173 Chương - Kết cấu gạch đá Chương kết cấu gạch đá Biên soạn: PGS TS Trần Mạnh Tuân Hiệu đính: GS TS Nguyễn Xuân Bảo Gạch đá loại vật liệu địa phương sẵn có dễ dàng khai thác, sản xuất Bằng gạch đá xây dựng công trình thủy lợi nhỏ, rẻ, đẹp đủ độ bền, phù hợp với điều kiện địa phương, đặc biệt công trình nhỏ miền núi, vùng sâu xa nhiều khó nhăn vật liệu xây dựng Gạch đá dùng để xây dựng cầu giao thông nông thôn, cống lấy nước, tiêu nước hệ thông thủy lợi nhiều công trình dân dụng công nghiệp khác Kinh nghiệm xây dựng công trình gạch đá địa phương phong phú làm cho loại vật liệu xây dựng sử dụng ngày rộng ri xây dựng công trình thủy lợi Vật liệu xây dựng gạch đá không rẻ tiền, dùng xi măng, không cần cốt thép, mà công việc xây dựng đơn giản, dễ thi công, vật liệu sẵn có khắp nơi, công trình vật liệu gạch đá có đủ độ bền dùng lâu Các phương pháp tính toán, cấu tạo kết cấu gạch đá ngày hoàn thiện tạo điều kiện để nhiều công trình qui mô nhỏ xây dựng với chi phí nhỏ mà đảm bảo độ bền yêu cầu sử dụng, phù hợp với điều kiện phát triển kinh tế, đặc biệt công trình hạ tầng nhỏ nông thôn Nội dung phương pháp tính toán kết cấu gạch đá phần giới thiệu chủ yếu theo tài liệu tiêu chuẩn tính toán Các đơn vị sử dụng dùng theo đơn vị thông dụng có ghi theo đơn vị cũ để thuận tiện so sánh tham khảo 3.1 Vật liệu dùng khối xây gạch đá 3.1.1 Gạch 3.1.1.1 Phân loại gạch Theo khối lượng riêng trung bình, gạch chia thành gạch nặng, gạch nhẹ gạch nhẹ Gạch dùng công trình thủy lợi chủ yếu gạch nặng, có trọng lượng riêng g>1800daN/m3 loại gạch đặc, gạch bê tông đặc nặng gạch rỗng có độ rỗng toàn phần nhỏ 30%, v.v 174 sổ tay KTTL * Phần - së kü tht thđy lỵi * TËp KÝch th­íc viên gạch quy định phù hợp với sức khoẻ trung bình người thợ xây nhấc viên gạch nước có khác Gạch đất sét nung Việt Nam theo quy định có kích thước 22015060 mm 3.1.1.2 Cường độ gạch Tính chất quan trọng gạch đá cường độ, đặc trưng mác hay số hiệu Mác gạch đá biểu thị cường độ chúng chịu nén chịu uốn Giới hạn cường độ chịu kéo gạch vào khoảng 5á10% giới hạn cường độ gạch chịu nén Mác gạch xác định sở cường độ trung bình cường độ bé mẫu thử nén uốn Trong bảng 3-1 giới thiệu số tiêu chuẩn mác gạch đất sét nung Bảng 3-1 Tiêu chuẩn mác gạch ®Êt sÐt nung M¸c C­êng ®é mÉu nÐn, daN/cm2 (kG/cm2) Cường độ mẫu uốn, daN/cm2 (kG/cm2) (số hiệu gạch) Trung b×nh BÐ nhÊt Trung b×nh BÐ nhÊt 150 150 100 28 14 100 100 75 22 11 75 75 50 18 50 50 35 16 Mác gạch dùng khối xây dựng công trình thủy lợi thường 100 150 Quan hệ ứng suất biến dạng gạch đất sét gần theo quy luật đường thẳng Môđun đàn hồi xác định thí nghiệm có giá trị sau: - Đối với gạch đất sét dẻo gạch silicát: Eg= (1 2).105 daN/cm (3.1) - Đối với gạch đất sét ép khô: (3.2) Eg=(0,2 0,4).105 daN/cm Hệ số biến dạng ngang gạch tăng theo với tăng ứng suất; với gạch đăt sét nung hệ số 0,03 đến 0,1 3.1.2 Đá Đá xây dựng dùng làm móng vật liệu trang trí, ốp lát nhà công trình Yêu cầu chung đá không bị phong hoá, vết nứt nẻ lớn Đá khai thác trực tiếp từ tự nhiên, gia công đến mức độ để có hình dáng kích thước định Trong công trình thủy lợi thường dùng loại đá sau: đá hộc dùng cho khối đá xây, đá đẽo, đá chẻ dùng cho khối đá lát mái, Đá có loại mác từ 4,10, 25 đến 3000 Trong xây dựng dùng loại đá nặng đá nhẹ Đá nặng có trọng lượng riêng g 1800 daN/m3 thường gặp đá hoa 175 Chương - Kết cấu gạch đá cương, đá vôi sa thạch, đá bazan, đôlômit, gabrô, v.v Đá nhẹ có trọng lượng riêng g < 1800 daN/m3, thường gặp loại đá bọt, đá tuff, đá vôi vỏ sò, v.v 3.1.3 Vữa 3.1.3.1 Yêu cầu tác dụng Vật liệu vữa dùng khối xây gạch đá phải có cường độ định, tính bền vững cần thiết, tính linh động (tính dẻo ), độ sệt, khả giữ nước, bảo đảm dễ xây Tính linh động vữa khả rải vữa thành lớp mỏng, đặc, cân viên gạch đá, đảm bảo cho việc truyền, phân phối ứng suất khối xây Dùng vữa linh động công việc người thợ xây nhẹ nhàng hơn, cho phép tăng hiệu suất lao động họ Tính linh động vữa liên quan chặt chẽ tới độ sệt vữa Vữa khối xây có tác dụng: - Liên kết viên gạch đá khối xây lại với tạo nên loại vật liệu liền khối - Truyền phân phối ứng suất khối xây từ viên gạch đá đến viên gạch đá khác - Lấp kín khe hở khối xây 3.1.3.2 Các loại vữa Vữa xây dựng phân loại theo trọng lượng riêng g (daN/m3) trạng thái khô Vữa nặng cã g >1500 daN/m3, v÷a nhĐ cã g £ 1500 daN/m3 Các loại vữa dùng cho công trình thủy lợi nói chung kết cấu gạch đá nói riêng phải tuân theo qui định thành phần, chất lượng vữa thủy công đ trình bày chi tiết chương tài liệu Quy phạm kỹ thuật đ quy định thành phần cấp phối loại vữa phạm vi sử dụng chúng 3.1.3.3 Cường độ biến dạng vữa Cường độ vữa xác định cách thí nghiệm mẫu thử khối vuông, điều kiện tiêu chuẩn Mức tăng cường độ vữa phụ thuộc vào chất kết dính, môi trường thời gian, nhanh vữa xi măng, chậm vữa vôi 3.1.3.4 Chọn cấp phối vữa Chọn cấp phối vữa xác định khối lượng thành phần vữa Khối lượng xi măng Qx (tính kg cho 1m3 cát hạt trung bình lớn độ ẩm từ đến 3%) vữa xác định theo công thức: Qx = Rv 1000 (kg) 0, 7R x đó: Rv - mác vữa; Rx - mác ximăng (3.3) 176 sổ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập Khi dùng cát khô lượng ximăng tăng 5% Lượng vôi vữa cho 1m3 cát (tính lít) xác định theo công thức: D = 170(1- 0,002Qx) (3.4) Lượng nước dùng để trộn vữa khống chế độ sụt cho trước chuỳ chuẩn Lượng nước xác định dựa vào điều kiện tỷ lệ nước-ximăng vào khoảng từ 1,3 á1,6 Cấp phối vữa đ chọn cần kiểm tra thử mẫu vữa tiêu chuẩn qui định trình bày chương tài liệu 3.2 Các dạng khối xây gạch đá 3.2.1 Phân loại khối xây gạch đá Khối xây gạch đá chia theo chiều cao hàng xây a) Khối xây từ loại khối lớn bêtông, gạch loại khối xây khác, có chiều cao hàng xây lớn 500 mm b) Khối xây từ đá thiên nhiên loại đá khác, có chiều cao hàng xây từ 180 350 mm c) Khối xây từ viên nhỏ gạch, gốm viên gạch đá nhỏ khác, có chiều cao hàng xây từ 50 á150 mm Theo cấu tạo chia thành khối xây đặc, khối xây nhiều lớp khối xây có lỗ rỗng (ít gặp công trình thủy lợi) 3.2.2 Các nguyên tắc chung việc liên kết gạch đá khối xây Việc bố trí viên gạch, đá khối xây phải tuân theo số nguyên tắc sau: - Trước hết, lực tác dụng lên khối xây cần phải vuông góc với lớp vữa nằm ngang Các viên gạch đá khối xây cần phải đặt thành hàng (lớp) mặt phẳng (hình 3-1) Hình 3-1 Cách liên kết gạch đá khối xây Chương - Kết cấu gạch đá 177 - Các mạch vữa đứng cần phải song song với mạch khối xây mạch vữa ngang cần phải vuông góc với mặt khối xây - Các mạch vữa đứng hàng phải bố trí lệch phần tư nửa viên gạch để tránh tượng trùng mạch Có tải trọng từ bên truyền xuống phân cho toàn khối xây (hình 3-1) Khối xây gạch đá thường đặt theo hàng ngang Tuỳ theo vị trí khối xây mà viên gạch đá chia thành gạch mặt gạch mặt Viên gạch đặt dọc theo chiều dài khối xây gọi gạch dọc, gạch đặt ngang gọi gạch ngang gạch nằm lòng khối xây gọi gạch chèn 3.2.3 Yêu cầu giằng khối xây gạch đá Giằng trình tự xây viên gạch (đá) so với viên gạch (đá) khác khối xây Trong khối xây, giằng giải cách xây hàng ngang dọc xen kẽ hỗn hợp võa ngang võa däc tõng hµng 3.2.3.1 Trong khèi xây đặc Đối với khối xây gạch có chiều cao hàng 65mm, dùng cách xây hỗn hợp vừa ngang vừa dọc hàng, ba dọc ngang, năm dọc ngang 3.2.3.2 Trong khối xây nhiỊu líp Khèi x©y hai líp bao gåm líp khèi xây đặc chịu lực lớp ốp (bằng gạch gốm, gạch bê tông, đá thiên nhiên) Lớp ốp liên kết vào khối xây tường nhờ giằng ăn sâu vào nửa viên gạch sâu Các hàng giằng cách từ ba đến năm hàng gạch theo chiều cao tường 3.3 Tính chất học khối xây gạch đá 3.3.1 Trạng thái ứng suất gạch đá vữa khối xây chịu nén tâm Kết thí nghiệm cho thấy, khối xây chịu trọng tải nén phân bố toàn tiết diện trạng thái ứng suất viên gạch đá vữa phức tạp Chúng đồng thời chịu nén, nén cục bộ, uốn, cắt kéo Khi nén khối xây, ứng suất tập trung chỗ có độ cứng lớn Điều diễn tả mô hình vật thể cứng (viên gạch), chịu tác dụng tải trọng phân bố không đều, tựa lên gối phân bố lộn xộn có độ cứng khác Trong viên gạch xuất mômen uốn, lực cắt, nén cục Khi chịu nén, khối xây vừa có biến dạng dọc vừa có biến dạng ngang (hiện tượng nở hông), biến dạng ngang vữa lớn gạch Vì có lực dính ma sát gạch vữa mà gạch ngăn cản phần biến dạng ngang vữa Trạng thái ứng suất phức tạp viên gạch đá ảnh hưởng mạch vữa đứng, lỗ rỗng viên gạch đá (xung quanh lỗ rỗng có ứng suất tập trung) tính chất biến dạng khác thân viên gạch đá 178 sổ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập Trong khối xây đá hộc, hình dạng viên đá quy cách, ứng suất tập trung lớn chỗ viên đá nhô Các viên đá có xô đẩy làm ảnh hưởng đến trạng thái trị số ứng suất 3.3.2 Các giai đoạn làm việc khối xây chịu nén Giai đoạn I: Khi lực nén tác dụng nhỏ, ứng suất khối xây bé, khối xây chưa xuất vết nứt Tăng lực nén lên, khối xây xuất vết nứt nhỏ số viên gạch riêng rẽ Gọi lực nén lóc nµy lµ lùc lµm xt hiƯn vÕt nøt, ký hiệu Nn Giai đoạn II: Tiếp tục tăng lực nén lên, vết nứt mở rộng, xuất thêm vết nứt Các vết nứt cũ nối liền lại với nối với mạch vữa đứng Khối xây bị phân thành nhánh đứng Những nhánh nằm tình trạng chịu tác dụng tải trọng lệch tâm khác Do có độ mảnh lớn nhánh dễ bị uốn dọc Giai đoạn III: Tăng lực nén lên nữa, khối xây nhanh chóng đến phá hoại Gọi lực nén lúc lực phá hoại, ký hiệu NP Giai đoạn III gọi giai đoạn phá hoại Thực khối xây giai đoạn II ngừng tăng tải trọng khe nứt tiếp tục mở rộng, phát triển khối xây bị phá hoại Đây trường hợp phá hoại tải trọng tác dụng lâu dài Lực phá hoại tải trọng tác dụng lâu dài bé lực tác dụng ngắn hạn Đối với khối xây gạch tham khảo trị số trung bình cđa tû sè Nn/NP b¶ng 3-2 B¶ng 3-2 Tû số Nn/Np khối xây gạch Loại vữa Vữa xi măng Tỷ số Nn/Np ứng với tuổi khối xây tính b»ng ngµy 28 720 0,6 0,7 0,8 Tû sè Nn/Np cho phép đánh giá mức độ an toàn cường độ khối xây vừa nứt Đối với khối xây vữa vôi tuổi thấp xuất vết nứt không đáng kể khối xây mức độ an toàn cường độ Khối xây vữa xi măng tuổi cao đ xuất vết nứt tức khối xây đ chịu tải cách nghiêm trọng 3.3.3 Công thức tổng quát xác định giới hạn c-ờng độ khối xây chịu nén tâm Để xác định cường độ khối xây chịu nén tâm, nhiều tác giả đ nghiên cứu đưa công thức tính toán Dựa kết thí nghiệm với nhiều loại khối xây khác nhau, sở phân tích, đánh giá yếu tố ảnh hưởng, công thức tính toán giới hạn cường độ khối xây gạch đá, khối lớn đá hộc chịu nén tâm viết dạng sau: 179 Chương - Kết cấu gạch đá ỡ ỹ ù ù a c ï ï R = ARg í1 (3.5) ýh Rv ù ù b+ ù 2Rg ù ợ ỵ Kết tính toán theo công thức phù hợp với số liệu thí nghiệm, từ năm 1939 đ đưa vào quy phạm tính toán dùng Trong công thức trên: Rgvà Rv - giới hạn cường độ chịu nén gạch cđa v÷a; a, b - hƯ sè thùc nghiƯm phơ thuộc vào loại khối xây cho bảng 3-3; A - hệ số kết cấu phụ thuộc vào cường độ loại gạch xác định theo công thức: A= 100 + Rg 100m + nRg , (3.6) m, n - hệ số phụ thuộc vào loại khối xây cho bảng 3-3; h- hệ số điều chỉnh dùng cho khối xây có số hiệu vữa thấp: ho Ro + (3 - ho )Ro Ro + 2R v Khi Rv Ro cã: h=1 (3.7) §èi với khối xây gạch đá có quy cách Ro=0,04Rg ho= 0,75; khối xây đá hộc Ro= 0,08Rg ho= 0,25 Bảng 3-3 Các hệ số a, b, m, n Loại khối xây a b m n - Bằng gạch, khối lớn gạch đá có hình dạng quy cách với chiều cao hàng 50 á150 mm 0,2 0,3 1,25 3,0 - Bằng gạch đặc có hình dạng quy cách, chiều cao lớp 180 ¸350mm 0,15 0,3 1,1 2,5 - B»ng ®¸ héc 0,2 0,25 2,5 8,0 Đối với khối xây tảng bê tông lớn đá thiên nhiên, giới hạn cường độ chịu nén xác định theo công thức sau: ì ï a ï Rc= A ' Rg í1 ï b + Rv ï ỵ 50 ü ï ï ý, ù ù ỵ (3.8) 180 sổ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập đó: Rg= 0,85Rtk với Rtk số hiệu thiết kế bê tông đá; A= 0,92KA với K xác định theo bảng 3-4 Công thức (3.8) cho kết phù hợp với thực tế RtkÊ 400 Bảng 3-4 Giá trị hệ số K Loại tảng lớn Hệ số K Tảng rỗng, chiều cao 50 -100mm (Fđ/Fng) m1m m Tảng rỗng, chiều cao 100mm 1,1 (Fđ/Fng) m1m m Tảng đặc chiều cao 50-100mm m3 Tảng đặc chiều cao 100mm 1,1m3 Chú thích: Fđ Fng- diện tích phần đặc tiết diện (không kể phần rỗng) diện tích toàn tiết diện ngang (kể phần đặc phần rỗng); m1 - hệ số xác định thí nghiệm tảng lớn; số liệu thÝ nghiÖm lÊy m1 =Fd/Fng; m - hÖ sè giảm cường độ khối xây tảng có lỗ rỗng, độ rỗng 20% lấy m =1, độ rỗng từ 21% đến 30% lấy m =0,9; độ rỗng 30% lấy m =0,8 m3 - hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm tảng, với tảng bê tông bọt, bêtông tổ ong không dùng ximăng m3 = 0,8; tảng bêtông tổ ong có dùng ximăng bêtông silicát có số hiệu 300 lấy m 3=0,9; tảng bêtông đặc nặng tảng đá thiên nhiên nặng m3 =1,1; trường hợp khác lấy m3 =1,0 Dựa vào công thøc (3.6) vµ (3.8) cã thĨ thÊy r»ng c­êng độ gạch không đổi cường độ khối xây phụ thuộc vào cường độ vữa Khi cường độ vữa Rv=0 (trường hợp khối xây vừa xong) cường độ khối xây Rc không 0, mà gÝa trÞ bÐ nhÊt Rcmin Tõ (3.8) suy ra: ì aü R c = ARg í1 - ý h ợ bỵ Khi cường độ vữa tăng lên vô cïng, ta cã: R c max = AR g (3.9) (3.10) Trị số R c max biểu thị giới hạn cường độ mà khối xây đạt cường độ vữa lớn 181 Chương - Kết cấu gạch đá Hệ số kết cấu A = R c max < , nghÜa lµ b»ng phương pháp xây thông Rg thường sử dụng hết khả chịu nén gạch, có khối xây có cường độ cường độ gạch Hệ số A bé hiệu sử dụng gạch đá thấp Hệ số A xác định theo công thức (3.6) dùng gạch có điều kiện tiêu chuẩn cường độ chịu uốn cường độ chịu nén Nếu cường độ chịu uốn gạch khác nhiều so với tiêu chuẩn xác định hệ số A theo công thức: A= 1,2 Rg 1+ 3R u (3.11) Ru giới hạn cường độ chịu uốn gạch 3.3.4 Các nhân tố ảnh h-ởng đến c-ờng độ chịu nén khối xây Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến cường độ chịu nén khối xây như: chất lượng gạch, chất lượng vữa, trình độ thi công, điều kiện làm việc v.v Do ảnh hưởng nhân tố làm cho cường độ khối xây nhỏ cường độ thân gạch đá khối xây, nghĩa lợi dụng hoàn toàn hết cường độ gạch đá 3.3.4.1 ảnh hưởng cường độ loại gạch đá Từ kết thực nghiệm rút nhận xét sau: - Trong khỗi xây gạch đá có quy cách, chiều dày viên gạch đá tăng lên (tức chiều cao lớp khối xây tăng lên) cường độ khối xây tăng lên Điều giải thích tăng khả chống uốn, kéo, cắt viên gạch đá giảm số lượng mạch vữa ngang khối xây - Cường độ khối xây gạch đá có quy cách lớn cường độ khối xây đá hộc - Cường độ khối xây gạch đá đặc lớn cường độ khối xây đá rỗng có quy cách Khi cường độ gạch đá tăng lên cường độ khối xây tăng lên, mức độ tăng chậm Cường độ khối xây không tăng theo tỷ lệ thuận với cường độ gạch đá 3.3.4.2 ảnh hưởng cường độ loại vữa Cường độ vữa nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến cường độ chịu nén khối xây Từ thực nghiệm có thĨ rót c¸c nhËn xÐt sau: - Khi c­êng độ vữa tăng cường độ khối xây tăng, mức độ tăng nhanh rõ cường độ vữa thấp, sau chậm dần cường độ vữa lớn tăng cường độ khối xây ngừng hẳn 182 sổ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập - Đối với khối xây đá hộc tăng cường độ vữa ảnh hưởng lớn đến cường độ khối xây, với khối xây tảng lớn ảnh hưởng không đáng kể Những loại khối xây khác chiếm vị trí trung gian - Thành phần tính chất biến dạng vữa ảnh hưởng đến cường độ khối xây - Đối với loại vữa có pha phụ gia có tăng cường độ đồng thời làm cho tính chất biến dạng tăng lên 3.3.4.3 ảnh hưởng tuổi khối xây thời gian tác dụng tải trọng Thí nghiệm cho thấy dùng vữa mác cao, lúc đầu cường độ khối xây tăng nhanh, sau chậm dần với vữa mác thấp, cường độ khối xây tăng đều thời gian dài Trong công trình thực tế khối xây liên tục chịu tải trọng từ lúc xây đến lúc sử dụng Nếu trình tác dụng tải trọng lâu dài mà lực N không vượt lực làm phát sinh vết nứt Nn lực N có lợi cho cường độ vữa khối xây 3.3.4.4 ảnh hưởng phương pháp thi công chất lượng khối xây Khi xây tay người thợ đảm bảo trải thật lớp vữa viên gạch, đồng thời viên gạch đặt vữa tựa lên vữa Đó nguyên nhân làm cho cường độ khối xây giảm Cùng số hiệu gạch vữa trình độ người thợ xây khác cho kết khối xây khác cường độ khối xây chênh lệch 1,4 á1,5 lần Khi xây tảng lớn, việc trải vữa mạch ngang không thật (các mạch ngang thường có diện tích lớn) làm cho cường độ khối xây giảm đến 25 30% 3.3.4.5 ảnh hưởng bề dày mạch vữa ngang hình dáng viên gạch Cường độ khối xây thay đổi phụ thuộc vào bề dày mạch vữa ngang Việc tăng bề dày mạch vữa mặt có lợi làm cho viên gạch ép lên vữa, mặt khác bất lợi làm tăng ứng suất kéo cho viên gạch Hình dáng mức độ phẳng viên gạch ảnh hưởng đến cường độ khối xây Gạch có hình dạng đặn, quy cách cường độ khối xây cao so với loại gạch cong vênh, bề mặt lồi lõm 3.3.4.6 ảnh hưởng độ linh động vữa mức độ lấp đầy mạch vữa đứng Độ linh động vữa (độ dẻo) vữa ảnh hưởng đến suất lao động thợ xây ảnh hưởng đến cường độ khối xây Tăng độ linh động vữa làm giảm nhẹ công việc xây phải dùng sức ấn viên gạch lên vữa Việc tăng độ linh động vữa cách dùng chất phụ gia hoá dẻo dẫn tới việc giảm mật độ tăng độ biến dạng vữa Vì không phép dùng số lượng chất phụ gia mật độ vữa giảm 6% 186 sổ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập Hình 3-4 Khối xây chịu uốn a) Theo tiết diện không giằng; b) Theo tiết diện giằng Khi chịu uốn, phá hoại vùng kéo Xác định cường độ chịu kéo uốn theo công thức th«ng th­êng sau: Rc = ku M W (3.19) đó: M - mômen uốn làm phá hoại khối xây; W - môđun chống uốn đàn hồi tiết diện KÕt qu¶ thùc nghiƯm cho thÊy r»ng R c lín giới hạn cường độ chịu kéo, thông ku thường lấy R c 1,5 lần cường độ chịu kéo R c ku k 3.3.5.4 Cường độ chịu cắt Khối xây chịu cắt theo tiết diện không giằng tiết diện giằng Cắt theo tiết diện không giằng xảy lực cắt song song với mạch vữa ngang (hình 3-5a) Cường độ chịu cắt khối xây định lực dính tiếp tuyến Rd lực ma sát tỷ lệ với ứng suất nén so: R c = R d + fso c (3.20) đó: f - hệ số ma sát; so - ứng suất nén lực dọc gây Cách xác định f so trình bày mục 3.4 phần cấu kiện chịu cắt Đối với khối xây gạch đá mác thấp, phá hoại xảy theo tiết diện cắt qua gạch đá - tiết diện giằng (hình 3-5b) 187 Chương - Kết cấu gạch đá Hình 3-5 Khối xây chịu cắt a) Theo tiÕt diƯn kh«ng gi»ng; b) Theo tiÕt diƯn giằng Lúc cường độ chịu cắt khối xây định cường độ chịu cắt gạch đá: R c = R cg c (3.21) ®ã Rcg cường độ chịu cắt gạch 3.3.6 Biến dạng khối xây chịu nén Khối xây cấu tạo từ hai loại vật liệu: vữa, có quan hệ ứng suất biến dạng đường cong; gạch đá có quan hệ ứng suất biến dạng gần đường thẳng Biến dạng khối xây gồm biến dạng vữa, biến dạng gạch biến dạng việc tiếp xúc không khắp gạch vữa Môđun biến dạng khối xây E xác định tang gãc j lËp bëi tiÕp tun cđa ®­êng cong quan hệ ứng suất biến dạng điểm có ứng st b»ng s: ds de Cã thĨ dïng c«ng thøc thực nghiệm sau để xác định E: E = tgj = (3.22) s ü ì E = E o ớ1 ý ợ 1,1R ỵ Khi s = có E = Eo = tgjo Eo môđun biến dạng ban đầu khối xây Thực nghiệm cho biết môđun biến dạng ban đầu tỷ lệ với cường ®é khèi x©y: Eo = a Rc (3.23) ®ã a đặc trưng đàn hồi khối xây, lấy phụ thuộc vào dạng khối xây số liệu vữa cho phơ lơc cđa tiªu chn thiÕt kÕ Trong tính toán kết cấu lấy môđun biến dạng khối xây sau: Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ E = 0,8Eo; Khi xác định nội lực khối xây kết cấu siêu tĩnh làm việc với kết cấu vËt liƯu kh¸c E = 0,5Eo 188 sỉ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập Ngoài biến dạng trên, khối xây có biến dạng co ngót Biến dạng co ngót tăng theo thời gian phụ thuộc vào tính chất vữa gạch Khối xây dùng vữa ximăng có biến dạng co ngót lớn khối xây dùng vữa vôi Khối xây gạch silicát gạch bêtông có biến dạng từ biến lớn dùng gạch nung 3.4 tính toán kết cấu gạch đá theo khả chịu lực 3.4.1 Khái niệm chung Kết cấu gạch đá dùng từ lâu suốt thời gian dài xây dựng theo kinh nghiệm Mi đến đầu kỷ 20 vật liệu gạch đá sử dụng nhiều, nên người ta bắt đầu nghiên cứu làm việc khối xây gạch đá đề phương pháp tính toán Ban đầu việc tính toán tiến hành theo công thức môn Sức bền vật liệu tính theo phương pháp ứng suất cho phép Công thức tổng quát có dạng: s Ê [s], (3.24) đó: s - ứng suÊt kÕt cÊu; [s] - øng suÊt cho phÐp khối xây gạch đá Kết nghiên cứu nhiều mặt kết cấu gạch đá cho thấy rằng, dùng công thức môn Sức bền vật liệu không phù hợp khối xây gạch đá vật liệu đàn hồi, đồng chất Khoảng kỷ XX, kết cấu gạch đá tính theo phương pháp nội lực phá hoại Công thức tính tổng quát có dạng: N= Np k (3.25) đó: Np - nội lực làm phá hoại kết cấu, tính toán với cường độ khối xây đặc trưng hình häc cđa kÕt cÊu; N - néi lùc mµ kÕt cấu phải chịu sử dụng; k - hệ số an toàn Tính theo nội lực phá hoại có tiến đáng kể: nội lực phá hoại Np xác định xác có xét đến yếu tố vật liệu hình dạng kết cấu, hệ số an toàn k đ có quy định thích hợp Tuy nhiên thiếu sót Thời gian vài chục năm gần đ phổ biến rộng ri phương pháp tính theo trạng thái giới hạn 189 Chương - Kết cấu gạch đá 3.4.2 Ph-ơng pháp tính theo trạng thái giới hạn Trạng thái giới hạn trạng thái mà từ trở kết cấu thoả mn yêu cầu đặt cho Kết cấu gạch đá tính theo hai nhóm trạng thái giới hạn: Khả chịu lực theo điều kiện sử dụng bình thường 3.4.2.1 Trạng thái giới hạn thứ Tính toán kiểm tra theo khả chịu lực dựa vào điều kiện: T < Tgh đó: T - néi lùc kÕt cÊu t¶i träng tính toán gây ra; Tgh - khả chịu lực bÐ nhÊt cña kÕt cÊu (3.26) Trong tõng kÕt cÊu nội lực T lực dọc N, mô men uốn M, lực cắt Q, v.v Khả chịu lực Tgh khả chịu nén, chịu kéo, chịu uốn, chịu cắt v.v Tính toán theo trạng thái giới hạn khả chịu lực cần thiết cho kết cấu Cần tiến hành tính toán ứng với giai đoạn: thi công, sử dụng, sửa chữa v.v 3.4.2.2 Trạng thái giới hạn thứ hai - Kiểm tra biến dạng theo điều kiƯn: f < fgh (3.27) ®ã: f - biÕn dạng (độ võng, độ gin ) kết cấu tải trọng tiêu chuẩn gây ra; fgh - trị số biÕn d¹ng giíi h¹n cho phÐp cđa kÕt cÊu - KiĨm tra ®é më réng khe nøt theo ®iỊu kiƯn: D Ê Dgh (3.28) đó: D - biến dạng lín nhÊt ë mÐp chÞu kÐo cđa cÊu kiƯn tải trọng tiêu chuẩn gây ra; Dgh - biến dạng giới hạn cho phép trước hình thành vết nứt (đối với kết cấu không cho phép nứt), kết cấu cho phép nứt độ mở rộng cho phép khe nứt 3.4.2.3 Tải trọng tác động Khi thiết kế, loại tải trọng trị số phải lấy theo tiêu chuẩn tải trọng Đối với công trình chuyên ngành thủy lợi, giao thông v.v cần lấy theo tiêu chuẩn ngành tương ứng Tùy theo tính chất tác dụng mà tải trọng chia làm ba loại: Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải), tải trọng tạm thời (hoạt tải) tải trọng đặc biệt 190 sổ tay KTTL * Phần - sở kü tht thđy lỵi * TËp Khi tÝnh kÕt cấu theo trạng thái giới hạn, người ta phân biệt hai trị số: Tải trọng tiêu chuẩn tải trọng tính toán Tải trọng tính toán lấy tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số lệch tải P = n Pc (3.29) Hệ số lệch tải n kể đến tình bất ngờ, đột xuất mà tải trọng khác với trị số tiêu chuẩn Theo TCVN 2737-90 với tải trọng thường xuyên, tải trọng tăng mà làm cho kết cấu nguy hiểm lấy n = 1,1 1,3, tải trọng giảm mà làm cho kết cấu nguy hiểm lấy n = 0,9 0,8 ; với tải trọng tạm thời lấy n = 1,2 1,4 Khi tính toán cần phải xét đến yếu tố tác dụng dài hạn ngắn hạn tải trọng 3.4.3 C-ờng độ tiêu chuẩn c-ờng độ tính toán khối xây 3.4.3.1 Cường độ tiêu chuẩn khối xây Khi thí nghiệm để xác định loại cường độ khối xây (như đ trình bày mục 3.3), ta có cường độ mẫu thử R1, R2, , Rm Trị số trung bình số học mẫu gọi cường độ tiêu chuẩn Rc R1 + R + + R n m m số lượng mẫu thử Rc = (3.30) 3.4.3.2 Cường độ tính toán khối xây Cường độ tính toán khối xây xác định cách chia cường độ tiêu chuẩn cho hệ số an toàn Rc (3.31) k k hệ số an toàn xét đến yếu tố làm giảm cường độ khối xây; khối xây chịu nén k = 2,0; khối xây chịu kéo k = 2,25 Cường độ tính toán số loại khối xây cho phụ lục tiêu chuẩn thiết kế Khi tính toán khối xây có đặt cốt thép, cường độ tính cốt thép Ra xác định cách lấy cường độ tiêu chuẩn Rac chia cho hệ số an toàn ka nhân với hệ số điều kiện lµm viƯc ma R= Ra = Rc a ma ka (3.32) ka= 1,1 á1,25 thép cán nóng, ka = 1,5 á1,75 sợi thép kéo nguội sợi thép cường độ cao; hệ số ma kể đến khác biệt lớn biến dạng khối xây cốt thép làm việc với nhau, giá trị ma theo quy định quy phạm nằm khoảng 0,5 0,9 tùy thuộc vào nhóm cốt thép (cốt dọc, cốt đai v.v ) khối xây 191 Chương - Kết cấu gạch đá 3.4.4 Cấu kiện chịu nén tâm Cấu kiện chịu nén tâm (còn gọi nén dọc trục) cấu kiện chịu lực nén N đặt trọng tâm tiết diện Điều kiện cường độ viết nh­ sau: N £ jm dh RF (3.33) ®ã: N - lực nén tải trọng tính toán gây ra; j - hÖ sè uèn däc; mdh - hÖ số xét đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn; F - diện tích tiết diện cấu kiện; R - cường độ chịu nén tính toán khối xây Hệ số uốn dọc j tra theo bảng 3-5 phụ thuộc vào đặc trưng đàn hồi khối xây a độ mảnh cấu kiện lh (hoặc lr) Bảng 3-5 Hệ số uốn dọc j Độ mảnh Hệ số uốn dọc j ứng với đặc trưng đàn håi a cđa khèi x©y lh lr 1500 1000 750 500 350 200 100 14 1 0,98 0,94 0,90 0,82 21 0,98 0,96 0,95 0,91 0,88 0,81 0,68 28 0,95 0,82 0,90 0,85 0,80 0,70 0,54 10 35 0,92 0,88 0,84 0,79 0,72 0,60 0,43 12 42 0,88 0,84 0,79 0,72 0,64 0,51 0,34 14 49 0,85 0,79 0,73 0,6 0,57 0,43 0,28 16 56 0,81 0,74 0,68 0,59 0,50 0,37 0,23 18 63 0,77 0,7 0,63 0,53 0,45 0,32 - 22 76 0,69 0,61 0,53 0,43 0,35 0,24 - 26 90 0,61 0,52 0,45 0,36 0,29 0,20 - 30 104 0,53 0,45 0,39 0,32 0,25 0,17 - 34 118 0,44 0,38 0,32 0,26 0,21 0,14 - 38 132 0,36 0,31 0,26 0,21 0,17 0,12 - 42 146 0,29 0,25 0,21 0,17 0,14 0,09 - 46 160 0,21 0,18 0,16 0,13 0,10 0,07 - 50 173 0,17 0,15 0,13 0,10 0,08 0,05 - 54 187 0,13 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 - 192 sæ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập - Với tiết diện chữ nhật: lh = - Víi tiÕt diƯn bÊt kú: l r = Lo h (3.34) Lo r (3.35) đó: Lo - chiều dài tính toán cấu kiện, phụ thuộc vào sơ đồ kết cấu điều kiện liên kết; h - cạnh tiết diện theo phương uốn; r - bán kính quán tính tiết diện trục uốn Hệ số mdh xác định theo c«ng thøc: m dh = - h N dh N (3.36) ®ã: Ndh - lùc nÐn tÝnh toán tải trọng dài hạn gây ra; h - hệ số phụ thuộc vào lh (hoặc lr) loại gạch cho bảng 3-6 Bảng 3-6 Hệ số h Khối xây gạch đất sét, gạch bê tông nặng, đá thiên nhiên lh lr Khối xây gạch silicát, gạch tảng bê tông nhẹ ứng với hàm l­ỵng cèt thÐp m % £ 0,1 ³ 0,3 £ 0,1 ³ 0,3 £ 10 £ 35 0 0 12 42 0,04 0,03 0,05 0,03 14 49 0,08 0,07 0,09 0,08 16 56 0,12 0,09 0,14 0,11 18 63 0,15 0,13 0,19 0,15 20 70 0,20 0,16 0,24 0,19 22 76 0,24 0,20 0,29 0,22 24 83 0,27 0,23 0,33 0,26 26 90 0,31 0,26 0,38 0,30 Chó thích: - Với khối xây cốt thép h lÊy theo cét m £ 0,1% - NÕu m nằm khoảng 0,1% 0,3% nội suy h - Trị số j mdh xác định phụ thuộc vào dạng liên kết: Chương - Kết cấu gạch đá à à à à 193 Với cấu kiện liên kết khớp đầu (hình 3-6a): Tại tiÕt diÖn gèi tùa lÊy j = 1, mdh = 1, tiết diện phần ba j mdh lấy theo bảng theo tính toán, tiết diện lại j mdh lấy theo nội suy Với cấu kiện liên kết đàn hồi đầu (hình 3-6b): Tại tiết diện đầu lấy j = 1, mdh = 1, tiÕt diƯn 0,7H phÝa d­íi j vµ mdh lÊy theo bảng theo tính toán, tiết diện lại lấy theo nội suy Với cấu kiện đầu tự (hình 3-6c): Tại tiết diện đầu lấy j =1, mdh = 1; tiết diện nửa chiều cao bên j mdh lấy theo bảng theo tính toán, tiết diện lại lấy theo néi suy Khi c¹nh bÐ nhÊt cđa tiÕt diƯn h ³ 30 cm cã thÓ lÊy mdh = Hình 3-6 Biểu đồ trị số j mdh 3.4.5 Cấu kiện chịu nén lệch tâm 3.4.5.1 Khái niệm chung Cấu kiện chịu nén lệch tâm cấu kiện chịu lực nén N đặt không trọng tâm tiết diện Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến điểm đặt lực gọi độ lệch tâm lực dọc Ký hiệu eo , độ lệch tâm xác định theo công thức sau: eo=M/N (3.37) Hình 3-7 Biểu đồ ứng suất cấu kiện chịu nén lệch tâm a) Toàn tiết diện chịu nén; b) Tiết diện có phần chịu kéo 194 sổ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập Tùy theo độ lệch tâm eo lực dọc mà tiết diện chịu nén hoàn toàn (hình 3-7a) có phần chịu kéo (hình 3-7b) Nếu ứng suất kéo lớn cường độ chịu kéo khối xây mạch vữa ngang sÏ xuÊt hiÖn khe nøt Sù xuÊt hiÖn khe nứt làm thay đổi chiều cao làm việc tiết diƯn Lóc nµy coi nh­ chiỊu cao lµm viƯc cđa tiết diện hc Khi tính toán tường có chiều dày từ 25cm trở xuống cần phải kể đến độ lệch tâm ngẫu nhiên eo' Lấy eo'=2cm với tường chịu lùc, eo' =1cm víi t­êng tù mang Lóc nµy eo tÝnh theo c«ng thøc: M ' + eo (3.38) N Để bảo đảm làm việc an toàn cần phải hạn chế độ lệch tâm kết cấu gạch đá nh­ sau: eo = · eo £ 0,9y tÝnh toán với tổ hợp à eo Ê 0,95y tính toán với tổ hợp phụ Hình 3-8 a) Sơ đồ tính cấu kiện chịu nén lệch tâm; b) Biểu đồ xác định chiều dài tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm Với tường dày từ 25cm trë xng: · eo £ 0,8y tÝnh to¸n víi tổ hợp à eo Ê 0,85y tính toán với tổ hợp phụ Trong y khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép tiết diện phía đặt lực N (mép chịu nén nhiều) Với tiÕt diƯn ch÷ nhËt y = h/2 Trong mäi tr­êng hợp từ điểm đặt lực N đến mép tiết diện chịu nén nhiều không bé cm: y – eo ³ cm 195 Ch­¬ng - Kết cấu gạch đá Tất trường hợp nén lệch tâm tính toán khả chịu lực theo công thức chung (3.39) Ngoài độ lệch tâm eo 0,7y cần phải kiểm tra khe nứt 3.4.5.2 Công thức tính toán Khả chịu lực cấu kiện gạch đá chịu nén lệch tâm xác định dựa giả thiết sau: - Bá qua sù lµm viƯc cđa vïng kÐo - Biểu đồ ứng suất vùng nén có dạng hình chữ nhật Trị số ứng suất đạt tới cường độ tính toán nén cục wR Sơ đồ tính hình 3-8 - Điều kiện cường độ: N Ê j1 m hh wRFc (3.39) ®ã: N - lùc däc tÝnh to¸n; j1 - hƯ sè n däc; mdh - hệ số kể đến ảnh hưởng tải trọng tác dụng dài hạn; w - hệ số xác định theo công thức thực nghiệm; R - cường độ chịu nén tính toán khối xây; Fc - diện tích phần chịu nén tiết diện Các hệ số j1, mdh xác định theo công thức sau: j1 = j + jc m dh = - h (3.40) N dh N ổ 1,2eodh ỗ1 + h ÷ è ø (3.41) ®ã: Ndh - lùc nÐn tải trọng tác dụng dài hạn; eodh - độ lệch tâm lực nén Ndh; h - cạnh theo phương mặt phẳng uốn; r - bán kính quán tính theo hướng mặt phẳng uốn; j , h - hệ số, tra bảng 3-5 3-6 cấu kiện nén tâm; jc - hệ số uốn dọc phần chịu nén tiết diện tra theo bảng 3-5 phụ thuộc vào độ mảnh lhc l rc xác định mặt phẳng mômen uốn, lhc= H'/hc lrc= H'/rc; H' - chiều cao phần cấu kiện có mômen uốn dấu (hình 3-8b) Khi biểu đồ mômen uốn dấu theo toàn chiều cao cấu kiện (hình 3-8c) lấy H' = H; hc rc chiều cao bán kính quán tính phần tiết diện chịu nén xác định mặt phẳng tác dụng mômen uốn 196 sổ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập Hình 3-9 Cách xác định diện tích vùng nén tiết diện chữ T Hệ số w xác định sau: - Với khối xây gạch rỗng, tảng bê tông rỗng đá thiên nhiên w = - Với loại khối xây lại: w = 1+ eo Ê 1, 45 2y (3.42) Diện tích phần chịu nén tiết diện Fc xác định dựa điều kiện trọng tâm Fc phải trùng với điểm đặt lực N Đối với tiết diện bất kỳ, diện tích phần chịu nén Fc xác định từ điều kiện mômen tĩnh diện tích phần chịu nén trục qua điểm đặt lực vuông góc với mặt phẳng uốn Đối với tiết diện chữ nhật dễ dµng thÊy Fc= hc´b = 2(y – eo)b = (h - 2eo)b Đối với tiết diện chữ T (hình 3-9) khoảng cách x từ điểm đặt lực N tới trục trung hoà diện tích vùng chịu nén Fc tính xác theo công thức sau: - Trường hợp vùng chịu nén phía cánh (hình 3-9a): x= b1 c ( 2e1 - c ) + ( e1 - c )2 , b2 (3.43) Fc =b1c + (e1 + x - c) b2 (3.44) NÕu e1 Ê c/2 vùng nén nằm gọn phần cánh x = e1 Fc tiết diện chữ nhật - Trường hợp vùng chịu nén phía s­ên (h×nh 3-9b): x= b2 c ( 2e1 - d ) + ( e1 - d )2 b2 Fc =b2d + [c-(y1 + eo - x)] b1 (3.45) (3.46) 197 Chương - Kết cấu gạch đá Nếu e1Ê d/2 vùng nén nằm gọn phần sườn, x=e1 Fc tiết diện chữ nhật 3.4.6 Cấu kiện chịu nén cục 3.4.6.1 Khái niệm chung Nén cục trường hợp phần tiết diện chịu nén, thực tế xảy dầm dàn, xà gồ, lanh tô gác lên tường cột Chiều dày đệm số lần chiều dày lớp gạch không nhỏ 14cm Trong đệm có đặt lưới thép 3.4.6.2 Công thức tÝnh to¸n TÝnh to¸n kiĨm tra vỊ nÐn cơc bé theo c«ng thøc sau: N £ m dRcbFcb, (3.47) ®ã: N - lùc nÐn cơc bé tÝnh to¸n; m - hệ số hoàn chỉnh biểu đồ áp lực tải trọng cục bộ, áp lực phân bố m = 1, biểu đồ áp lực hình tam giác m = 0,5; d - hệ số xét đến phân phối lại ứng suất vùng chịu nén cục bộ, d = 1,5á0,5m khối xây gạch, gạch nung, bê tông đặc, d =1 khối xây bê tông có lỗ rỗng, bê tông tổ ong Đối với tải trọng cục phân bố không đều, quy phạm cho phép lấy tích số md không phụ thuộc vào dạng biểu đồ áp lực mà phụ thuộc vào loại khối xây, lấy md = 0,75 kê lên tường, cột gạch, tường bê tông đặc, lấy md = 0,5 kê lên tường bê tông có lỗ rỗng, bê tông tổ ong; Fcb - diện tích phần chịu nén cục bộ; Rcb - cường độ tính toán khối xây chịu nén cục bộ, trị số Rcb xác định theo công thøc sau: R cb = R F £ yR Fcb (3.48) F diện tích tính toán bao gồm diện tích chịu nén cục Fcb phần xung quanh Trên hình 3-10 giới thiệu cách tÝnh diƯn tÝch F cđa mét sè tr­êng hỵp th­êng gặp Hệ số y lấy theo bảng 3-7, phụ thuộc vào loại khối xây vị trí đặt tải trọng cơc bé 198 sỉ tay KTTL * PhÇn - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập Hình 3-10 Cách xác định diện tích F cấu kiện chịu nén cục Bảng 3-7 Hệ số y Tải trọng đặt khoảng khối xây (hình 3.10a,c,d) Loại khối xây Tải trọng đặt góc khối xây (hình 3.10b) Tính với tải trọng cục Tính với tổng tải trọng cục Tính với t¶i träng cơc bé TÝnh víi tỉng t¶i träng cơc - Gạch đất sét gạch bê tông thường 20 2,0 1,0 1,2 - Bê tông đá hộc, tảng bê tông lớn 1,5 2,0 1,0 1,2 - Bê tông rỗng, bê tông tổ ong đá thiên nhiên 1,2 1,5 1,0 1,0 3.4.7 Cấu kiện chịu kéo, uốn, cắt 3.4.7.1 Cấu kiện chịu kéo Không cho phép thiết kế kết cấu gạch đá chịu kéo theo phương tiết diện không giằng Tính cấu kiện chịu kéo tâm theo tiết diện giằng theo công thức sau: N £ RkF (3.49) ®ã: N - lùc kÐo tính toán; Rk - cường độ chịu kéo tính toán cđa khèi x©y lÊy theo phơ lơc; F - diƯn tÝch tiÕt diƯn 3.4.7.2 CÊu kiƯn chÞu n - KiĨm tra cấu kiện chịu uốn theo điều kiện mômen theo công thức sau: 199 Chương - Kết cấu gạch đá M Ê RkuW (3.50) đó: M - mômen uốn tính toán; Rku - cường độ chịu kéo uốn khối xây lấy theo bảng phụ lục; W- m«men chèng n cđa tiÕt diƯn - KiĨm tra cÊu kiện chịu uốn theo điều kiện lực cắt theo công thøc sau: Q £ RkcbZ, (3.51) ®ã: Q - lực cắt tính toán; Rkc - cường độ tính toán vÒ øng suÊt kÐo chÝnh; b - bÒ réng tiÕt diện; Z - cánh tay đòn nội lực, với tiết diện chữ nhật Z=2h/3 3.4.7.3 Cấu kiện chịu cắt - Cấu kiện chịu cắt theo tiết diện không giằng (cắt qua mạch vữa ngang) kiểm tra theo công thức sau: Q £ (Rc+0,8 n fso)F (3.52) ®ã: Rc - cường độ chịu cắt tính toán theo tiết diện không giằng lấy theo bảng phụ lục; f - hệ số ma sát lấy 0,7 với khối xây gạch đá đặc có quy cách, lấy 0,3 với khối xây gạch rỗng, đá rỗng; so - ứng suất nén trung bình lực nén tính toán nhỏ nhất, với hệ số vượt tải 0,9; n - hệ số lấy với khối xây gạch đá đặc, 0,5 với khối xây gạch đá có lỗ rỗng; F - diƯn tÝch tÝnh to¸n cđa tiÕt diƯn - Đối với khối xây gạch đá mác thấp cần phải kiểm tra khả chịu cắt theo tiết diện có giằng (cắt qua gạch đá) theo công thức: Q £ RcgFg (3.53) ®ã: Rcg - c­êng ®é tính toán chịu cắt gạch đá Fg - diện tích tiết diện chịu cắt gạch (không kể phần diện tích mạch vữa) 200 sổ tay KTTL * Phần - sở kỹ thuật thủy lợi * Tập Chương 173 kết cấu gạch đá 173 3.1 Vật liệu dùng khối xây gạch đá 173 3.1.1 Gạch 173 3.1.2 Đá 174 3.1.3 Vữa 175 3.2 Các dạng khối xây gạch đá 176 3.2.1 Phân loại khối xây gạch đá 176 3.2.2 Các nguyên tắc chung việc liên kết gạch đá khối xây 176 3.2.3 Yêu cầu giằng khối xây gạch đá 177 3.3 Tính chất học khối xây gạch đá 177 3.3.1 Trạng thái ứng suất gạch đá vữa khối xây chịu nén tâm 177 3.3.2 Các giai đoạn làm việc khối xây chịu nén 178 3.3.3 Công thức tổng quát xác định giới hạn cường độ khối xây chịu nén tâm 178 3.3.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ chịu nén khối xây 181 3.3.5 Giới hạn cường độ khối xây chịu nén cục bộ, kéo, uốn, cắt 183 3.3.6 Biến dạng khối xây chịu nén 187 3.4 tính toán kết cấu gạch đá theo khả chịu lực 188 3.4.1 Khái niệm chung 188 3.4.2 Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn 189 3.4.3 Cường độ tiêu chuẩn cường độ tính toán khối xây 190 3.4.4 Cấu kiện chịu nén tâm 191 3.4.5 Cấu kiện chịu nén lệch tâm 193 3.4.6 CÊu kiƯn chÞu nÐn cơc bé 197 3.4.7 CÊu kiƯn chịu kéo, uốn, cắt 198 ... 0,45 0 ,39 0, 32 0 ,25 0,17 - 34 118 0,44 0 ,38 0, 32 0 ,26 0 ,21 0,14 - 38 1 32 0 ,36 0 ,31 0 ,26 0 ,21 0,17 0, 12 - 42 146 0 ,29 0 ,25 0 ,21 0,17 0,14 0,09 - 46 160 0 ,21 0,18 0,16 0, 13 0,10 0,07 - 50 1 73 0,17... 0, 73 0,6 0,57 0, 43 0 ,28 16 56 0,81 0,74 0,68 0,59 0,50 0 ,37 0 , 23 18 63 0,77 0,7 0, 63 0, 53 0,45 0, 32 - 22 76 0,69 0,61 0, 53 0, 43 0 ,35 0 ,24 - 26 90 0,61 0, 52 0,45 0 ,36 0 ,29 0 ,20 - 30 104 0, 53 0,45... 0 ,3 £ 0,1 ³ 0 ,3 £ 10 £ 35 0 0 12 42 0,04 0, 03 0,05 0, 03 14 49 0,08 0,07 0,09 0,08 16 56 0, 12 0,09 0,14 0,11 18 63 0,15 0, 13 0,19 0,15 20 70 0 ,20 0,16 0 ,24 0,19 22 76 0 ,24 0 ,20 0 ,29 0 ,22 24 83