BÀI GIẢNG KẾT CẤU GẠCH ĐÁ

1 3/9/2009 1 1- Giới thiệu Gạch đá là lọai vật liệu xây dựng phổ biến nhất. Australia www.earthstructures.co.uk www.masoncontractors.org USA Europe Canada 3/9/2009 2 Gạch, đá là lọai vật liệu xây dựng lâu đời nhất. Kết cấu gạch đá tồn tại từ thời kỳ sơ khai của lòai người. Gạch bằng đất sét đã có cách nay hơn 10.000 năm. www.galenfrysinger.com/egypt_pyramids_cheops.htm 2 3/9/2009 3 www.galenfrysinger.com/egypt_pyramids_cheops.htm Đây là kết cấu gạch đá cao nhất thế giới hiện nay 3/9/2009 4 http://good- times.webshots.com/album/555459384seltZS?action=&track_pagetag=/page/photo/goodtimes/friendsfun/&tr ack_action=/Shortcuts/Album Tường thành bằng gạch ở Ziggurat, Ur, Iraq 2600 B.C. 3 3/9/2009 5 http://good- times.webshots.com/album/555459384seltZS?action=&track_pagetag=/page/photo/goodtimes/friendsfun/&tr ack_action=/Shortcuts/Album Tường thành bằng gạch ở Ziggurat, Ur, Iraq 2600 B.C. 3/9/2009 6 Sử dụng lanh tô (lintel) bằng đá ở Lion, Greece 1250 B.C. 4 3/9/2009 7 http://www.brantacan.co.uk/masonryarches.htm www.brantacan.co.uk/masonryarches.htm 3/9/2009 8 http://www.brantacan.co.uk/masonryarches.htm 5 3/9/2009 9 http://www.brantacan.co.uk/masonryarches.htm http://www.brantacan.co.uk/masonryarches.htm 3/9/2009 10 http://www.bia.org/BIA/technotes/t24.htm Trong thế kỷ 20, nhiều công trình bằng kết cấu gạch đá đã mọc lên ở Mỹ và Châu âu 18-Story, Zurich 16-Story, Grenchen 14-Story, Lucerne 11-Story, MI 17-Story, Park Mayfair East, CO 8-Story, D.C. 6 3/9/2009 11 ©Doug Abel, Leonard Masonry Inc URM Infill Gạch đá có thể sử dụng như thành phần chính của kết cấu (hình bên phải). Gạch đá cũng có thể được chèn vào khung bằng thép hoặc BTCT. Trong trường hợp này, khung chịu lực, gạch đóng vai trò bao che. Tuy nhiên gạch cũng tham gia bổ sung về độ cứng, tần số dao động 3/9/2009 12 www.doli.state.mn.us/pdf/bc_news04august.pdf http://nsmp.wr.usgs.gov/data_sets/20010228_ 1/images/Seattle/PicS-30.jpg Gạch đá cũng có thể thành phần phi kết cấu, như trang trí hoặc che phủ cho các đoạn tường khác. Nếu động đất, các lọai gạch ốp lát này có thể rơi vỡ gây nguy hiểm. 7 3/9/2009 13 1. Linh họat dễ sử dụng (như kết cấu, màu sắc, và mẫu mã) 2. Gạch đá chịu nhiệt cao. Điều này kết cấu gạch đá ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ. 3. Lọai gạch truyền thống không cần phải tô, trát, sơn bảo vệ. Do vậy có thể giảm giá thành. 4. Chịu lửa tốt (không bắt lửa). 5. Cách âm tốt (bề mặt gồ ghề, tính xốp cao) 1.1- Ưu điểm 3/9/2009 14 1. Dễ bị ẩm (do nước, hơi nước trong không khí, do mưa thấm).tất cả các nguyên nhân này đều gây ố màu, rêu mốc. 2. Chu kỳ khô/ẩm tuần hòan 3. Khí hậu khắc nghiệt có thể là nguyên nhân lão hóa bề mặt do sự phá họai sương giá (đặc biệt gạch đất sét). 4. Kết cấu gạch phải được xây dựng trên nền-móng ổ định để tránh bị gãy nứt do hiện tượng lún không đều. 5. Trọng lượng lớn sẽ dễ bị phá họai bởi động đất. 1.2- Nhược điểm 8 3/9/2009 15 2- Masonry Components Brick unit Mortar Joint In general, masonry elements are consisting of masonry units and mortar. (Nowadays, there exist dry joints). In the next slides we will have a general idea about materials that have been used for fabricating masonry units, typical dimensions for units, and mortar fabrication. 3/9/2009 16 2. VẬT LIỆU 2.2. GẠCH  Gạch nung: gạch đất sét, gạch gốm  Gạch không nung: gạch silicat, gạch bêtông Mác gạch: biểu thị cường độ khi chịu nén hoặc chịu uốn Giới hạn cường độ chịu kéo của gạch chỉ bằng 5-10% giới hạn cường độ chịu nén Kết cấu chịu lực bình thường: dùng gạch mác 75; 100; 125, 150, 200 2.1. ĐAÙ Làm móng, vật liệu trang trí, ốp lát; yêu cầu không bị phong hóa, không có các vết nứt nẻ lớn. 9 3/9/2009 17 2. VẬT LIỆU 2.2. GẠCH Tiêu chuẩn về mác gạch đất sét nung 816355050 918507575 112275100100 1225100125125 1428100150150 1734150200200 Nhỏ nhất cho 1 mẫu Trung bình cho 5 mẫu Nhỏ nhất cho 1 mẫu Trung bình cho 5 mẫu Mác gạch Uốn (kG/cm 2 )Nén (kG/cm 2 ) - Quan hệ ứng suất-biến dạng của gạch đất sét gần như tuyến tính. - Môđun đàn hồi của gạch đất sét ép dẻo E g =(1  2)  10 5 kG/cm 2 3/9/2009 18 13% Độ rỗng 30MPa Cường độ chịu nén 1808040 mm 14% Độ hút nướcGạch 2 lỗ G04 1650kG/m 3 Trọng lượng thể tích 10% Độ rỗng 36MPa Cường độ chịu nén 1909045 mm 15% Độ hút nướcGạch 2 lỗ G03 1690kG/m 3 Trọng lượng thể tích 48% Độ rỗng 9MPa Cường độ chịu nén 1808080 mm 13% Độ hút nướcGạch 4 lỗ G02 1010kG/m 3 Trọng lượng thể tích 47% Độ rỗng 20MPa Cường độ chịu nén 1909090 mm 12% Độ hút nướcGạch 4 lỗ G01 1020kG/m 3 Trọng lượng thể tích 2. VẬT LIỆU 2.2. GẠCH Tham khảo một số đặc trưng của gạch Đồng Nai 10 3/9/2009 19 • Vữa liên kết các viên gạch lại với nhau hoặc có thể gia cường thêm cốt thép làm cho khối xây trở nên vững chắc để có thể chịu được tải trọng cũng như tác động của khí hậu. • Nó làm cho sức chịu tải ở các viên gạch đồng đều. • Có thể điều chỉnh kích thước khối xây do gạch khơng đồng đều • Làm chậm sự xâm nhập của hơi ẩm và nước 2. VẬT LIỆU 2.3. VỮA 3/9/2009 20 a.Tác dụng -Liên kết các viên gạch, viên đá tạo thành khối xây có khả năng chòu lực. -Truyền và phân phối ứng suất trong khối xây từ viên gạch đá này đến viên gạch đá khác. -Lấp kín các khe hở trong khối xây. b.Yêu cầu -Có cường độ,tính bền vững cần thiết. -Tính linh động (dễ rải thành lớp mỏng, đặc, đều  tăng hiệu suất lao động), độ sệt (410 cm tùy tùy loại khối xây), bảo đảm dễ xây . -Khả năng giữ nước để tránh sự khô nhanh gây co ngót và nứt. [...]... XÂY GẠCH ĐÁ 2.4.1- Khối xây gạch đất sét nung Gạch đất sét là lọai kết hợp bùn hoặc đất sét và nước được vơ khn ép thành Bây giờ đã được cơ giới hóa 3/9/2009 30 15 2 VẬT LIỆU Grout fill & possible reinforcement Khối xây rỗng Trụ gạch Khối xây khơng cốt thép 3/9/2009 Khối xây có cốt thép 31 2.4.2- Gạch bê tơng Gạch bê tơng (Concrete masonry units –CMU) được làm từ xi măng cường độ cao Tuy nhiên viên gạch. .. viên gạch đá và vữa cũng rất phức tạp Chúng đồng thời chòu nén lệch tâm, nén cục bộ, uốn, cắt và kéo Nguyên nhân: 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 tượng co ngót không đều của vữa, trình độ xây… mạch vữa có những chỗ khác nhau về ứng suất, biến dạng trong viên gạch. .. biến dạng ngang của vữa lớn hơn của gạch Lực dính và ma sát giữa gạch và vữa ngăn cản một phần dạng ngang của vữa xuất hiện ứng suất kéo trong gạch và ứng suất nén trong vữa Ứùng suất kéo này cộng với ứng suất kéo khi viên gạch chòu uốn có thể vượt quá giới hạn cường độ chòu kéo của gạch (rất nhỏ) nứt gạch Ngoài ra, tính chất biến dạng của bản thân các viên gạch đá cũng khác nhau 3/9/2009 36 18 2.1... 58 29 3.4 CẤU KIỆN CHỊU CẮT Tính toán khối xây chòu cắt theo tiết diện không giằng (cắt qua mạch vữa ngang) Q (Rc + 0,8 nf 0)F Rc _cường độ chòu cắt tính toán theo tiết diện không giằng f _hệ số ma sát theo mạch của khối xây f = 0,7 với khối xây bằng gạch và đá có qui cách n _hệ số n = 1 với khối xây bằng đá và gạch đặc n = 0,5 với khối xây bằng gạch rỗng, đá có các khe rỗng thẳng đứng, đá hộc 0 3/9/2009... tường 3/9/2009 55 3.2 CẤU KIỆN CHỊU KÉO DỌC TRỤC Không cho phép thiết kế kết cấu gạch đá chòu kéo theo tiết diện không giằng Tính cấu kiện chòu kéo đúng tâm (kéo dọc trục) tiết diện giằng: N RkFth Rk _cường độ chòu kéo tính toán của khối xây Fth _diện tích tiết diện thu hẹp (đã trừ đi các lỗ, rãnh…) Ví dụ CK chịu kéo dọc trục: thành hồ tròn, thành giếng tròn, 3/9/2009 56 28 3.3 CẤU KIỆN CHỊU UỐN M Q... bất kỳ vữa bất kỳ 4 Như trên, M4 1.Khối xây đặc bằng gạch hoặc đá số hiệu M 50 _ _ _ vữa bất kỳ 5.Khối lớn (blốc) bằng gạch hoặc đá (rung hoặc không rung ) vữa số hiệu 25 _ _ vữa bất kỳ 6, Khối xây bằng gạch mộc _ _ vữa vôi vữa đất sét 7 Khối xây bằng đá hộc _ vữa số hiệu 50 vữa số hiệu 25 và 10 vữa số hiệu 4 bêtông M75 và M50 bêtông M35 _ 8 Bêtông đá hộc 3/9/2009 bêtông M 100 ( ) 35 Chương 2 TÍNH CHẤT... giằng đối với mọi loại khối xây 1,6 1,1 Cắt theo tiết diện giằng đối khối xây đá hộc 2,4 1,6 3/9/2009 49 4 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 suất-biến dạng là đường cong +Gạch đá có quan hệ ứng suất-biến dạng gần như đường thẳng đường cong ( _ ) của... F Fcb d = 0,75 đối với khối xây gạch đá đặc Fcb _diện tích phần chòu nén cục bộ R 2R F _diện tích tính toán, bao gồm Fcb và một phần diện tích xung quanh 53 54 27 Chú ý: - Không nên kê trực tiếp kết cấu chòu lực lên tường, cột gạch mà cần dùng tấm đệm BTCT Tấm đệm dày 14cm, trong có đặt lưới thép với hàm lượng a 0,5% theo mỗi phương - Không đặt trực tiếp bản đệm lên gạch mà cần trải lớp vữa dày