NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ K.CẤU KHỐI XÂY Kết cấu khối xây gạch đá Brick or stone masonry structure là tập hợp của những viên gạch đá riêng lẻ, được gắn chặt với nhau bằng vữa xây và được xếp
Trang 1KẾT CẤU GẠCH ĐÁ
Ngành: Xây Dựng DDCN_ Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị
THỜI LƯỢNG: 45 tiết TÓM TẮT BÀI GIẢNG
2
1 Trịnh Kim Đạm, Đinh Chính Đạo, Lại Văn Thành, Kết cấu gạch đá
và Gạch đá cốt thép, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2001
2 Nguyễn Hiển, Sổ tay tính tốn Kết cấu gạch đá và Gạch đá cốt
thép, Viện Thiết kế Điển hình, 1999
3 S.V.Pơliacốp, Những ví dụ tính tốn Kết cấu gạch đá và Gạch đá
cốt thép, Viện Thiết kế Điển hình, 1996
4 Bộ Xây dựng, Hướng dẫn tính tốn kết cấu nhà hỗn hợp khi xét
tải trọng giĩ, NXB Xây Dựng, 1999
5 TCVN2737-95 Tải trọng và tác động, Tiêu chuẩn thiết kế
6 TCVN 5573-2011 Kết cấu gạch đá và Gạch đá cốt thép, Tiêu chuẩn
Trang 21 MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ K.CẤU KHỐI XÂY
Kết cấu khối xây gạch đá (Brick or stone masonry structure) là tập hợp
của những viên gạch đá riêng lẻ, được gắn chặt với nhau bằng vữa xây và
được xếp thành hàng, thành lớp; tồn bộ tập hợp đĩ phải chịu lực như một
thể thống nhất mà khơng cĩ sự dịch chuyển của mọi viên thành phần.
Vật liệu thành phần làm nên khối xây thường là những vật liệu giịn, chịu
ứng suất nén rất tốt hơn rất nhiều chịu ứng suất kéo
Vì vậy thường khối xây cũng chịu nén tốt hơn chịu kéo
Khối xây gạch đá được sử dụng trong công trình nhà ở (tường, lanhtô,
cột …), cầu cống, bể chứa, tường chắn, kè đập, ống khói, hầm lò, tượng
đài, …
5
CHƯƠNG 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ K.CẤU KHỐI XÂY
1.1 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
- Kim tự tháp Ai cập
+ 5000 năm
+ Tháp lớn nhất cao 146.6m với cạnh đáy dài 233m
+ Hơn 2,3 triệu viên đá, mỗi viên nặng từ 2.5 đến 50 T; nặng khoảng 7 triệu
tấn Với độ tao 146,6m
- Vạn lý trường thành xây dựng vào thế kỷ thứ 3 trước
cơng nguyên là một cơng trình vĩ đại Thành dài trên
23000km xây bằng đá, gạch nung dùng để bảo vệ
biên giới phía Bắc nhà Tần
Trang 3CHƯƠNG 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ K.CẤU KHỐI XÂY
1.1 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.2 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM
a-Ưu điểm
- Độ cứng lớn, khá vững chắc và bền lâu
- Ít tốn kém trong bảo vệ và tu bổ
- Dùng vật liệu địa phương, rẻ tiền, tiết kiệm thép và xi măng
- Cách âm và cách nhiệt, chịu lửa tốt
- Kiến trúc linh hoạt (dễ tạo các lỗ trống trong tường, …)
8
1 MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ K.CẤU KHỐI XÂY
b-Nhược điểm
- Trọng lượng bản thân lớn (/R lớn)
- Khả năng chịu lực không cao
- Chủ yếu thi công thủ công chậm, tốn nhân công
- Chịu tải trọng động rất kém, dễ nứt nẻ
- Chất lượng không ổn định, phụ thuộc vào trình độ thợ xây
- Rất nhạy cảm với lún, nứt
Mác gạch: biểu thị cường độ khi
chịu nén hoặc chịu uốn
Giới hạn cường độ chịu kéo của
Trang 4Trung bìnhcho 5 mẫu
Nhỏ nhấtcho 1 mẫu
- Quan hệ ứng suất-biến dạng của gạch đất sét gần như tuyến tính.
- Mơđun đàn hồi của gạch đất sét ép dẻo E g =(12)10 5 kG/cm 2
Tham khảo một
số đặc trưng của gạch Đồng Nai
2 VẬT LIỆU
2.3 VỮA
a.Tác dụng
-Liên kết các viên gạch, viên đá tạo thành khối xây có khả năng chịu 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 (410 cm tùy tùy loại khối xây), bảo đảm dễ xây
Vữa cũng là một loại đá nhân tạo, nhưng khác bêtông ở chỗ:
+ Vữa dàn thành lớp mỏng nên chỉ có cốt liệu nhỏ, tỷ diện tích khá lớn,
lượng nước nhào trộn phải nhiều hơn.
+Vữa thường tiếp xúc với nền xây hút nước vữa phải có khả năng giữ
nước tốt để đảm bảo thuận lợi cho quá trình thủy hóa và rắn chắc.
Trang 52 VẬT LIỆU
2.3 VỮA
d.Một số cách phân loại khác
+ Theo trọng lượng thể tích: vữa nặng ( >1500 kG/m3),
vữa nhẹ ( <1500 kG/m3)+ Theo công dụng: vữa xây, vữa trát hoàn thiện, vữa chèn mối nối… So
với vữa xây thì vữa trát có một số yêu cầu khác: nhão hơn, khả năng
giữ nước tốt hơn, cát mịn hơn,
c.Phân loại theo thành phần
+Vữa ximăng (XM+cát+nước): khô cứng nhanh, cường độ cao, nhưng
dòn (khó thi công)
+Vữa bata, hay vữa tam hợp (XM+cát+vôi nước): có tính dẻo, thời gian
khô cứng vừa phải
+Vữa không có ximăng (vữa vôi, vữa đất sét, vữa thạch cao )
14
e.Cường độ và biến dạng của vữa
+ Cường độ chịu nén của vữa: thí nghiệm nén mẫu lập phương có cạnh
7,07cm trong điều kiện tiêu chuẩn Khuôn đúc có thể là khuôn thép có
đáy ứng với nền không hút nước, hoặc khuôn thép không đáy (đáy lót
bằng giấy ẩm) ứng với nền hút nước trong thực tế xây dựng
+ Vữa mác trung bình: 10, 25 Vữa mác cao: 50, 75, 100, 150, 200
+ Vữa có biến dạng rất khác nhau, tùy mác vữa, thành phần và cấp phối,
tính chất của tải trọng (có biến dạng từ biến)
0 x v x R R
Q
- Lượng vơi tơi (lit) ứng với 1m3cát: D = 170 (1 0,002Qx)
- Lượng nước: tùy độ sụt yêu cầu, thường N/X = 1,3 1,6
Ghi chú cơng thức trên:
-Cát hạt trung bình và lớn, độ ẩm 13% Nếu cát nhỏ thì tăng lượng ximăng
-Trọng lượng thể tích của ximăng mác 30 60 MPa là 1100 kG/m3
-Rv, Rx_mác vữa, mác ximăng
biểu diễn theo thể tích ximăng : vơi : cát = 1:V:C
Cấp phối vữa hỗn hợp ximăng-vơi 1:V;C (theo thể tích)
Trang 6Thường khơng tính mà tra bảng cĩ sẵn (theo kinh nghiệm) So với vữa tam
hợp thì lượng ximăng trong vữa ximăng tăng hơn một chút Cấp phối (theo
thể tích) X/C = 1/ 31/6 tùy mác.
+ VỮA XIMĂNG
2 VẬT LIỆU
2.3 VỮA
f Chọn cấp phối vữa xây
f Tham khảo bảng tra sẵn cấp phối vữa
Nguồn: tổng cơng ty ximăng Việt Nam, tiêu chuẩn TCVN 6260 : 1997
Ximăng PCB 30, cát cĩ mơđun
độ lớn ML>2
17
2 VẬT LIỆU
Ximăng PCB 30, cát
cĩ mơđun
độ lớn ML=1,52
Ximăng PCB 30, cát cĩ mơđun độ lớn ML>2 Tham khảo bảng tra sẵn cấp phối vữa
Ximăng PCB 30, cát
cĩ mơđun
độ lớn ML=1,52
2 VẬT LIỆU Tham khảo bảng tra sẵn cấp phối vữa
Ximăng PCB 40, cát cĩ mơđun độ lớn ML>2
Ximăng PCB 40, cát cĩ mơđun độ lớn ML=1,52
Ximăng PCB 40, cát cĩ mơđun độ lớn ML>2
Trang 71.Khối xây đặc bằng gạch
hoặc đá số hiệu M 50 vữa số hiệu
10 vữa số hiệu 4 _ _
2 Như trên, M35 và 25 _ vữa số hiệu
10 vữa số hiệu 4 _
3 Như trên, M15, 10 và 7 _ _ vữa bất kỳ 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
8 Bêtông đá hộc bêtông
M 100 bêtông M75 và M50 bêtông M35 _
PHÂN NHÓM KHỐI XÂY KHÔNG CÓ CỐT THÉP
(bảng 23, TCVN 5573-2011)
21
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
CHƯƠNG 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ K.CẤU KHỐI XÂY
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 chịunén lệch tâm,nén cục bộ,uốn,cắtvàkéo
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 dạngtrong 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 của gạch Lực dính và ma sát giữa gạch và vữa
ngăn cản một phần dạng ngang của vữaxuất hiện ứng suất kéo trong gạch và ứng
suất nén trong vữa Ứùng 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 Ngoài ra,
tính chất biến dạng của bản thân các viên gạch đá cũng khác nhau
3.1 TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT TRONG KHỐI XÂY KHI CHỊU NÉN
Trang 83 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
3.1 TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT TRONG KHỐI XÂY KHI CHỊU NÉN
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
23
Bảng cường độ chịu nén tính toán (kG/cm 2 )
của khối xây gạch các loại có chiều cao mỗi lớp
50150 mm (chưa nhân với m)
Số hiệu gạch Số hiệu vữa
mỗi hàng 200300 mm (chưa nhân với m)
Số hiệu bêtông hoặc đá
Số hiệu vữa
3.2 CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA KHỐI XÂY
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA KHỐI XÂY
Chất lượng gạch, chất lượng vữa, trình độ thi công, điều kiện làm việc, … cường độ
khối xây luôn nhỏ hơn cường độ của bản thân gạch đá
Cường độ và loại gạch đá
Cường độ và loại vữa
Tuổi của khối xây và thời gian tác dụng của tải trọng
Phương pháp thi công và chất lượng khối xây
trình độ thợ xây khác nhauchất lượng khối xây khác nhau, cường độ
khối xây có thể chênh nhau 1,41,5 lần (với cùng mác gạch và vữa).
Bề dày mạch vữa ngang, hình dáng viên gạch
_Bề dày mạch vữa tiêu chuẩn là 10-12mm Khi dùng vữa có tính biến dạng
lớn (vữa vôi) thì chiều dày mạch vữa nên lấy nhỏ đi.
_Gạch có hình dạng đều đặn, đúng qui cách thì cường độ khối xây sẽ cao
hơn so với loại gạch cong vênh, bề mặt lồi lõm.
Trang 93.2 CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA KHỐI XÂY
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA KH.XÂY
Độ linh động của vữa và mức độ lấp đầy mạch vữa đứng
_Tăng độ linh động bằng cách tăng tỷ lệ N/Xvữa dễ lấp đầy các mạch
đứng và các chỗ lồi lõmtăng 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 mạchtăng cường độ khối xây
Tác dụng lặp lại của tải trọng
Tải trọng thay đổi trị số lặp đi lặp lại nhiều lần làm khối xây nhanh
chóng bị phá hoại.
26
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
3.3 CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỤC BỘ CỦA KHỐI XÂY
Giới hạn cường độ của phần khối xây chịu nén cục bộ (Rc
cb) lớn hơngiới hạn cường độ của khối xây khi bị nén đều (Rc) vì phần khối xây
không chịu nén hoặc chịu nén ít sẽ cản trở biến dạng ngang của phần
chịu nén cục bộ
c c
R 3 2 F cb _diện tích phần chịu nén cục bộ
F _diện tích tính toán, lấy theo hướng dẫn
27
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
3.4 CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO DỌC TRỤC CỦA KHỐI XÂY
KÉO KHÔNG GIẰNG
Lực kéo vuông góc với mạch vữa ngang
Sự phá hoại xảy ra theo mặt tiếp xúc giữagạch và vữa hoặc theo mặt cắt qua mạchvữa Chỉ khi nào cường độ gạch quá kémmới xảy ra mặt cắt phá hoại qua gạch
Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của khốixây: bằnglực dính pháp tuyếngiữa gạch vàvữa; hoặc cường độ chịu kéo của mạch vữa
Trang 103 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
3.4 CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO DỌC TRỤC CỦA KHỐI XÂY
KÉO CÓ 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 tuyếngiữa gạch và vữa
Trong xây dựng, không được dùng trường hợp kéo không giằng.
29
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
3.5 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
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
3.6 CƯỜNG ĐỘ CHỊU CẮT CỦA KHỐI XÂY
Cắt theo tiết diện không giằng:
lực cắt song song với mạch vữa giữa các hàng xây
Cắt theo tiết diện có giằng :
lực cắt vuông góc với mạch vữa giữa các hàng xây
Tiết diện không giằng Tiết diện giằng
Trang 11Cường độ tính toán R k , R ku , R kc(kG/cm2) theo tiết diện
giằng của khối xây,khi bị phá hoại theo mạch vữa
ngang hay đứng
Loại cường độ Số hiệu (mác) vữa
kéo dọc trục R k
-Khối xây có qui cách
-Khối xây không có qui cách 1,61,2 1,10,8
kéo khi uốn R ku
-Khối xây có qui cách
-Khối xây không có qui cách 2,51,6 1,61,1
kéo chính R kc 1,2 0,8
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
32
Cường độ tính toán R k , R kc , R ku ,R c của khối xây gạch đá có hình dáng qui
cách khi tính toán khối xây theo tiết diện giằng cắt qua gạch đá
Loại cường độ trị số R theo kG/cm2khi mác gạch đá
kéo dọc trục R k 2,5 2,0 1,8 1,3 1,0
kéo khi uốn R ku và kéo chính R kc 4,0 3,0 2,5 2,0 1,6
Cắt R c 10 8 6,5 5,5 4
Cường độ tính toán chịu cắt R c(kG/cm2) của khối xây, khi bị phá hoại theo
mạch vữa ngang hay đứng
Trạng thái Số hiệu (mác)vữa
Cắt theo tiết diện không 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 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
33
3 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
3.6 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 suất-biến dạng là đường cong
+Gạch đá có quan hệ ứng suất-biến dạng gần như đường thẳng
đường cong (_) của khối xây là do tính chất của vữa quyết định
Môđun biến dạng của khối xây :
E0là môđun biến dạng ban đầu của khối xây, E0 = Rc
là đặc trưng đàn hồi của khối xây:
khối xây gạch đất sét nung, số hiệu vữa 25 thì =1000
khối xây đá hộc, gạch bêtông ximăng, số hiệu vữa 25 thì = 1500
0
0 0,5 0,81,1
R E
E
Công thức thực nghiệm:
Trang 123 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA KHỐI XÂY
3.6 BIẾN DẠNG CỦA KHỐI XÂY KHI CHỊU NÉN
Quan hệ ứng suất-biến dạng của khối xây khi chịu nén
35
BÀI TẬP CHƯƠNG 1
1 Xác định cấp phối vữa ximăng vơi mác 50 Dùng ximăng mác 300, cát
thạch anh hạt trung bình, trọng lượng thể tích 1100 kG/m3, độ ẩm 2%
2 Tìm cường độ chịu nén cực hạn của vữa số hiệu 50 với tuổi của nĩ là
3 ngày đêm
3 Xác định giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính tốn của cường độ chịu nén
của khối xây dùng gạch đất sét nung ép dẻo mác 100, vữa hỗn hợp
mác 50, trong các trường hợp sau:
a) Khối xây đã đủ tuổi (28 ngày đêm)
b) Vừa xây xong
c) Tuổi khối xây là 3 ngày đêm
TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
THEO KHẢ NĂNG CHỊU LỰC
CHƯƠNG 2
Trang 13CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
1 TỔNG QUÁT
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN
Cho kết cấu chịu tải trọng tăng dần TTGH là trạng thái mà từ đó trở
đi kết cấu không còn thỏa mãn các yêu cầu đặt ra cho nó
TTGH thứ nhất (theo khả năng chịu lực):T T gh
T _ nội lực trong kết cấu do tải rọng tính toán gây ra (N, M, Q…)
Tgh_khả năng chịu lực của kết cấu
Khi xác định T gh thì dùng cường độ tính toán của vật liệu, và
phải xét đến điều kiện làm việc của vật liệu và của kết cấu.
TTGH thứ hai (theo điều kiện sử dụng bình thường)
Kiểm tra biến dạngf f gh
Kiểm tra độ mở rộng khe nứt gh
Khi xác định f,thì dùng tải trọng tiêu chuẩn.
38
CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN
của khối xây
Khi kiểm tra cường độ của các trụ và mảng tường giữa hai ơ
cửa cĩ diện tích tiết diện ngang nhỏ hơn 3000 cm 2 m = 0,8
Khi kiểm tra cường độ các khối xây chịu nén của những cơng
trình chưa xây xong (trừ những nhà bằng tấm gạch nung) m = 1,25
Khi tính tốn các khối xây chịu nén mà tải trọng đặt vào khi
khối xây đã khơ cứng một thời gian dài m = 1,1
k _hệ số an tồn; k=2 (nén); k=2,25 (kéo) m_hệ số điều kiện làm việc (ph.pháp chế tạo vật liệu, đ.kiện thi cơng, tình trạng làm việc của kết cấu)
c a
sợi thép kéo nguội
k a = 1,5 1,75
m a = 0,50,9 (do sự khác biệt khá lớn về biến dạng của
khối xây và cốt thép khi cùng làm việc)
39
2 CẤU KIỆN CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM
N mdhRF
CK nén đúng tâm: cột, tường trong của nhà
Bảng hệ số m dh
Hệ số uốn dọc phụ thuộc độ mảnh tương đương tđ
_ đặc trưng đàn hồi của vật liệu
l 0 _chiều dài tính toán
F_ diện tích tiết diện R_ cường độ chịu nén tính toán.
Khi F < 3000cm 2 thì thay R bằng 0,8R
CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
Trang 142 CẤU KIỆN CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM
Bảng hệ số uốn dọc
Xác định chiều dài tính toán
3 CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM
CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
Độ lệch tâm ngẫu nhiên (sai số do thi công): e 0n2 cm
độ lệch tâm
e 0 = e 01 + e 0n
Cột, tường, móng nhà; vòm mái, ống khói, …
Trang 153 CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM
F n _diện tích phần chịu nén nhiều
của tiết diện, được xác định với giả
thiết là biểu đồ ứng suất nén có
dạng hình chữ nhật và từ điều kiện
trọng tâm của diện tích phần chịu
nén trùng với điểm đặt của lực dọc
tính toán N.
Ký hiệu y là khoảng cách từ trọng
tâm tiết diện đến mép tiết diện về
phía đặt lực nén lệch tâm Với tiết
diện chữ nhật: y=h/2
tiết diện tổng quát:F n = h n b = 2(ye 0 )b
tiết diện chữ nhật: F n = (h2e 0 ) b
44
3 CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM
2
n 1
_xác định như đối với cấu kiện nén đúng tâm
n _hệ số uốn dọc đối với phần chịu nén của tiết
diện, được xác định trong mặt phẳng tác dụng của
momen uốn với độ mảnh h
n h h
Với tiết diện chữ nhật , h n =h2e 0
H’=H nếu biểu đồ momen uốn không đổi dấu.
H’=H/2 nếu biểu đồ momen uốn đổi dấu.
(chính xác, lấy H’=H1hoặc H’=H 2
tùy đang tính với M nào, xem hình vẽ)
45
3 CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM
Hệ số xác định theo thực nghiệm
45,12
1 0
y e
45,1
1 0
h e
(tiết diện bất kỳ) (tiết diện chữ nhật)
Trang 163 CẤU KIỆN CHỊU NÉN LỆCH TÂM
Chú ý
Để bảo đảm sự làm việc an toàn của khối xây, cần hạn chế độ lệch tâm:
e 0 0,9y khi tính toán với tổ hợp tải trọng cơ bản
e 0 0,95ykhi tính toán với tổ hợp tải trọng đặc biệt
Đối với tường có chiều dày 22cm thì:
e 0 0,8y khi tính toán với tổ hợp tải trọng cơ bản
e 0 0,85ykhi tính toán với tổ hợp tải trọng đặc biệt
Khoảng cách từ điểm đặt của lực đến mép chịu nén nhiều của tiết diện không
được nhỏ hơn 2cm đối với tường chịu lực và cột
Cấu kiện nén lệch tâm cần được kiểm tra theo nén đúng tâm trong mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng tác dụng của moment uốn khi chiều rộng b nhỏ hơn
chiều cao h của tiết diện
Khi e0>0,7y cần kiểm tra sự mở rộng khe nứt ở các mạch vữa của khối xây
N
2 , 1 1
1 lấy m dh =1 khi h≥30cm hoặc i ≥8,7cm
47
4 CẤU KIỆN CHỊU NÉN CỤC BỘ
CK nén cục bộ: dầm, dàn, xà gồ, lanh tô… gác lên tường và cột gạch.
N dRcbFcb
_hệ số hoàn chỉnh biểu đồ áp lực
của tải trọng cục bộ
khi áp lực phân bố đều = 1
khi áp lực phân bố tam giác= 0,5
d_ hệ số xét đến sự phân phối lại ứng suất trong vùng chịu nén cục bộ
trong thực hành lấyd = 0,75 đối với khối xây gạch đá đặc
R R
F cb _diện tích phần chịu nén cục bộ
F _diện tích tính toán, bao gồm F cb và một phần diện tích xung quanh
CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
4 CẤU KIỆN CHỊU NÉN CỤC BỘ
Trang 174 CẤU KIỆN CHỊU NÉN CỤC BỘ
Chú ý:
- Không nên kê trực tiếp kết cấu chịu lực lên tường, cột gạch mà cần dùng
tấm đệm BTCT Tấm đệm dày14cm, trong có đặt lưới thép với hàm
lượng
a0,5% theo mỗi phương.
- Không đặt trực tiếp bản đệm lên gạch mà cần trải lớp vữa dày <15mm.
- Nếu kê dầm, dàn lên bổ trụ thì bản đệm phải đặt sâu vào tường
50
5 CẤU KIỆN CHỊU KÉO DỌC TRỤC
Không cho phép thiết kế kết cấu gạch đá chịu kéo theo tiết diện không giằng.
Tính cấu kiện chịu kéo đúng tâm (kéo dọc trục) tiết diện giằng:
N RkFth
R k _cường độ chịu kéo tính toán của khối xây.
F th _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,
CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
51
6 CẤU KIỆN CHỊU UỐN
M RkuW
Q Rkcbz
W _moment kháng uốn của tiết diện
b _bề rộng tiết diện
z _cánh tay đòn nội lực, với tiết diện chữ nhật z=2b/3
R ku _cường độ chịu kéo khi uốn.
R kc _cường độ tính toán về ứng suất kéo chính.
CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
Trang 18EXAMPLE - HORIZONTAL BENDING
2400
Lateral load = 0.7kPa (wind loading)
Vertical load negligible
53
7 CẤU KIỆN CHỊU CẮT
Tính toán khối xây chịu cắt theo tiết diện không giằng (cắt qua mạch vữa ngang)
Q (Rc+ 0,8 nf0)F
R c_cường độ chịu cắt tính toán theo tiết diện không giằng
f _hệ số ma sát theo mạch của khối xây
f = 0,7với khối xây bằng gạch và đá có qui cách
n_hệ số
n = 1với 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_ứng suất nén trung bình khi lực nén nhỏ nhất, xác định với hệ số
vượt tải 0,9
FN9,0
CHƯƠNG 2 TÍNH TỐN KHỐI XÂY KHƠNG CỐT THÉP
7 CẤU KIỆN CHỊU CẮT