Bộ môn: Kết cấu Gạch đá Khoa Xây dựng – Trường đại học Kiến trúc Hà nội Tài liệu học tâp: Giáo trình chính: Giáo trình kết cấu Gạch đá gạch đá có cốt thép Tài liệu tham khảo: Giáo viên Giang dạy: Dương Quang Hùng ĐT: 0912472670 Chơng Khái Niệm Chung Đ1 KháI niệm chung Khái niệm Kết cấu gạch đá đợc dùng phổ biến công trình DD, CN giao thông - Làm kết cấu chịu lực cho nhà: Móng, Tờng, Cột, Sàn, Mái vỏ mỏng không gian (Vợt đợc 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, tờng chắn, cầu cống (nhỏ vừa), ống khói, hầm lò (ống khói 150m) u điểm: - Bền vững tốn tiền bảo dỡng (bảo dỡng phụ thuộc vào môi trờng), bảo vệ lớp ốp, trát - Độ cứng lớn, chịu nén tốt - Cách âm cách nhiệt tốt - Tận dụng đợc vật liệu địa phơng, tiết kiệm xi măng, thép Nhợc điểm: - Trọng lợng thân lớn ( = 1800kG/m3) - Chịu kéo chịu cắt - Chịu tải trọng động Đ2 Lch s phỏt trin (SGK) Chơng Vt liu Đ1 Gch ỏ 10(9.5) 6.5 Cỏc loi gch Phân theo cách chế tạo: - Gạch đất sét nung: + ép khô + ép dẻo + Đặc + Có lỗ rỗng - Gạch không nung: + Gạch vôi xỉ: Cờng độ thấp sử dụng cho công trình tạm + Gạch sili cát: Cờng độ cao, nhng không nên dùng xây móng + Gạch bê tông: Cờng độ cao + Gạch đất đồi (đá tổ ong): Cờng độ thấp ) 20 ( 22 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 đợc sử dụng cho công trình đặc biệt + Đá Cẩm thạch - Đá xây: + Có quy cách: Viên đá đợc gia công, chế tạo theo hình dạng kích thớc định + Không có quy cách (Đá hộc): Đá khai thác tự nhiên, xây gia công chút ít, khối xây có nhiều lỗ rỗng, dẽ trợt cờng độ thấp Cng ca gch ỏ Cờng độ khả chịu lực đơn vị diện tích đợc đặc trng mác (hay số hiệu) Thờng biểu thị cờng 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 Th−êng dïng: 50, 75, 100, 125, 150 - Mác đá có loại: 4, 10, 25 - 3000 Tính tốn với tiết diện quy đổi: F'a Jtđ = n' J + n' F( ytđ − y) + Fa (h0 − ytđ ) + Fa' ( ytđ − a') 2 E' Ea a n'= Fa Kéo, nén đứng tâm: NC ≤ mnRanFtđ Uốn: Nén lệch tâm: Kéo lệch tâm: mnRan Jtđ M ≤ h0 − ytđ C mnRanFtđ N ≤ Ftđ (h0 − ytđ )e0 −1 Jtđ C mnRanFtđ N ≤ Ftđ (h0 − ytđ )e0 +1 Jtđ C Rna – bảng 7.3 h h0 y ytd n' Fy+ Fah0 + Fa'a' ytđ = Ftđ a' Ftđ = n’F + Fa + F’a Ch−¬ng Tính tốn kết cấu nhà gạch §1 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 D 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 D Liên kết chắn cách bắt mỏ liên kết đặc biệt khác ™ Điều kiện ổn định: β ≤ βgh = 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 D dọc + ngang - KX gach đá có quy cách: hlớp = 200mm > dọc + ngang - Mạch vữa đứng so le ẳ - ẵ viờn gch - KX t sột, 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 MI-I = Q.e2 - ΣN.e1 N 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: S = 0,7∑Hd (không lỗ cửa) Fng Fth Hd Hx S = 0,8Hx (có lỗ cửa) Fng: diện tích tết diện ngang đoạn tường dọc S Fth: tổng diện tích tiết diện mảng tường cửa sổ S S S Nph = B Lực dọc phụ phát sinh nhà bị uốn: y x M ⎛ x⎞ yF⎜1− ⎟ Jth ⎝ 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 ¾ 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 Jth Q – lực cắt tính tốn gió congxon chiều cao tầng nhà - Tường ngang: + Tính tốn chịu nén tải trọng thẳng đứng, + Tính tốn N, M, Q mặt phẳng tường tải trọng gió + Kiểm tra tường ngang chịu cắt Q ≤ RChB µ Cường độ chịu cắt KX: RC = Rk (Rk +σ0 ) 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: Ntc + Gtc F≥ R Chiếu rộng móng băng F Ntc + Gtc 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 G1 G1 G - Dùng cho nhà tải trọng lớn, đất yếu - 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 phòng 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 ¾ Dầm liên tục: s = 1,57h0 s s c=2s s σmax σmax P s c P s c ≤ 2s: σmax = c Khi c > 2s: 2P (c + 2s)b s σmax = P c.b ¾ Dầm nhịp, gối biên s s = 1,2h0 σmax = s σmax σmax 2P P =1,67 s.b h0b P P ¾ 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 khơng - 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 tồn tường > khơng cần thêm giằng tường - Giằng tường nên đổ liền, góc cần phải gia cố - Nếu giằng tường không bố trí cao trình > cần có trụ BTCT nối liền giằng hai cao trình khác > Hoặc bố trí so le (l > 3d) d Giằng tờng L Lỗ cửa L > 3d L ... kết cấu gạch đá §1 Phơng pháp tính theo TTGH Kết cấu gạch đá đợc tính tián hai nhóm TTGH: - Theo khả chịu lực - Theo điều kiện sử dụng bình thờng TTGH thứ (theo khả nng chịu lực) - Tính cho kết. .. xây gạch tảng khối đặc + - 8cm khối xây gạch tảng có lỗ + - 7cm khối xây đá bê tông đặc + - 3cm khối xây rỗng Tác dụng: - Liên kết viên gạch đá - Phân phối ứng suất từ viên gạch đến viên gạch. .. Chất lợng gạch, chất lợng vữa, chất lợng thi công, điệu kiện làm việc Rg ảnh hởng cờng độ loại gạch: - Xây gạch đá quy cách D RKX nhỏ - Mác gạch tăng D RKX N nhng ko t l thun - Xây gạch đá cã quy