phá hoại. Lực phá hoại phụ thuộc vào quá trình xuất hiện
vết nứt đầu tiên trong khối xây và chu kì thay đổi của tải trọng. Khi khối xây đã xuất
hiện vết nứt đầu tiên, dưới tác dụng của tải trọng lặp lại, khối xây sẽ nhanh chóng bị
phá hoại.
2.2.2 Cường độ chịu nén cục bộ của khối xây

Khối xây chịu nén cục bộ khi chỉ một phần tiết diện chịu ứng suất nén trực tiếp,
phần còn lại của tiết diện hoặc là khơng có ứng suất, hoặc là có ứng suất nhỏ hơn.
Cường độ chịu nén cục bộ của khối xây được xác định theo cơng thức thực nghiệm
sau:

Trong đó: Fcb là diện tích phần chịu nén cục bộ
F là diện tích tính tốn, lấy theo hướng dẫn.
Giới hạn cường độ của phần khối xây chịu nén cục bộ (R ccb ) lớn hơn giới hạn
cường độ của khối xây khi bị nén đều (R C) vì phần khối xây khơng chịu nén hoặc chịu
nén ít sẽ cản trở biến dạng ngang của phần chịu nén cục bộ.
2.2.3 Cường độ chịu kéo trục của khối xây

Do đặc điểm cấu tạo của khối xây là thành từng lớp nên tùy theo phương tác dụng
của lực kéo mà khối xây có thể phá hoại theo tiết diện khơng giằng hoặc tiết diện có

giằng.
a) Kéo không giằng:


Hình: Khối xây chịu kéo theo mạch khơng giằng
-

Lực kéo vng góc với mạch vữa ngang.
Sự phá hoại xảy ra theo mặt tiếp xúc giữa gạch và vữa hoặc theo mặt cắt qua mạch
vữa. Chỉ khi nào cường độ gạch quá kém mới xảy ra mặt cắt phá hoại qua gạch.
Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của khối xây: Bằng lực dính pháp tuyến giữa gạch và
vữa, hoặc cường độ chịu kéo của mạch vữa.
Chú ý: Trong xây dựng, không được dùng trường hợp kéo khơng giằng.

b) Kéo có giằng:

Hình: Khối xây chịu kéo theo mạch giằng
-

Lực kéo song song với mạch vữa ngang.
Sự phá hoại xảy ra theo tiết diện cài răng lược, hoặc tiết diện bậc thang, cũng có khi
phá hoại theo tiết diện đi qua các mạch vữa đứng và các viên gạch.
Lực kéo do khả năng chống cắt của mạch vữa ngang chịu → lực dính tiếp tuyến giữa
gạch và vữa.
2.2.4 Cường độ chịu uốn của khối xây

Sự phá hoại bắt đầu từ vùng kéo. Cường độ chịu kéo khi uốn thường lớn hơn 1,5
lần cường độ chịu kéo.
Xác định cường đôh chịu kéo khi uốn theo cơng thức sau:
Rtw =

Trong đó: M là mơmen uốn phá hoại khối xây
W là mômen kháng uốn đàn hồi của tiết diện;


2.2.5 Cường độ chịu cắt của khối xây

Khối xây cũng có thể chịu cắt theo tiết diện khơng giằng hoặc tiết diện có giằng.
-

Cắt theo tiết diện khơng giằng: Xảy ra khi lực cắt song song với mạch vữa giữa các
hàng xây.
Cắt theo tiết diện có giằng: Lực cắt vng góc với mạch vữa giữa các hàng xây.
2.2.6 Biến dạng của khối xây khi chịu nén

Khối xây là vật liệu đàn hồi dẻo, quan hệ ứng suất-biến dạng của khối xây là đường
cong.
Khối xây được cấu tạo từ vữa và gạch đá, mà:
- Vữa có quan hệ ứng suât-biến dạng là đường cong.
- Gạch đá có quan hệ ứng suất-biến dạng gần như là đường thẳng.
 Đường cong (σ_ε) của khối xây là do tính chất của vữa quyết định.

Mơđun biến dạng của khối xây:

Công thức thực nghiệm:

E0 là môđun biến dạng ban đầu của khối xây, E0 = α Rc
α là đặc trưng đàn hồi của khối xây:
+ Khối xây đất sét nung, số hiệu vữa ≥ 258 thì α = 1000
+ Khối xây đá hộc, gạch bê tông xi măng, số hiệu vữa ≥ 25 thì α = 1500