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

Nội dung text: Bài giảng Kết cấu gạch đá - Chương1: Tính chất cơ học của khối xây gạch đá

1. NỘI DUNG MÔN H ỌC CH ƯƠ NG 1: TÍNH CH ẤTCƠ HỌCCỦA KH ỐI XÂY GẠCH ĐÁ (3 ti ết) 1.1. M u 1.2. Vt li u dùng trong kh i xây gch á 1.3. Các dng kh i xây gch á 1.4. Tính ch t cơ hc ca kh i xây gch á CH ƯƠ NG 2: NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN KC GẠCH ĐÁ (1 ti ết) 2.1. Khái ni m chung 2.2. Ph ơ ng pháp tính toán theo tr ng thái gi i hn 2.3. C ng tiêu chu n và c ng tính toán ca kh i xây CH ƯƠ NG 3: TÍNH TOÁN CÁC CẤU KI ỆN THEO KNCL (4 ti ết) 3.1. Cu ki n ch u nén úng tâm 3.2. Cu ki n ch u nén lch tâm 3.3. Cu ki n ch u nén cc b
2. CH ƯƠ NG 4: TÍNH TOÁN KH ỐI XÂY CÓ CỐT THÉP THEO KH Ả NĂNG CH ỊULỰC (4 ti ết) 4.1. Kh i xây t l i thép ngang 4.2. Kh i xây t ct thép dc 4.3. Gia c kh i xây bng vành ai CH ƯƠ NG 5: THI ẾTKẾ CÁC BỘ PH ẬN NHÀ GẠCH (3 ti ết) 5.1. Thi t k t ng và tr gch 5.2. T ng ch n t bng gch á 5.3. B ch a n c bng gch á
3. Ch ươ ng 1. Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây G ạch đá
4. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 1. M ở đầ u I. S ơ l ượ c l ịch s ử phát tri ển Từ xa •Xếp các kh ối đá thành hang, hốc để ở xưa •Sử dụng vữa để liên kết các viên đá • Đẽ o, gọt các viên đá theo hình dáng mong mu ốn •Sản xu ất gạch bằng cách nung
5. Kim t ự tháp Vạn Lý Tr ườ ng Thành Đề n th ờ Angco Công trình g ạch đá nổi ti ếng th ế gi ới Đề n th ờ n ữ th ần Hy L ạp Nhà th ờ Đứ c Bà Paris Điện Patheon - Rome
6. Thành Nhà H ồ Cửa Đông thành – Đồ ng H ới Công trình g ạch đá nổi ti ếng Vi ệt Nam Cột c ờ Hà N ội Nhà th ờ đá Phát Di ệm Tháp Bình S ơn
7. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 1. M ở đầ u II. Ưu nh ượ c điểm và ph ạm vi s ử d ụng -Bền v ững và t ốn ít ti ền b ảo d ưỡ ng M - Độ c ứng l ớn, ch ịu nén khá t ốt ỂỂ II ĐĐ U U - Cách âm và cách nhi ệt khá t ốt Ư -Tận d ụng đượ c v ật li ệu c ủa đị a ph ươ ng
8. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 1. M ở đầ u - Tr ọng l ượ ng b ản thân l ớn M Ể I - Ch ịu kéo và ch ịu c ắt kém ĐĐ C C C ƯỢ ƯỢ - Ch ịu t ải rung độ ng kém NH -Dễ b ị phong hóa => C ần b ảo v ệ
9. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 1. M ở đầ u Kết c ấu ch ịu l ực - Móng - Cột Kết c ấu bao che -Tườ ng - Mái vỏ không gian Ph ạm vi sử dụng Kết c ấu chuyên d ụng -Tườ ng ch ắn - Bể ch ứa - Ống khói - Cầu cống
10. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá -Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá là các lo ại g ạch, đá và v ữa. - Vi ệc l ựa ch ọn v ật li ệu tu ỳ thu ộc vào m ục đích s ử d ụng, m ức độ b ền v ững, điều ki ện thiên nhiên, điều ki ện thi công, v ị trí c ủa k ết c ấu trong công trình I. V ật li ệu g ạch 1. Phân lo ại a. Theo ph ơ ng pháp ch t o (2 lo i) -Gạch nung: Gạch đấ t sét ép khô ho ặc ép d ẻo Gạch Kêramit (g ạch g ốm) -Gạch không nung: Gạch Silicat Gạch bê tông Gạch than x ỉ
11. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá b. Theo dung tr ng trung bình γ (4 lo i) -Gạch n ặng: γ ≥ 1800 kG/m 3 nh ư các lo ại g ạch đặ c, kh ối bê tông đặ c ho ặc rỗng có độ r ỗng toàn ph ần nh ỏ h ơn 30% v.v -Gạch trung bình: 1800 ≥ γ ≥ 1500 kG/m 3 -Gạch nh ẹ: 1500 ≥ γ ≥ 1000 kG/m 3, độ r ỗng toàn ph ần t ừ 30 ÷ 50% nh ư gạch có l ỗ v.v -Gạch r ất nh ẹ : 1000 kG/m 3 ≥ γ, độ r ỗng toàn ph ần l ớn h ơn 50% nh ư kh ối bê tông t ổ ong, g ạch g ốm có l ỗ ngang v.v c. Theo r ng (2 lo i) - Gch c: r ng toàn ph n - Gch r ng: r ng toàn ph n Vlr /V vg ≤ 20% Vlr /V vg > 20%
12. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá d. Theo tr ng l ng viên g ch (2 lo i) - Viên g ch: Tr ng l ng g ch 5kG, b max = 120 ÷140 (mm) - Tng kh i: Tr ng l ng g ch = 5 ÷25 kG Hình : Kích th c viên g ch Hình : Các lo i g ch nung
13. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá 2. C ườ ng độ c ủa g ạch -Cườ ng độ là tính ch ất c ơ h ọc quan tr ọng c ủa g ạch, đá và đượ c đặ c tr ưng bằng mác hay s ố hi ệu c ủa nó. - Mác g ạch, đá bi ểu th ị c ườ ng độ c ủa chúng khi chúng ch ịu nén ho ặc u ốn -) S ơ đồ thí nghi ệm -) Công th ức xác đị nh -Cườ ng độ m ẫu th ử khi ch ịu nén: N R = g F -Cườ ng độ m ẫu th ử khi ch ịu u ốn: a) Thí nghi ệm b) Thí nghi ệm u 3Pl nén g ạch uốn g ạch Rg = 2bh 2
14. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá -Cườ ng độ tiêu chu ẩn c ủa g ạch: 5 ∑ Rgi -) Khi ch ịu nén: Rc = i=1 g 5 5 u ∑ Rgi -) Khi ch ịu u ốn: Ruc = i=1 g 5 - Gi ới h ạn c ườ ng độ khi ch ịu kéo c ủa g ạch ch ỉ vào kho ảng 5 – 10% gi ới h ạn c ườ ng độ c ủa g ạch khi ch ịu nén 3. Mác gạch a) Cách xác đị nh - Xác đị nh trên cơ sở cườ ng độ trung bình và cườ ng độ bé nh ất của các mẫu th ử khi nén và uốn.
15. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá b) Các lo ại mác gạch -Gạch mác th ấp: M4; M7; M10; M25; M35; M50. Làm lớp đệ m, lớp lót ho ặc vách ng ăn. -Gạch mác trung bình: M75; M100; M125; M150; M200. Làm kết cấu ch ịu lực bình th ườ ng. - Gạch mác cao : M300 ; M400 ; M500 ; M600 ; M800 và M1000 . Dùng trong nh ững công trình đặ c bi ệt. => Trong kh i xây các công trình dân dng th ng dùng: M50, M70, M100, M125 và M150.
16. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá Cườ ng độ m ẫu nén (kG/cm 2)Cườ ng độ m ẫu u ốn (kG/cm 2) Mác g ạch Trung bình Bé nh ất Trung bình Bé nh ất 150 150 100 28 14 100 100 75 22 11 75 75 50 18 9 50 50 35 16 8 4. Quan h ệ gi ữa ứng su ất và bi ến d ạng - Quan h ệ gi ữa σ - ε của g ạch đấ t sét g ần nh ư theo quy lu ật đườ ng th ẳng. - Mô đun đàn h ồi c ủa g ạch đượ c xác đị nh b ằng thí nghi ệm: 5 2 -) Đố i v ới g ạch đấ t sét ép d ẻo và g ạch silicát: E g = (1 ÷2).10 kG/cm 5 2 -) Đố i v ới g ạch đấ t sét ép khô: E g = (0,2 ÷ 0,4).10 kG/cm -Hệ s ố bi ến d ạng ngang c ủa g ạch t ăng theo cùng v ới s ự t ăng ứng su ất -) Đố i v ới g ạch đấ t nung h ệ s ố đó b ằng t ừ 0,03 ÷ 0,1.
17. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá II. Vật li ệu đá - Phân lo i á -) Đá nặng: Dung tr ọng γ ≥ 1800kG/m 3, th ườ ng gặp là đá hoa cươ ng, đá vôi sa th ạch, đá bazan, đolômít, gabrô v.v -) Đá nh ẹ: Dung tr ọng γ < 1800kG/m 3, th ườ ng gặp là các lo ại đá bọt, đá tuff, đá vôi vỏ sò v.v - Mác á -) Xác đị nh căn cứ vào gi ới hạn cườ ng độ ch ịu nén -) Đá có các lo ại mác 4, 10, 25 đế n 3000 - Yêu cu ca á khi dùng trong xây dng -) Không bị phong hóa -) Không có các vết nứt nẻ lớn - Ph m vi s dng: dùng làm móng và vt li u trang trí, p lát công trình
18. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá III. Vật li ệu vữa 1) Tác dụng của vữa - Liên kết các viên gạch đá trong kh ối xây lại với nhau tạo nên một lo ại vật li ệu li ền kh ối mới - Truy ền và phân ph ối ứng su ất trong kh ối xây từ viên gạch đá này đế n viên gạch đá khác -Lấp kín khe hở trong kh ối xây 2) Yêu cầu của vữa -Vữa dùng trong kh ối xây gạch đá cần ph ải có: -) C ườ ng độ nh ất đị nh -) Độ s ệt -) Tính b ền v ững c ần thi ết -) Kh ả n ăng gi ữ n ướ c -) Tính linh độ ng (Tính d ẻo) -) B ảo đả m d ễ xây
19. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá Tính linh độ ng của vữa - Tính linh độ ng của vữa là kh ả năng rải vữa thành một lớp mỏng, đặ c đề u và cân bằng đượ c viên gạch đá, đả m bảo cho vi ệc truy ền và phân ph ối đề u ứng su ất trong kh ối xây - Khi vữa có tính linh độ ng cao sẽ cho phép tăng hi ệu su ất lao độ ng của công nhân - Tính linh độ ng của vữa liên quan ch ặt ch ẽ tới độ sệt của vữa Kh ả năng gi ữ nướ c của vữa - Ảnh hưở ng đế n sự khô cứng của vữa. - Nó ph ụ thu ộc vào lo ại vữa (ch ất kết dính, cốt li ệu v.v ) và độ rỗng của gạch đá trong kh ối xây
20. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá Độ sệt của vữa - Ph ụ thu ộc vào thành ph ần và kích th ướ c cốt li ệu, lượ ng nướ c pha tr ộn v.v - Ch ọn theo cấu tạo gạch đá (độ rỗng, kích th ướ c lỗ rỗng v.v ) để làm sao cho vữa có th ể dàn đề u dễ dàng trên mặt kh ối xây và không tr ồi ra ngoài khi kh ối xây bị ch ất tải ngay trong th ời gian thi công - Độ sệt ph ải nằm trong gi ới hạn sau: -) Kh ối xây bằng gạch ho ặc tảng kh ối đặ c: 3÷ 13cm -) Kh ối xây bằng gạch ho ặc tảng kh ối có lỗ đứ ng: 7÷ 8cm -) Kh ối xây bằng kh ối đá ho ặc bê tông đặ c: 4 ÷ 7cm -) Kh ối xây rung: 1 ÷ 3cm - Độ sệt cực đạ i th ườ ng dùng trong môi tr ườ ng có nhi ệt độ cao và đố i với lo ại gạch xốp và khô.
21. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá 3) Phân lo ại vữa - Phân lo ại theo dung tr ọng ở tr ạng thái khô -) Vữa nặng có γ > 1500kG/m 3 -) Vữa nh ẹ có γ ≤ 1500kG/m 3 - Phân lo ại theo ch ất kết dính và cốt li ệu -) Vữa nướ c: dùng ch ất kết dính là các lo ại xim ăng Poocl ăng ho ặc Puz ơlan -) Vữa khô: ch ất kết dính th ườ ng là vôi khô ho ặc th ạch cao - Phân lo ại theo thành ph ần vữa -) Vữa xi măng gồm: cát, xi măng và nướ c. -) Vữa bata hay còn gọi là vữa tam hợp gồm có: cát, xi măng, vôi (ho ặc đấ t sét) và nướ c.
22. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá -) Vữa không xi măng nh ư vữa vôi gồm có: vôi, cát và nướ c; vữa đấ t sét gồm cát đấ t sét và vữa th ạch cao *) Chú ý: Đố i với KX có cốt thép => Không sử dụng vữa có vôi 4) Cườ ng độ của vữa - Thí nghi ệm đượ c ti ến hành với các mẫu th ử kh ối vuông cạnh 7,07cm trong điều ki ện tiêu chu ẩn -Cườ ng độ trung bình của vữa xim ăng và vữa tam hợp trong ph ạm vi tu ổi dướ i 90 ngày có th ể đượ c xác đị nh theo công th ức th ực nghi ệm: at R = R t 28 (a − )1 + t 28 -) a: Hệ số lấy bằng 1,5 -) t: Tu ổi tính bằng ngày đêm -Mức tăng cườ ng độ vữa ph ụ thu ộc ch ất kết dính, môi tr ườ ng và th ời gian
23. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá 5) Mác vữa - Mác vữa đượ c xác đị nh theo cườ ng độ ch ịu nén: -) Vữa mác th ấp là: 0; 2; 4 -) Vữa mác trung bình là: 10; 25 -) Vữa mác cao là: 50; 75; 100; 150; 200 6) Bi ến dạng của vữa -Vữa xây dựng có bi ến dạng rất khác nhau, ph ụ thu ộc vào mác vữa, thành ph ần , cấp ph ối và tính ch ất của tải tr ọng. - Trong quá trình khô cứng, vữa có bi ến dạng kh ối do bị co ngót -) Vữa mác th ấp bi ến dạng nhi ều hơn vữa mác cao -) Vữa vôi bi ến dạng nhi ều hơn vữa xi măng -) Vữa nh ẹ bi ến dạng nhi ều hơn vữa nặng. -) Bi ến dạng của vữa tăng lên khi tải tr ọng tác dụng dài hạn
24. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá -Với vữa nặng, khi ch ịu tải tr ọng nén tác dụng ng ắn hạn với ứng su ất bằng một kho ảng 1/3 gi ới hạn cườ ng độ , bi ến dạng của mạch vữa dày 1cm kho ảng: -) 0,007mm khi mác vữa từ 50 tr ở lên -) 0,039mm khi mác vữa từ 25 tr ở lên -) 0,062 mm khi mác vữa từ 10 tr ở lên 7) Ch ọn cấp ph ối cho vữa - Ch ọn cấp ph ối là xác đị nh kh ối lượ ng các thành ph ần của vữa 3 -Lượ ng xi măng Qx (tính bằng kG cho 1m cát hạt trung bình và lớn khi độ ẩm từ 1 đế n 3%) trong vữa: Rv Qx = .1000 7.0 Rx
25. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá -Lượ ng vôi tôi trong vữa cho 1m3 cát (tính bằng lít): D = 170 ×(1 – 0,002Q x) -Lượ ng nướ c dùng để tr ộn vữa đượ c kh ống ch ế bằng độ sụt của qu ả chu ỳ chu ẩn ho ặc dựa vào điều ki ện tỷ lệ nướ c trên xim ăng N/X = 1,3 ÷1,6. Chú ý: - Khi dùng cát khô lượ ng xim ăng tăng lên 5% -Lượ ng xi măng cũng cần tăng lên khi dùng cát hạt nh ỏ -Cấp ph ối vữa đã ch ọn cần đượ c ki ểm tra bằng cách th ử mẫu vữa tiêu chu ẩn
26. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá IV. Vật li ệu tảng lớn, panen cỡ lớn - Đượ c dùng khi thi công lắp ghép a) Tảng lớn: -Tảng đượ c phân lo ại theo công dụng, bao gồm: -) Tảng dùng cho tườ ng ngoài -) Tảng dùng cho tườ ng trong -) Tảng dùng làm tườ ng tầng hầm -) Tảng dùng cho móng
27. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 22 Vật li ệu dùng trong kh ối xây g ạch đá - Kích th ướ c của tảng đượ c ch ế tạo theo môdun nh ằm th ống nh ất, thu ận lợi liên kết với các bộ ph ận khác. -Cườ ng độ của tảng đượ c xác đị nh thông qua cườ ng độ gạch, vữa và cách sản xu ất b) Panen cỡ lớn: - Panen đượ c dùng làm tườ ng ngoài và tườ ng trong có bề mặt kín ho ặc có lỗ cửa - Panen tườ ng ngoài có th ể cấu tạo 1 lớp hay nhi ều lớp - Panen tườ ng trong th ườ ng làm đặ c ho ặc làm một lớp - Trong các panen cần đặ t các chi ti ết liên kết, chôn các móc cẩu, ch ừa các lỗ cho đườ ng ống ho ặc đườ ng dây,
28. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 33 Các d ạng c ủa kh ối xây g ạch đá I. Phân lo ại kh ối xây gạch đá: 1. Phân lo ại theo hình dạng của gạch đá: - Kh ối xây có quy cách: Các viên gạch, đá đượ c gia công theo hình dạng thích hợp -) Kh ối xây kh ối lớn: hhàng xây ≥ 500(mm) -) Kh ối xây từ đá thiên nhiên: hhàng xây ≥ 350(mm) -) Kh ối xây từ gạch, đá nh ỏ: hhàng xây ≥ 150(mm) - Kh ối xây không có quy cách: Xây bằng đá hộc ho ặc bê tông đá hộc 2. Phân lo ại theo cấu tạo: - Kh ối xây đặ c - Kh ối xây nhi ều lớp: Là kh ối xây có từ 2 lớp vật li ệu khác nhau tr ở lên - Kh ối xây rỗng: Gi ữa 2 lớp kh ối xây là lớp cách nhi ệt - Kh ối xây hỗn hợp: Có đặ t thêm cốt thép ho ặc gia cườ ng bằng thép, BTCT
29. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 33 Các d ạng c ủa kh ối xây g ạch đá II. Các nguyên tắc chung liên kết gạch đá trong kh ối xây: -Tốt nh ất là thi ết kế kh ối xây ch ịu nén, lực dọc vuông góc mạch vữa ngang - Khi ch ọn bề rộng kh ối xây cần chú ý đế n kích th ướ c gạch đá. Th ườ ng thì bề rộng là bội số chung của bề rộng viên gạch và tổng chi ều dày các mạch vữa. *) Chi ều dày của vữa: -) Kh ối xây bằng gạch: δvữa = 0,8÷1,5 (cm) -) Kh ối xây bằng đá có quy cách: δvữa = 0,8÷2 (cm) *) Đố i với kh ối xây bằng gạch ch ỉ thì bề rộng kh ối xây lấy bằng 220, 335, 450, 1 1 - Không đượ c trùng mạch. Mạch vữa đứ ng của các hàng lệch nhau từ ÷ 2 4 viên gạch, mạch đứ ng song song với mặt ngoài kh ối xây.
30. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 33 Các d ạng c ủa kh ối xây g ạch 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 -) 3÷5 däc, 1 ngang -) KÕt hîp c¸c gi»ng BTCT
31. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá I. Các giai đoạn làm vi ệc c ủa kh ối xây g ạch đá - Kh ảo sát m ột kh ối xây ch ịu nén t ừ lúc đặ t t ải đế n khi b ị phá ho ại => Kh ối xây làm vi ệc theo 3 giai đoạn n n n p p a) b) c) d) GIAI ĐOẠN 1 GIAI ĐOẠN 2 GIAI ĐOẠN 3
32. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá *) Chú ý: - Khi kh ối xây đạ t đế n giai đoạn 2, nếu không tăng tải tr ọng nữa thì kh ối xây vẫn dần dần bị phá ho ại do tải tr ọng dài hạn => Khi tính toán cần thêm hệ số kể đế n tác dụng của tải tr ọng dài hạn mdh - Trong mọi tr ườ ng hợp, khi có xu ất hi ện của vết nứt đầ u tiên có th ể coi là dấu hi ệu bất th ườ ng => Cần tìm nguyên nhân và gia cố kh ối xây - Để đánh giá mức độ an toàn về cườ ng độ của kh ối xây, sử dụng tỷ số gi ữa Nn/Np
33. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá I. Cườ ng độ ch ịu nén của kh ối xây 1. Xác đị nh cườ ng độ - Gi ới hạn cườ ng độ của kh ối xây bằng gạch đá, bằng kh ối lớn, bằng đá hộc ch ịu nén đúng tâm đượ c xác đị nh theo công th ức của L.I. Onhisich: a Rc = AR 1( − ) η g R b + v trong đó: 2Rg -) Rg,Rv : là gi ới hạn cườ ng độ ch ịu nén của gạch và của vữa -) A : là hệ số kết cấu, ph ụ thu ộc vào cườ ng độ và lo ại gạch 100 + Rg A = 100 m + nR g -) a, b, m, n: là các hệ số th ực nghi ệm ph ụ thu ộc vào lo ại kh ối xây -) η -Hệ số hi ệu ch ỉnh, dùng cho các kh ối xây có số hi ệu vữa th ấp, th ườ ng lấy η = 1.
34. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá Nh ận xét: - Khi cườ ng độ của gạch đá không đổ i thì cườ ng độ kh ối xây ph ụ thu ộc vào cườ ng độ của vữa. - Khi Rv = 0, kh ối xây vừa xây xong, cườ ng độ kh ối xây: a Rc = Rc = AR 1( − )η > 0 min g b - Khi cườ ng độ cửa vữa tăng lên vô cùng : Rc c c ⇒ max R = Rmax = AR g A = ≤1 Rg - Nh ư vậy bằng ph ươ ng pháp xây thông th ườ ng không th ể nào sử dụng hết kh ả năng ch ịu nén của gạch đá, cườ ng độ của kh ối xây luôn bé cườ ng độ của gạch đá. -Hệ số A đánh giá mức độ hi ệu qu ả của vi ệc sử dụng cườ ng độ gạch trong kh ối xây
35. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá 2. Các yếu tố ảnh hưở ng đế n cườ ng độ : - Ảnh hưở ng của gạch đá: -) Cườ ng độ của gạch đá tăng lên thì cườ ng độ của kh ối xây tăng lên nh ưng với mức độ ch ậm hơn. -) Trong các kh ối xây bằng gạch có quy cách, khi chi ều dày các viên gạch đá tăng lên thì cườ ng độ của kh ối xây tăng lên . -) Cườ ng độ của kh ối xây bằng gạch đá có quy cách lớn hơn cườ ng độ của kh ối xây bằng đá hộc. -) Cườ ng độ của kh ối xây bằng gạch đá đặ c lớn hơn cườ ng độ của kh ối xây bằng gạch đá rỗng có cùng quy cách.
36. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá - Ảnh hưở ng của vữa: -) Khi cườ ng độ của vữa tăng lên thì cườ ng độ của kh ối xây tăng lên, mức độ tăng lên nhanh khi cườ ng độ của vữa còn th ấp sau đó ch ậm dần và dừng hẳn khi cườ ng độ của vữa khá cao. -) Cườ ng độ của vữa trong kh ối xây đá hộc ảnh hưở ng lớn đế n cườ ng độ kh ối xây, còn trong các kh ối xây bằng tảng lớn, cườ ng độ của vữa ảnh hưở ng không đáng kể -) Với vữa có bi ến dạng lớn, bề dày mạch vữa quá lớn sẽ làm gi ảm cườ ng độ của kh ối xây -) Dùng vữa có độ linh độ ng lớn sẽ làm tăng cườ ng độ của kh ối xây. -) Vữa dùng ch ất ph ụ gia, vữa xim ăng cứng, vữa vôi dướ i 3 tháng tu ổi làm gi ảm cườ ng độ của kh ối xây, khi tính toán lấy gi ảm 10 ÷15% so với vữa thông th ườ ng.
37. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá - Ảnh hưở ng của tu ổi kh ối xây và tính ch ất tác dụng của tải tr ọng: -) Tu ổi kh ối xây càng lớn, cườ ng độ của kh ối xây càng lớn. Cườ ng độ kh ối xây tăng nhanh trong kho ảng th ời gian đầ u nh ưng ch ậm dần và dừng hẳn khi tu ổi kh ối xây tăng lên. -) Nếu kh ối xây ch ịu tải tr ọng dài hạn Ndh Nn thì cườ ng độ của kh ối xây sẽ gi ảm đi. -) Cườ ng độ của kh ối xây gi ảm khi ch ịu tác dụng của tải tr ọng lặp. - Ảnh hưở ng của ch ất lượ ng thi công: -) Khi xây, các mạch vữa tr ải không đề u, mạch vữa không đầ y, các hàng gạch sắp xếp không hợp lý làm gi ảm cườ ng độ của kh ối xây. -) Cườ ng độ của kh ối xây khi xây bằng ph ươ ng pháp rung ch ấn độ ng lớn hơn cườ ng độ của kh ối xây khi xây th ủ công (t 2 ÷ 2.5 ln).
38. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá II. Cườ ng độ ch ịu kéo của kh ối xây Tu ỳ theo ph ươ ng tác dụng của lực kéo mà kh ối xây có th ể bị phá ho ại theo ti ết di ện gi ằng ho ặc không gi ằng. 1. Phá ho ại theo ti ết di ện gi ằng -Sự phá ho ại theo ti ết di ện gi ằng xảy ra khi lực kéo song song với mạch vữa ngang và có th ể xảy ra theo 1 3 1 2 trong các tr ườ ng hợp sau: 1 – Theo ti t di n i qua các mch va ng và các viên gch 2 – Theo ti t di n cài rng l c 3 – Theo ti t di n bc thang 1 3 2
39. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá - Khi xác đị nh cườ ng độ ch ịu kéo của kh ối xây, bỏ qua sự tham gia ch ịu lực của các mạch vữa đứ ng. - Kh ả năng ch ịu kéo của kh ối xây do lực dính ti ếp tuy ến gi ữa gạch và mạch vữa ngang quy ết đị nh. - Theo các kết qu ả th ực nghi ệm thì cườ ng độ lực dính ti ếp tuy ến lớn hơn cườ ng độ lực dính pháp tuy ến kho ảng 2 lần. *Cườ ng độ ch ịu kéo kh ối xây khi sự 3 1 2 phá ho ại theo mặt cắt 2-2 ho ặc 3-3: c Rk =νRd *Cườ ng độ ch ịu kéo kh ối xây khi sự phá ho ại theo mặt cắt 1-1: c 1 3 2 Rk =ν 'Rkg
40. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá - Trong đó: -) Rd:Cườ ng độ của lực dính ti ếp tuy ến gi ữa gạch và mạch vữa ngang -) ν = d/a: Độ gi ằng vào nhau của các viên gạch d: Chi ều sâu đoạn gi ằng vào nhau của viên gạch a: Chi ều dày một lớp kh ối xây với kh ối xây bằng gạch, đá có quy cách mà d ≥ a, lấy ν =1 với kh ối xây đá hộc lấy ν = 0.7 -) Rkg :Cườ ng độ ch ịu kéo đúng tâm của gạch, th ườ ng bằng 1/3 cườ ng độ ch ịu uốn. -) ν’ = Fg/F: Hệ số kể đế n sự gi ảm yếu ti ết di ện do bỏ qua mạch vữa đứ ng Fg: Di ện tích ti ết di ện gạch bị cắt qua không kể các mạch vữa F: Di ện tích ti ết di ện gạch và vữa bị cắt qua
41. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá 2. Phá ho ại theo ti ết di ện không gi ằng -Sự phá ho ại theo ti ết di ện không gi ằng khi lực kéo vuông góc với mạch vữa ngang và có th ể xảy ra theo 1 trong các tr ườ ng hợp sau: 1 – Theo mt ti p xúc gi a mch va và gch 1 1 2 – Theo mt ct qua mch va 2 2 3 – Theo mt ct qua gch 3 3 - Khi sự phá ho ại xảy ra theo mặt cắt qua 2-2, cườ ng độ ch ịu kéo của kh ối xây lấy bằng cườ ng độ ch ịu kéo của vữa. - Khi sự phá ho ại xảy ra theo mặt cắt qua 1-1, cườ ng độ ch ịu kéo của kh ối 3 xây: Rc = Rc = k d 40 1+ Rv
42. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá III. Cườ ng độ ch ịu nén cục bộ của kh ối xây -Cườ ng độ ch ịu nén cục bộ đượ c xác đị nh theo công th ức th ực nghi ệm: c c F c Rcb = R 3 ≤ψR Fcb - Trong đó: -) Rc: Cườ ng độ ch ịu nén đúng tâm -) Fcb : Di ện tích ch ịu nén cục bộ -) F: Di ện tích ch ịu nén tính toán bao gồm di ện tích ch ịu nén cục bộ và một ph ần di ện tích xung quanh. -) Ψ:Hệ số ph ụ thu ộc vào lo ại kh ối xây và vị trí tải tr ọng, Ψ = 1÷2
43. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá * HÖ sè F vµ Fcb : F = a.b cb F cb = b.h 2 F = (a + b) F = (b + 2h)h F cb = a.b F cb = b.h F = (a + 2h)(b + c) F = (b + h)h F cb = a.b F cb = a.b F = B.b F = 2h.b
44. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá * HÖ sè ψψψ : Lo ại Kh ối xây Tính với Tính với tổng Tính với Tính với tổng tải tr ọng tải tr ọng cục tải tr ọng tải tr ọng cục cục bộ bộ và cơ bản cục bộ bộ và cơ bản -Gạch đấ t sét 2 2 1 1,2 -Gạch bê tông th ườ ng - Bê tông đá hộc 1,5 2 1 1,2 -Tảng bê tông lớn - Bê tông rỗng - Đá tự nhiên 1,2 1,5 1 1 - Bê tông đặ c
45. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá IV. Cườ ng độ ch ịu uốn của kh ối xây - Kh ối xây có th ể làm vi ệc ch ịu uốn theo ti ết di ện gi ằng ho ặc không gi ằng. -Uốn theo ti ết di ện không gi ằng khi mặt ph ẳng uốn vuông góc mạch vữa ngang Uốn theo ti ết di ện không gi ằng
46. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá -Uốn theo ti ết di ện gi ằng khi mặt ph ẳng uốn song song với mạch vữa ngang Uốn theo ti ết di ện gi ằng c c - Theo kết qu ả thí nghi ệm, Cườ ng độ ch ịu uốn của kh ối xây: R ku = 1.5R k
47. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá V. Cườ ng độ ch ịu cắt của kh ối xây - Kh ối xây có th ể làm vi ệc ch ịu cắt theo ti ết di ện gi ằng ho ặc không gi ằng. -Cắt theo ti ết di ện không gi ằng khi lực cắt nằm dọc theo mạch vữa ngang -Cắt theo ti ết di ện gi ằng khi lực cắt vuông góc với mạch vữa ngang Cắt theo ti ết di ện không gi ằng Cắt theo ti ết di ện gi ằng
48. Ch ươíTnhhng c1.Tính n1g.ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá §§ 44 Tính ch ất c ơ h ọc c ủa kh ối xây g ạch đá -Cườ ng độ ch ịu cắt trong tr ườ ng hợp kh ối làm vi ệc theo ti ết di ện không gi ằng: c R c = R d + f σ0 - Trong đó: -) Rd:Lực dính ti ếp tuy ến gi ữa gạch và mạch vữa ngang -) f: Hệ số ma sát gi ữa gạch và mạch vữa ngang -) σ0: Ứng su ất nén do lực nén dọc gây ra -Cườ ng độ ch ịu cắt trong tr ườ ng hợp kh ối làm vi ệc theo ti ết di ện gi ằng: c R c = R cg - Trong đó: -) Rcg :Cườ ng độ ch ịu cắt của gạch