Chương THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA NHÀ GẠCH 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.1 Phân loại tường trụ Bộ phận nhà gạch thường gặp: Tường Trụ a) Theo tính chất chịu lực - Tường, trụ chịu lực - Tường, trụ tự mang b) Theo cấu tạo - Khối xây đặc - Khối xây rỗng - Khối xây nhiều lớp c) Theo độ cứng khơng gian nhà có tường chịu lực - Nhà có sơ đồ kết cấu cứng - Nhà có sơ đồ kết cấu mềm Giá trị LT Khoảng cách kết cấu ổn định ngang L < LT nhà có sơ đồ kết cấu cứng 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.2 Cấu tạo tường trụ gạch Để đảm bảo làm việc không gian, tường ngang tường dọc cần liên kết với dạng bắt mỏ, đặt chi tiết liên kết BTCT thép Trong khối xây, gạch phải xếp mạch so le cách đặt xen kẽ hàng dọc hàng ngang Yêu cầu tối thiểu xếp mạch so le khối xây tường : - KX gạch dày δgạch = 60mm dọc + ngang - KX gach đá có quy cách chiều cao hl1ớp = 200mm dọc + ngang - Mạch vữa đứng KX phải lệch 1/4 ÷ 1/2 chiều dài viên gạch - KX đất sét, gach gốm, gạch silicat chiều dày δvữa ngang = 12mm; δvữa đứng = 10mm - KX đá có quy cách δvữa ngang = 15mm : δvữa đứng = 15mm Tường trụ gạch cần liên kết với sàn, mái neo có tiết diện ≥ 0,5cm2 khoảng cách neo phải ≤ 6m 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.2 Cấu tạo tường trụ gạch Để đảm bảo độ ổn định, tường trụ cần phải đảm bảo yêu cầu độ mảnh Điều kiện ổn định: β ≤βgh h H Trong đó: H : Tỷ số chiều cao chiều dày tường, trụ h - H: chiều cao tường −β = - h: chiều dày tường, cạnh bé trụ - βgh: Trị số giới hạn chiều cao chiều dày tường phụ thuộc chức tường trụ, điều kiện gối tựa nhóm khối xây 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.3 Phương pháp tính tốn tường, trụ gạch Nghiên cứu ứng xử KX gạch đá Mơ hình Micromodel Mơ hình Macromodel Phương pháp đơn giản hóa Khá xác σ - ε Sử dụng VL tương đương Khoảng cách KC ổn định ngang Cần phần mềm, đầy đủ tính chất lý VL lực dính Chỉ phù hợp với việc nghiên cứu tổng thể - Nhà có sơ đồ KC cứng - Nhà có sơ đồ KC mềm 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.4 Tính tốn tường, trụ gạch nhà có sơ đồ kết cấu cứng a) Ngun tắc tính toán: Điều kiện sơ đồ kết cấu cứng: L ≤ Lt L: khoảng cách kết cấu ổn định ngang Lt: khoảng cách lớn kết cấu ổn định ngang, xác định theo bảng sau Loại sàn mái Trị số Lt ứng với nhóm khối xây I II III IV Sàn, mái BTCT gạch đá cốt thép liền khối lắp ghép liên kết liền khối 54 42 30 - Sàn, mái BTCT lắp ghép 42 36 24 - Sàn mái gỗ 30 24 18 12 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1 Tính tốn tường, trụ nhà có sơ đồ kết cấu cứng Kết cấu ổn định ngang kết cấu ? - Tường gạch có bề dày δtường ≥ 11cm; - Tường ngang bê tơng cốt thép có δtường BTCT ≥ 6cm; - Trụ gia cố, khung ngang có nút cứng - Những mảng tường kết cấu khác thiết kế để chịu tải trọng ngang tường dọc truyền vào - Giàn gió, giằng giằng BTCT tính để chịu tải trọng ngang từ tường truyền vào - Sàn mái khoảng cách tường ngang không vượt giá trị LT 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.4 Tính tốn tường, trụ nhà có sơ đồ kết cấu cứng b) Sơ đồ tính - Mảng tường nhà có sơ đồ kết cấu cứng xem dầm liên tục nhiều nhịp theo chiều cao nhà với gối tựa sàn H -Khi tính tốn với tải trọng đứng: H mái → Coi mảng tường dầm đơn giản có liên kết khớp mức sàn - Khi tính với tải trọng gió: phạm vi tầng, tường coi liên kết hai đầu ngàm mức sàn Tải trọng đứng Tải trọng ngang 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.4Tính tốn tường, trụ nhà có sơ đồ kết cấu cứng c) Tải trọng Tải trọng tầng truyền xuống: ΣN Tải trọng tầng xét truyền vào tường phân bố theo hình tam giác phạm vi đoạn sàn kê vào tường, hợp lực chúng Q d) Nội lực Mô men uốn tiết diện 1-1 N N c MI-I = Q.e2 - ΣN.e1 c Lực dọc tiết diện 1-1 NI-I = Q + ΣN Q e1 e2 c/3 Q e2 c/3 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.4Tính tốn tường, trụ nhà có sơ đồ kết cấu cứng e) Tiết diện tính tốn: -) Khi Ttg ≥ Qtd: Tiết diện chữ nhật B×b -) Khi Ttg < Qtd: Tiết diện chữ T I - Trong đó: -) Ttg: Lực cắt vị trí tiếp giáp tường ngang tường dọc phạm vi tầng Q.Fthc y.H t Ttg = I th -) Qtd: Khả chịu cắt tiết diện tiếp giáp tường ngang tường dọc Qtd = Rkc.b 2H t -) Ith: Mơmen qn tính tiết diện thu hẹp lấy trục qua trọng tâm tiết diện -) Fthc : Diện tích thu hẹp (Tức tổng diện tích tiết diện ngang tường dọc ô cửa phạm vi đoạn S) 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.5 Tính tốn tường, trụ nhà có sơ đồ kết cấu mềm Điều kiện sơ đồ kết cấu mềm: L > Lt a) Sơ đồ tính: - Thường nhà tầng, tường trụ coi ngàm vào móng liên kết khớp với kết cấu đỡ mái +) Khi chưa xây xong: +) Trong giai đoạn sử dụng: -) Dàn: EI = ∞ -) Dầm: EI = 0,85EbI -) Trụ: EIt = 0,8E0It b) Tải trọng tác dụng 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.1.5 Tính tốn tường, trụ nhà có sơ đồ kết cấu mềm c) Tiết diện tính tốn - Tính với tiết diện chữ T với bề rộng cánh lấy: *) Khi tải trọng phân bố tường: +) Tường có lỗ cửa: +) Tường khơng có lỗ cửa: lt l p b ' c = × ; 2 b ' c = × (a1 ; a ) *) Khi tải trọng truyền qua dầm dàn tường trụ dạng tải tập trung: H b ' c = × (a1 ; a ) -) Khi tường lỗ cửa: b ' c = -) Khi tường có lỗ cửa: 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá a) Khái niệm chung Khái niệm: Tường chắn đất loại kết cấu xây bao quanh cơng trình dùng để chống đỡ áp lực đẩy đất vật liệu rời, ngăn ngừa khơng cho chúng sụt lở phía ngồi Phạm vi sử dụng: Tường chắn đấtđược sử dụng: Công trình dân dụng vùng đồi núi, vùng bờ biển Cơng trình thủy lợi: Cầu tàu, bến cảng, kênh, mương Cơng trình giao thơng Ưu điểm: Tường chắn đất gạch đá ổn định có trọng lượng thân lớn Sử dụng vật liệu địa phương nên giá thành rẻ, độ bền lớn 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá b) Cấu tạo chung - Chiều cao H khơng q lớn - Hình dáng tường: Thiết kế cho không xuất lực kéo lực cắt lớn tường - Tường chắn thiết kế khe biến dạng: a = 20÷30cm - Nơi mà địa chất thay đổi → Phải thiết kế khe lún - Khi thiết kế thường lợi dụng trọng lượng thân để đảm bảo ổn định → Tường chắn đất dạng trọng lực, cấu tạo bởi: - Thân tường b) Thân tường - Móng tường Móng tường 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá Cấu tạo thân tường: tiết diện phía nhỏ, phía có tiết diện lớn Tường bê tơng: - Mặt làm dốc nghiêng b) - Mặt làm thẳng đứng Tường gạch đá: - Mặt xây giật cấp - Mặt xây nghiêng thẳng đứng c) Khi chiều cao tường không lớn, thân tường có thể: - Chọn chiều dày khơng đổi - Bố trí thêm sườn đứng Chiều rộng đỉnh tường bđt: - Phụ thuộc ĐK thi công + Vật liệu - Tường xây đá hộc → bđt = 0.5m d) Th©n S−ên 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá Chiều rộng thân tường btt : - Xác định theo khả chịu lực tiết diện nằm mặt móng - Khi không cho phép xuất ứng suất kéo: btt = 1/2H Cấu tạo móng tường: Kích thước móng tường thõa mãn: σđáy móng < Rđất Đối với đất yếu → bị lún khơng đều, tường nghiêng → Sử dụng BTCT làm móng, đế móng mở rộng, cốt thép phải tính tốn neo sâu vào thân tường đoạn 30d Đối với địa hình thay đổi dọc theo chiều dài tường → Thiết kế tường chắn đất có chiều cao khác → bề rộng khác 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá Chia chiều dài tường thành đoạn có kích thước khác nhau: Cách 1: Chiều dày đoạn tường khác → Mặt có dạng bậc thang b) Cách 2: Chiều dày tường biến đổi dần theo chiều cao tường → Mặt có dạng đường nghiêng, không biến đổi đột ngột c) 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá c) Tính tốn tường chắn đất: Tải trọng tác dụng: - Trọng lượng thân tường Gt - Áp lực đất: theo quy luật tam giác -) Nếu hoạt tải q = có: ϕ E = γH 2tg (45o − ) 2 -) Nếu hoạt tải q ≠ có: ϕ E = ( γH + q)tg (45o − ) 2 - Trọng lượng riêng đất đè lên móng Gđ *) Trong đó: -) H: Chiều cao tính từ đỉnh tường đến đáy móng -) ϕ: Góc ma sát đất 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá Tính tốn khả chịu lực tường chắn - Chủ yếu kiểm tra cường độ thân tường móng tường - Cần kiểm tra cho tiết diện đáy tường số cao trình khác tường - Kiểm tra khả chịu lực cho thân tường cấu kiện gạch đá chịu nén lệch tâm ý điều kiện tính tốn: -) e0 ≤ 0,9y tính toán với tổ hợp -) e0 ≤ 0,95y tính tốn với tổ hợp đặc biệt -) y - e0 ≥ 2cm -) Khi e0 ≥ 0,7y cần kiểm tra điều kiện khe nứt - Tính tốn cho móng tường chắn: -) Giống tính tốn cho móng tường nhà gạch đá -) Nếu đế bê tơng cốt thép: phần đua tính côngxon 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá Tính tốn kiểm tra ổn định chống trượt cho tường chắn - Điều kiện kiểm tra: ΣG f ≥ 1,3 E - Trong đó: -) f: Hệ số ma sát đáy móng đất nền, lấy 0,3 ÷ 0,6 tùy thuộc loại đất -) ΣG: Tổng tải trọng đứng -) E: Tổng áp lực ngang Tính tốn kiểm tra chống lật - Điều kiện chống lật điểm A: - Trong đó: Mg Ml > 1,5 -) Mg: Momen chống lật tải đứng -) Ml: Momen gây lật tải trọng ngang 5.1 Thiết kế tường trụ gạch 5.2 Kết cấu đặc biệt gạch đá 5.2.1 Tường chắn đất gạch đá Tính tốn kiểm tra áp lực lên đáy móng - Tải trọng đứng ngang gây nên phản lực tác dụng lên đáy móng - Điều kiện kiểm tra: po = p max = ΣG ΣM + ≤ 1, R F W p = - Trong đó: ΣG ≤R F ΣG ΣM − >0 F W -) ΣG: Tổng tải trọng đứng -) R: Cường độ tính tốn đất móng -) ΣM: Tổng momen lực lấy với tâm đáy móng -) F, W: Diện tích momen qn tính đáy móng -) p0, pmax, pmin: Áp lực trung bình, lớn nhỏ