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

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 đákhối xây Gạch đá
I. Sơ lược lịch sử phát triển
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 1. Mở đầu 1. Mở đầu
Từ xa

xưa
• Xếp các khối đá thành hang, hốc để ở
• Sử dụng vữa để liên kết các viên đá
• Sản xuất gạch bằng cách nung
• Đẽo, gọt các viên đá theo hình dáng mong muốn
Công trình gạch đá
nổi tiếng thế giới
Kim tự tháp Vạn Lý Trường Thành Đền thờ Angco
nổi tiếng thế giới
Đền thờ nữ thần Hy Lạp Nhà thờ Đức Bà Paris Điện Patheon - Rome
Công trình gạch đá
nổi tiếng Việt Nam
Thành Nhà Hồ Cửa Đông thành – Đồng Hới
nổi tiếng Việt Nam
Tháp Bình SơnCột cờ Hà Nội Nhà thờ đá Phát Diệm
II. Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng
ĐIỂM
- Bền vững và tốn ít tiền bảo dưỡng
-
Độ cứng lớn, chịu nén khá tốt
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 1. Mở đầu 1. Mở đầu
ƯU ĐIỂ
-
Độ cứng lớn, chịu nén khá tốt
- Cách âm và cách nhiệt khá tốt
- Tận dụng được vật liệu của địa phương
ƯỢC ĐIỂM
- Trọng lượng bản thân lớn
-

Chịu kéo và chịu cắt kém
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 1. Mở đầu 1. Mở đầu
NHƯỢC Đ
-
Chịu kéo và chịu cắt kém
- Chịu tải rung động kém
- Dễ bị phong hóa => Cần bảo vệ
Phạm
vi
sử
Kết cấu chịu lực
- Móng - Cột
- Tường - Mái vỏ không gian
Kết cấu bao che
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 1. Mở đầu 1. Mở đầu
Phạm
vi
sử
dụng
Kết cấu chuyên dụng
- Tường chắn - Bể chứa
- Ống khói - Cầu cống
- 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)

Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
a. Theo phương pháp chế tạo (2 loại)
- Gạch nung:
- Gạch không nung:
Gạch Kêramit (gạch gốm)Gạch đất sét ép khô hoặc ép dẻo
Gạch Silicat Gạch bê tông Gạch than xỉ
b. Theo dung trọng trung bình
γ
(4 loại)
- Gạch nặng: γ ≥ 1800 kG/m
3
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/m
3
- Gạch nhẹ: 1500 ≥ γ ≥ 1000 kG/m
3,
độ rỗng toàn phần từ 30 ÷ 50% như
gạch có lỗ v.v
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
gạch có lỗ v.v
- Gạch rất nhẹ : 1000 kG/m
3
≥ 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
V

lr
/V
vg
≤ 20%
- Gạch rỗng: Độ rỗng toàn phần
V
lr
/V
vg
> 20%
d. Theo trọng lượng viên gạch (2 loại)
- Viên gạch: Trọng lượng gạch ≤ 5kG, b
max
= 120
÷
140 (mm)
- Tảng khối: Trọng lượng gạch = 5
÷
25 kG
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
Hình : Kích thước viên gạch
Hình : Các loại gạch nung
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
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá

-) Công thức xác định
- Cường độ mẫu thử khi chịu nén:
- Cường độ mẫu thử khi chịu uốn:
F
N
R
g
=
2
2
3
bh
Pl
R
u
g
=
a) Thí nghiệm
nén gạch
b) Thí nghiệm
uốn gạch
- Cường độ tiêu chuẩn của gạch:
-) Khi chịu nén:
-) Khi chịu uốn:
5
5
1
∑
=
=

i
gi
c
g
R
R
5
5
1
∑
=
=
i
u
gi
uc
g
R
R
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
- 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.
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
:
M
300
;
M
400
;
M
500
;
M
600
;
M
800
và
M
1000
.
Dùng
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
-
Gạch

mác
cao
:
M
300
;
M
400
;
M
500
;
M
600
;
M
800
và
M
1000
.
Dùng
trong những công trình đặc biệt.
=> Trong khối xây các công trình dân dụng thường dùng: M50, M70,
M100, M125 và M150.
Mác gạch
Cường độ mẫu nén (kG/cm
2
) Cường độ mẫu uốn (kG/cm
2

)
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
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
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: E
g
= (1÷2).10
5
kG/cm
2
-) Đối với gạch đất sét ép khô: E
g
= (0,2 ÷ 0,4).10
5
kG/cm
2
- 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.
II. Vật liệu đá
- Phân loại đá
-) Đá nặng: Dung trọng γ ≥ 1800kG/m
3
, thường gặp là đá hoa cương,

đá vôi sa thạch, đá bazan, đolômít, gabrô v.v
-) Đá nhẹ: Dung trọng γ < 1800kG/m
3
, thường gặp là các loại đá bọt,
đá
tuff,
đá
vôi
vỏ
sò
v
.
v

Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
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
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
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
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
-) Tính linh động (Tính dẻo)
-) Tính bền vững cần thiết
-) Độ sệt
-) Bảo đảm dễ xây
-) Khả năng giữ nước
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
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
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
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
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
- 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.
3) Phân loại vữa
- Phân loại theo dung trọng ở trạng thái khô
-) Vữa nặng có γ > 1500kG/m
3
-) Vữa nhẹ có γ ≤ 1500kG/m

3
- Phân loại theo chất kết dính và cốt liệu
-
)
Vữa
nước
:
dùng
chất
kết
dính
là
các
loại
ximăng
Pooclăng
hoặc
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
-
)
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.
-) 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
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
trong
điều
kiện
tiêu
chuẩn
- Cường độ trung bình của vữa ximăng và vữa tam hợp trong phạm vi tuổi
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
28
)1(28
R
ta
at
R
t
+−
=
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
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
- 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
- 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
,
062
mm
khi
mác
vữa
từ
10
trở
lên
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
-
)
0
,
062
mm
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 Q
x
(tính bằng kG cho 1m
3
cát hạt trung bình và lớn khi
độ ẩm từ 1 đến 3%) trong vữa:
1000.
7.0
x
v
x
R
R
Q =
- Lượng vôi tôi trong vữa cho 1m
3
cát (tính bằng lít):
D = 170×(1 – 0,002Q
x
)
- 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
%
Chương Chương 1. 1. Tính chất cơ học của khối xây gạch đáTính chất cơ học của khối xây gạch đá
§§ 22. . Vật liệu dùng trong khối xây gạch đáVật liệu dùng trong khối xây gạch đá
-
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