Slide bài giảng kết cấu gạch đá

Bộ môn: Kết cấu Gạch đá
Khoa Xây dựng – Trường đại học Kiến trúc Hà nội

Tài liệu học tâp:
Giáo trình chính:
1. Giáo trình kết cấu Gạch đá và gạch đá có cốt thép

Tài liệu tham khảo:

Giáo viên Giang dạy: Dương Quang Hùng
ĐT: 0912472670


Ch−¬ng 1.
Kh¸i NiÖm Chung


Đ1. KháI niệm chung
1. Khái niệm
Kết cấu gạch đá đợc dùng khá phổ biến trong các công trình DD, CN và giao thông.
- Làm các kết cấu chịu lực cho ngôi nhà: Móng, Tờng, Cột, Sàn, Mái vỏ mỏng không
gian (Vợt đợc nhịp 50m); (Nhà 56 tầng), ở Nga 16 tầng, Kim tự tháp Ai cập 14,6m,
2triệu viên đá.
- Làm các kết cấu bao che.
- Bể chứa, tờng chắn, cầu cống (nhỏ và vừa), ống khói, hầm lò (ống khói 150m)
u điểm:
- Bền vững và tốn ít tiền bảo dỡng (bảo dỡng phụ thuộc vào môi trờng), bảo vệ bằng các
lớp ốp, trát.
- Độ cứng lớn, chịu nén khá tốt.
- Cách âm và cách nhiệt khá tốt.
- Tận dụng đợc vật liệu địa phơng, tiết kiệm xi măng, thép.

™ Nh−îc ®iÓm:
- Träng l−îng b¶n th©n lín (γ = 1800kG/m3).
- ChÞu kÐo vµ chÞu c¾t kÐm.
- ChÞu t¶i träng ®éng kÐm.

§2. Lịch sử phát triển (SGK)


Ch−¬ng 2.
Vật liệu


Đ1. Gch ỏ

10(9.5)

6.5

1. Cỏc loi gch
Phân theo cách chế tạo:
- Gạch đất sét nung:
+ ép khô.
+ ép dẻo.
+ Đặc.
+ Có lỗ rỗng.
- Gạch không nung:
+ Gạch vôi xỉ: Cờng độ thấp chỉ sử dụng cho công trình tạm.
+ Gạch sili cát: Cờng độ cao, nhng không nên dùng xây móng.

+ Gạch bê tông: Cờng độ cao.
+ Gạch đất đồi (đá tổ ong): Cờng độ thấp.

)
20
(
22



Phân theo dung trọng:
- Gạch nặng: 1800kG/m3
- Gạch nhẹ: 1300 1500kG/m3, độ rỗng: 30ữ50%
- Gạch rất nhẹ: 1000kG/m3, độ rỗng >50%

2. Cỏc loi ỏ
- Đá ốp lát:
+ Granit: Độ cứng cao, màu đẹp nên đợc sử dụng cho các công trình đặc biệt.
+ Đá Cẩm thạch.
- Đá xây:
+ Có quy cách: Viên đá đợc gia công, chế tạo theo hình dạng và kích thớc nhất định
+ Không có quy cách (Đá hộc): Đá khai thác tự nhiên, khi xây chỉ gia công chút ít, khối
xây có nhiều lỗ rỗng, dẽ trợt cờng độ thấp.



3. Cng ca gch ỏ
Cờng độ là khả năng chịu lực trên một đơn vị diện tích đợc đặc trng bởi mác (hay số
hiệu). Thờng biểu thị cờng độ của gạch đá theo mác chịu nén hay chịu uốn.
- Theo khả năng chịu nén Rg = N/F mác gạch chia làm 3 nhóm:

+ Gạch có số hiệu cao: 300, 400, 500, 600, 800 & 1000
+ Gạch có số hiệu trung bình: 75, 100, 125, 150 & 200
+ Gạch cố số hiệu tháp: 4, 7, 10, 15, 25, 35, &50
Thờng dùng: 50, 75, 100, 125, 150.
- Mác đá có các loại: 4, 10, 25 - 3000


Đ2. Va
1. Yờu cu v tỏc dng
Yêu cầu:
- Phải có cờng độ nhất định, bền, linh động, độ sệt bình thờng, khả năng giữ nớc, dễ xây.
- Độ sệt:
+ 3 - 13cm đối với khối xây bằng gạch tảng hoặc khối đặc.
+ 7 - 8cm đối với khối xây bằng gạch hoặc tảng có lỗ.
+ 4 - 7cm đối với khối xây bằng đá hoặc bê tông đặc.
+ 1 - 3cm đối với khối xây rỗng.
Tác dụng:
- Liên kết các viên gạch đá.
- Phân phối ứng suất từ viên gạch này đến viên gạch khác.
- Lấp kín các khe hở trong khối xây.


2. Cỏc loi va
- Vữa xi măng: XM + Cát + Nớc.
+ Khô cứng nhanh, khó thi công.
+ Cờng độ cao, giòn.
- Vữa tam hợp (vữa ba ta): XM + Cát + Vôi (đất sét) + Nớc.
+ Dẻo.
+ Thời gian khô cứng vừa phải

D Dùng nhiều.
- Vữa vôi: Vôi (đất sét) + Cát + Nớc.
+ Cờng độ thấp > Công trình tạm.

3. Cng ca va
- Cờng độ của vữa đợc đặc trng bởi mác (số hiệu). Xác định bằng cách nén các mẫu thử
khối vuông cạnh 7,07cm trong các điều kiện tiêu chuẩn.


- Rtb của vữa XM & vữa Tam hợp ở tuổi 90 ngày có thể xác định bằng công thức:

Rt =

at
R 28t
28(a 1) + t

a = 1,5
t - tuổi tính = ngày.
+ Vữa mác thấp: 2, 4
+ Vữa mác trung bình: 10, 25
+ Vữa mác cao: 50, 75, 100, 150 & 200
Chú ý:
+ Thành phần cấp phối và phạm vi sử dụng của từng loại vữa đợc quy định trong quy phạm.
+ Trong các khối xây có cốt thép không dùng vữa có vôi.


Ch−¬ng 3.
Các loại khối xây

Đ1. Phõn loi
1. Theo hỡnh dng ca gch ỏ
- Khối xây có quy cách: Các viên gạch, đá đợc gia công theo hình dạng thích hợp.
- Khối xây không có quy cách: Khối xây bằng đá hộc hoặc bằng bê tông đá hộc.

2. Theo cu to
- Khối xây đặc.
- Khối xây nhiều lớp (2 lớp vật liệu khác nhau)
- Khối xây rỗng: Giữa hai lớp của khối xây là lớp cách nhiệt.
- Khối xây hỗn hợp: Cú t ct thộp; gia cng bng thộp


Đ2. Nguyờn tc chung khi cu to khi xõy
1. Tốt nhất là thiết kế khối xây chịu nén.
- N vuụng gúc mạch vữa ngang.
- Mạch vữa ngang // với mặt ngoài khối xây.
- Mạch vữa dọc vuụng gúc với mặt ngoài khối xây.

2. Khi chọn bề rộng khối xây phải chú ý đến kích thớc gạch đá.
Thờng bKX = BSC(bviờn gch) + Tổng chiều dày các mạch vữa.
Thí dụ: Với gạch chỉ 22010560:

0,8 ữ 1,5 với gạch
v a =
b KX = 220; 330; 450; ...
0,2 ữ 2 với dá
3. Không trùng mạch.
- Mạch vữa đứng của các hàng lệch nhau 1/2 ữ 1/4 viên gạch

4. ảm bảo các yêu cầu về giằng trong khối xây.
- Với khối xây gạch chỉ, có các hình thức tổ chức giằng:
+ Hỗn hợp dọc ngang
+ 3ữ 5 dọc - 1 ngang.
+ Kết hợp các giằng bê tông cốt thép.

5. ảm bảo sự tiếp xúc và liên kết chắc chắn giữa gạch và vữa.
- Vữa phải có độ dẻo và độ linh động cần thiết kế.
- Phải tới nớc các viên gạch trớc khi xây khi các viên gạch quá khô, các viên gạch
phải sạch bụi và không đợc ớp nớc.


Ch−¬ng 4.
Tính chất cơ học của
khối xây


Đ1. Các giai đoạn làm việc của khối xây.
N
Khảo sát sự làm việc của
khối xây chịu nén từ lúc bắt
đầu đặt tải đến lúc bị phá
hoại phân làm 3 giai đoạn

a)

Nn

N=Nn
b)

c)

- Giai đoạn I:
+ Nnh khối xây cha có vết nứt
+ NN = Nnt D xuất hiện vết nứt nhỏ tại một vài viên gạch.
- Giai đoạn II: NN = Nnt
+ Vết nứt ở giai đoạn 1 mở rộng
+ Hình thành thêm các vết nứt mới.

D Các vết nứt nối liền nhau bởi các mạch vữa đứng chia khối xây thành nhiều nhánh
có lớn dễ bị uốn dọc.


N=Np

- Giai đoạn III: NN = NP

d)

+ Vết nứt mở rộng D khối xây nhanh chóng bị phá hoại.
Chú ý:
+ Khi khối xây ở vào giai đoạn II nếu N không tăng thì khối xây
cũng dần dần dẫn đến bị phá hoại sự phá hoại do tải trọng dài
hạn.
+ Để đánh giá mức độ an toàn về cờng độ của khối xây khi vừa
nứt, dùng tỷ số Nn/NP (Bảng 3.1):
+ Trong mọi trờng hợp, sự xuất hiện vết nứt đầu tiên phải đợc xem là dấu hiệu không bình

thờng, cần phân tích nguyên nhân để có biện pháp xử lý kịp thời.
N n N P ứng với tuổi khối gxây (này)

Loại vữa

Va XM
Va TH
Va vụi

3

28

720

0,6
0,5
0,4

0,7
0,6
0,5

0,8
0,7
0,6


Đ2. Biến dạng của khối xây chịu nén.
1. Quan hệ ứng suất - biến dạng.

Thí nghiệm khối xây chịu nén D Quan hệ ƯS-BD là một
đờng cong.

=0

c

1,1R
c
R



- Vữa: Biến dạng nhiều, ƯS-BD: cong.





- Gạch: Bến dạng ít, ƯS-BD: thẳng.

o

- Quan hệ trong khối xây do tính chất của vữa & sự
tiếp xúc giữa gạch và vữa quy định:

0

ch

+ Khối xây bằng tảng lớn: ít mạch vữa ngang D biến dạng ít, cờng độ cao.
+ Trong một hàng gạch tiếp xúc với vữa lớn: biến dạng ít D cờng độ khối xây cao
(F lớn D nh D nh)






2. Mô đun biến dạng của khối xây (E).
Định nghĩa:

=0

c

1,1R
c
R

d
d



E = tg =

E0 = tg0 - Mô đun biến dạng ban đầu của khối xây khi chịu nén

E0 = R

C

o

Theo kết quả thực nghiệm

0



ch

RC - Cờng độ chịu nén tiêu chuẩn của khối xây.

Dạng KX
- Đặc trng đàn hồi của khối xây
Số hiệu va (PL1)
Xác định E trong tính toán:
- Khi tính toán TTGH thứ nhất: E = 0,8E0
- Khi xác định nội lực trong kết cấu siêu tĩnh có khối xây cùng kết hợp chịu lực với các
bộ phận bằng vật liệu khác: E = 0,5E0

3. Mô đun chống trợt của khối xây.
G = 0,4E0

4. Biến dạng của khối xây.
Biến bạng tỷ đối của khối xây có kể đến tính từ biến đợc xác định theo công thức:

=


E0

- ƯS để xác định
- hệ số xét đến ảnh hởng của từ biến đối với khối xây =:
1,8 - KX bằng gạch gốm có lỗ rỗng thẳng đứng
2,2 - KX bằng gạch đất sét ép dẻo và nửa ép khô.
2,8 - KX bằng gạch kích thớc thớc lớn hoặc bằng BT nng
3,0 - KX bằng gạch Sili cát các loại hoặc bằng gạch đợc chế tạo từ BT cốt liệu rỗng.
4,0 - KX bằng gạch chế tạo từ bê tông tổ ong có chng hấp.


Đ3. Cờng độ của khối xây.
1. Cờng độ tiêu chuẩn RC [kG/cm2]
n

Rc =

Ri
i =1

n

Ri - cờng độ mẫu thử thứ i
n - số lợng mẫu thử

2. Cờng độ tính toán gốc (R) [kG/cm2]

Rc
R=
k
k - hệ số an toàn về vật liệu, xét đến các yếu tố làm giảm cờng độ khối xây.

2 - KX chịu nén
2,5 - KX chịu kéo

K=

Các loại R cho trong các PL 2 ữ 7 - SGK


3. Cờng độ tính toán (Rtt) [kG/cm2]
Rtt = R.m
m = mi
m, mi - hệ số điều kiện làm việc:
+ Khi tính toán, kiểm tra các trụ và các mảng tờng giữa 2 ô cửa có F 0,3m2: m = 0,8
+ Khi tính các CK tiết diện tròn bằng gạch không cong và không có lới thép: m = 0,6
+ KX bằng vữa xi măng: m = 0,85
+ Khi kiểm tra R của các khối xây chịu nén của những công trình cha xây xong (trừ những
nhà bằng tấm gạch nung): m = 1,25

4. Các nhân tố ảnh hởng đến cờng độ của khối xây.

Rc
<1
Chất lợng gạch, chất lợng vữa, chất lợng thi công, điệu kiện làm việc
Rg