BÀI GIẢNG Bộ môn: Kết cấu Gạch đá

Bộ môn: Kết cấu Gạch đá Tài liệu học tâp: Giáo trình chính: Giáo trình kết cấu Gạch đá gạch đá có cốt thép Tài liệu tham khảo: Chương Khái Niệm Chung Đ1 Khái niệm chung Khái niệm Kết cấu gạch đá dùng phổ biến công trình DD, CN giao thông - Làm kết cấu chịu lực cho nhà: Móng, Tường, Cột, Sàn, Mái vỏ mỏng không gian (Vượt nhịp 50m); (Nhà 56 tầng), Nga 16 tầng, Kim tự tháp Ai cập 14,6m, 2triệu viên đá - Làm kết cấu bao che - Bể chứa, tường chắn, cầu cống (nhỏ vừa), ống khói, hầm lò (ống khói 150m) ưu điểm: - Bền vững tốn tiền bảo dưỡng (bảo dưỡng phụ thuộc vào môi trường), bảo vệ lớp ốp, trát - Độ cứng lớn, chịu nén tốt - Cách âm cách nhiệt tốt - Tận dụng vật liệu địa phương, tiết kiệm xi măng, thép Nhược điểm: - Trọng lượng thân lớn ( = 1800kG/m3) - Chịu kéo chịu cắt - Chịu tải trọng động Đ2 Lch s phỏt trin (SGK) Ch­¬ng Vật liệu Các loại gạch 10(9.5) 6.5 Đ1 Gch ỏ Phân theo cách chế tạo: - Gạch đất sét nung: + ép khô + ép dẻo + Đặc + Có lỗ rỗng - Gạch không nung: + Gạch vôi xỉ: Cường độ thấp sử dụng cho công trình tạm + Gạch sili cát: Cường độ cao, không nên dùng xây móng + Gạch bê tông: Cường độ cao + Gạch đất đồi (đá tổ ong): Cường độ thấp 0) 2 2( Phân theo dung trọng: - Gạch nặng: 1800kG/m3 - Gạch nhẹ: 1300 1500kG/m3, độ rỗng: 30ữ50% - Gạch nhẹ: 1000kG/m3, độ rỗng >50% Cỏc loi ỏ - Đá ốp lát: + Granit: Độ cứng cao, màu đẹp nên sử dụng cho công trình đặc biệt + Đá Cẩm thạch - Đá xây: + Có quy cách: Viên đá gia công, chế tạo theo hình dạng kích thước định + Không có quy cách (Đá hộc): Đá khai thác tự nhiên, xây gia công chút ít, khối xây có nhiều lỗ rỗng, dẽ trượt cường độ thấp Cng ca gch ỏ Cường độ khả chịu lực đơn vị diện tích đặc trưng mác (hay số hiệu) Thường biểu thị cường độ gạch đá theo mác chịu nén hay chịu uốn - Theo khả chịu nén Rg = N/F mác gạch chia làm nhóm: + Gạch có sè hiÖu 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 Th­êng dïng: 50, 75, 100, 125, 150 - Mác đá có loại: 4, 10, 25 - 3000 Tính tốn với tiết diện quy đổi: F'a J tđ = n' J + n' F ( ytđ − y ) + Fa (h0 − ytđ ) + Fa' ( ytđ − a') 2 E' Ea a n'= Fa  Kéo, nén đứng tâm: N C ≤ mn Ran Ftđ  Uốn: mn Ran J tđ M ≤ h0 − ytđ C  Nén lệch tâm: mn Ran Ftđ N ≤ Ftđ (h0 − ytđ )e0 −1 J tđ  Kéo lệch tâm: mn Ran Ftđ N ≤ Ftđ (h0 − ytđ )e0 +1 J tđ C C Rna – bảng 7.3 h h0 y ytd n' Fy + Fa h0 + Fa' a' ytđ = Ftđ a' Ftđ = n’F + Fa + Fa Chương Tớnh toỏn kt cu nh gch Đ1 Thiết kế tường trụ Phân loại tường trụ - Theo chịu lực: - Tường chịu lực - Tường tự mang - Theo cấu tạo: - Khối xây đặc - Khối xây rỗng - Khối xây nhiều lớp - Theo độ cứng không gian nhà tường chịu lực: - Nhà có sơ đồ kết cấu cứng - Nhà có sơ đồ kết cấu mềm Giá trị lT (bảng 8.1) Khoảng cách kết cấu ổn định ngang < lT  nhà có sơ đồ kết cấu cứng Yêu cầu Kết cấu ổn định ngang: - δtường ≥ 12cm; - δtường BTCT ≥ 6cm; - Trụ gia cố, khung ngang thiết kế để chịu tải trọng ngang Cấu tạo tường trụ gạch - Tường ngang, tường dọc, sàn mái tạo thành hệ không gian chịu lực  Liên kết chắn cách bắt mỏ liên kết đặc biệt khác  Điều kiện ổn định: β ≤ β gh = H h H: chiều cao tường (nhà) h: chiều dày tường, cạnh bé trụ βgh: bảng 8.2  Yêu cầu với khối xây tường chịu lực: - δgạch = 60mm  dọc + ngang - KX gach đá có quy cách: hlớp = 200mm  dọc + ngang - Mạch vữa đứng so le ¼ - ½ viên gạch - KX đất sét, gacgh gốm, gạch silicat: δvữa ngang = 12mm; δvữa đứng = 10mm - KX đá có quy cách δvữa ngang = 15mm : δvữa đứng = 15mm Tính tốn tường, trụ nhà có sơ đồ kết cấu cứng Khi Lt ≤ [Lt] - Sàn tầng gối tựa cố định - Tải trọng đứng: tường, trụ coi dầm liên tục liên kết khớp với sàn H H - Tải trọng gió: Liên kết ngàm Tải trọng đứng Tải trọng ngang NI-I = Q + ΣN N MI-I = Q.e2 - ΣN.e1 N c c ΣN: tải trọng tầng truyền xuống Q: tải trọng tầng xét phân bố theo hình tam giác đoạn sàn kê vào tường Q e1 e2 c/3 Q e2 c/3  Tính tốn tổng thể nhà chịu tải trọng ngang: - Coi tường ngang phần tường dọc congxon thẳng đứng ngàm vào đất tiết diện chư I, T - Chiều dài xác định tải trọng gió: L= (Lt + Lp ) - Chiều dài phần tường dọc làm việc với tường ngang xét S: (không lỗ cửa) S = 0,7∑ H d Fng Fth (có lỗ cửa) Hd Hx S = 0,8Hx Fng: diện tích tết diện ngang đoạn tường dọc S Fth: tổng diện tích tiết diện mảng tường cửa sổ S S S N ph = B Lực dọc phụ phát sinh nhà bị uốn: y x M  x yF 1 −  J th  S  M – Momen tải trọng gió cao trình tiết diện xét F – diện tích tiết diện ngang mảng tường y – k/c từ trục tường dọc đến trọng tâm tiết diện ngang chữ I, T x – k/c từ trục tường ngang đến trục mảng tường tính Lt Lp  Tính tốn, Kiểm tra theo trường hợp: - Tường chịu nén tác dụng tổ hợp tải trọng đứng ngang (gió) - Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện tiếp giáp tường ngang dọc Ttg = QFth yH J th Q – lực cắt tính tốn gió congxon chiều cao tầng nhà - Tường ngang: + Tính tốn chịu nén tải trọng thẳng đứng, + Tính toán N, M, Q mặt phẳng tường tải trọng gió + Kiểm tra tường ngang chịu cắt Q≤ RC hB µ Cường độ chịu cắt KX: RC = Rk (Rk + σ ) N σ0 = F µ – hệ số xét đến phân bố US tiếp không (bảng tra) B – chiều dài tường ngang Tính tốn tường, trụ nhà có sơ đồ kết cấu mềm (SGK) Khi Lt > [Lt] §2 Thiết kế móng nhà - Móng gạch đá thường móng băng tường - Nhà có sơ đồ kết cấu cứng móng xem chịu tải trọng trung tâm Diện tích đế móng: N tc + G tc F≥ R Chiếu rộng móng băng F N tc + G tc B= ≥ L RL R: cường độ chiu nén tính tốn đất 10-15cm Móng cứng α H - Trong phạm vi góc α KX khơng bị phá hoại ứng suất kéo hay trượt N - H/b lớn - α : góc cứng phụ thuộc váo vật liệu làm móng (khối xây đá h/b ≈ 2) h, b: chiều cao chiều rộng bậc -Bđỉnh móng ≥ Btường B - H ≥ 50cm N Móng mềm - Cánh móng rộng - Biến dạng uốn lớn  σkéo  Móng BTCT - Dùng cho nhà tải trọng lớn, đất yếu G1 G1 G - Giảm chi phí đào đắp - Độ cứng theo phương dọc đảm bảo B Thiết kế tường treo - Tường cao, nằm dầm tựa lên đầu cột - Thường gặp: Tường nhà công nghiêp dầm móng Tường ngang chịu lực nhà bên thơng phịng 3.1 Sơ đồ tính - Xem tường đàn hồi chịu tải trọng tập trung phản lực gối tựa tác dụng lên dầm dỡ - Chiều dài đoạn chịu áp lực phụ thuộc vào EJdầm  Cần phải kiểm tra nén cục vùng gối tựa - Thay dầm đỡ tường dải khối xây quy ước có dộ cứng tương đương: h0 = 23 E' J ' E.b E’J’: độ cứng dầm đỡ = 0,85EbJ’ E: modul biến dạng khối xây b: chiều dày tường 3.2 Xác định s, σmax  Dầm liên tục: s = 1,57h0 s s c=2s s σmax σmax P s c P s c ≤ 2s: σ max = c Khi c > 2s: 2P (c + 2s )b s σ max = P c.b  Dầm nhịp, gối biên s s = 1,2h0 σ max = s σmax σmax 2P P = 1,67 s.b h0b P P  Trên dầm có lỗ cửa phạm vi biểu đồ áp lực Không nên đặt lỗ cửa vùng gầm gối tựa Nếu cần bố trí nhịp 3.3 Kiểm tra theo kn chịu nén cục Cần kiểm tra khối xây vùng gần gối tựa Nếu không đủ  cần gia cố khối xây cách đặt lưới thép σmax s s Giằng tường - Dùng để dảm bảo độ cứng liền khối kết cầu gạch đà chịu lực kéo nhà bị lún không - Giằng cần bố trí đỉnh tường chân móng (khi H < 10m) - Thường bố trí cao trình sàn tầng - Nếu sàn BTCT đổ chỗ trùm lên toàn tường  không cần thêm giằng tường - Giằng tường nên đổ liền, góc cần phải gia cố - Nếu giằng tường khơng bố trí cao trình  cần có trụ BTCT nối liền giằng hai cao trình khác  Hoặc bố trí so le (l > 3d) d Gi»ng t­êng L Lỗ cửa L > 3d L ... tính toán gây b rmin l TiÕt diƯn ch÷ nhËt: λ b = b ϕ - hƯ sè n däc b? ?ng (5.1) ∈  TiÕt diÖn b? ?t kú: λ r = l0 rmin b - c¹nh b? ? cđa tiÕt diƯn rmin - b? ?n kính quán tính theo phương b? ? tiết diện... đảm b? ??o cho kết cấu làm viƯc an toµn:  b > 25cm + TÝnh víi tỉ hỵp CB1: e0 ≤ 0,9 y σk N b + TÝnh víi tỉ hỵp CB2: e0 ≤ 0,95 y e 0,7y kiểm tra b? ?? réng khe nøt  b ≤ 25cm + TÝnh víi tỉ hỵp CB1:... u b2 d (2e1 − d ) + (e1 − d ) b1 FC = b2 d + [c - (y1 + e0 - x) ]b1 N b2 b1 G u c y1 d y2 B? ?i tËp 1: KiĨm tra khả chịu lực cột nhà có chiều dài tÝnh to¸n l0 = 3,3m, kÝch th­íc th­íc tiÕt diƯn bh