BAI GIANG kết cấu gạch đá

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU1.1 Sơ lược về sự phát triển của kết cấu gạch đá 1.2 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của KCGĐ - Ưu điểm + Độ cứng lớn, vững chắc, bền + Chống cháy tốt + Dùng VL địa phươ

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1 Sơ lược về sự phát triển của kết cấu gạch đá

1.2 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của KCGĐ

- Ưu điểm

+ Độ cứng lớn, vững chắc, bền

+ Chống cháy tốt

+ Dùng VL địa phương rẻ tiền

+ Cách âm, cách nhiệt tốt, tiết kiệm ván khuôn

-Nhược điểm:

+ Trọng lượng bản thân lớn, khẩu độ nhỏ, vận chuyển nhiều+ Khó cơ giới hóa thi công

+ Lực dính kém, chịu tải trọng động kém

CHƯƠNG II: KHỐI XÂY GẠCH ĐÁ 2.1 Vật liệu dùng trong khối xây gạch đá

1/ Phân loại

-Theo vật liệu: gạch đất sét, gạch BT, gạch silicát

- Theo phương pháp chế tạo: Gạch nung, gạch không nung -Theo trọng lượng: Gạch nặng, gạch nhẹ, gạch rất nhẹ

+ Gạch bê tông: 20×20×40, 15×20×40, 10×20×40 + Gạch siliccat: 6.5×12×25

Một số hình ảnh về gạch

- Cường độ tiêu chuẩn được lấy TB cho 5 mẫu thử

+ Cường độ tiêu chuẩn chịu nén:

g

R R

+ Cường độ tiêu chuẩn chịu uốn: 5

g

R R

2.1.2 Đá

Đá nặng có γ ≥1.8T/m3 như đá hoa cương, đá bazan, đá đô lômit

Đá nhẹ có γ <1.8T/m3 như đá bọt, đá vôi vỏ sò, đá vôi,

Mác đá căn cứ vào cường độ chịu nén Mác 4, 10, 25 đến 100

2.1.3 Vữa

1/ Tác dụng

- Liên kết các viên gạch thành khối xây vững chắc

- Truyền và phân bố ứng suất trong khối xây từ viên đá này đến viên đá khác

- Lấp kín khe hở trong khối xây

- Cách âm, cách nhiệt

2/ Yêu cầu của vữa

- Có cường độ nhất định ứng với từng loại khối xây

- Có tính bền, linh động, dẻo

- Có khả năng giữ nước đảm bảo dễ xây

3/ Phân loại

* Theo thành phần

-Vữa xi măng: Cát, xi măng, nước

- Vữa bata (vữa tam hợp): cát, xi măng, vôi, đất sét, nước → tính dẻo, thời gian khô cứng vừa phải

- Vữa không xi măng:

+ Vữa gồm vôi, cát, nước

*/ Phân loại theo phạm vi sử dụng

-Vữa thông thường: Vữa vôi, vữa XM, vữa tam hợp

- Vữa hoàn thiện: Dùng để trang trí mặt ngoài của CT: Vữa matit, vữa chát gai

- Vữa chịu axít, vữa chịu nhiệt, vữa chống thấm

4/ Các đặc trưng

-Cường độ chịu nén xác định trên mẫu hình lập phương cạnh 7.07cm trong đktc 28 ngày

- Các số hiệu vữa: 10, 25, 50, 75, 100, 200 Vữa xây có mác ≥ 25

- Cường độ của vữa XM và vữa tam hợp:

5/ Chọn cấp phối vữa

- Gọi Qx là lượng xi tính bằng kg cho

1m3 cát hạt TB và lớn có W = 1- 3%

- Lực tác dụng lên khối xây phải vuông góc với lớp vữa nằm ngang Các viên gạch trong khối xây phải đặt thành hàng trong mặt phẳng

-Bề rộng của tường gạch là bội số của nửa viên gạch

+ Tường ½ gạch dày 105mm

+ Tường 1 gạch dày 220mm

+ Tường 1 gạch rưỡi dày 335mm

+ Tường 2 gạch dày 450mm

2/ Sự làm việc của viên gạch trong khối xây

- Dưới tác dụng của tải trọng thì ứng suất trong gạch là: nén đúng tâm, nén lệch tâm, nén cục bộ, uốn, cắt, kéo

3/ Các giai đoạn làm việc của khối xây chịu nén

- GĐ1: Khi lực nén còn nhỏ, ứng suất trong khối xây còn khá

bé → khối xây chưa nứt Tăng N nên 1 số viên gạch bị nứt → Lực nén này là Nn

- GĐ2: Tiếp tục tăng Nn vết nứt mở rộng và thêm 1 số vết nứt mới Các vết nứt mới, cũ và các mạch vữa đứng được nối với nhau làm cho khối xây phân thành các nhánh đứng, các nhánh này có độ mảnh khá lớn và bị uốn dọc

- GĐ3: Tăng lực nén đến giá trị NP thì khối xây bị phá hoại

+ Dùng tỷ số Nn/NP để đánh giá mức độ an toàn về cường độ của khối xây khi nứt:

4/ Các loại tường gạch dùng trong nhà dân dụng và công nghiệp

2.2 Cường độ của khối xây

2.2.1 Cường độ chịu nén và các nhân tố ảnh hưởng 1/ Công thức tính cường độ chịu nén

Công thức Ô NHI SICH

Rkx:Giới hạn cường độ chịu nén của khối xây

Rg: Giới hạn cường độ chịu nén của gạch

Rv: Giới hạn cường độ chịu nén của vữa

- Chú ý khi sử dụng công thức Ô nhisích

+ Công thức trên dùng cho TH vữa phổ biến linh động dễ xây Nếu đk không thỏa mãn thì phải thay đổi

+ Ghới hạn cường độ khối xây gạch rung được tăng lên 1.75Rkx+ Ghới hạn cường độ dài hạn: Rkxdh

+ Gạch xây dùng vữa mác ≥ 50 thì Rkxdh = 0.8Rkx

+ Gạch xây dùng vữa mác 10, 15 thì Rkxdh = 0.7Rkx

+ Gạch xây dùng vữa vôi 10, 15 thì Rkxdh = 0.602Rkx

2/ Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ chịu nén khối xây

- Cường độ vữa và loại vữa

- Tuổi khối xây và thời gian đặt tải

- Phương pháp xây và khối lượng khối xây

-Kiểu xây: Thường xây (3 ÷ 5) dọc , 1ngang Nếu hàng dọc tăng thì cường độ khối xây giảm (10 ÷ 30)%

2.2.2 Cường độ chịu kéo của khối xây

1/ Phá hoại theo tiết diện không giằng

-Lực kéo vuông góc mạch vữa ngang thì

phá hoại xảy ra các TH:

+ Phá hoại theo m/c qua gạch

+ Phá hoại theo m/c qua vữa

- Nguyên nhân: Do lực dính pháp tuyến của vữa

- Lực dính của gạch, vữa và cường độ chịu kéo của vữa trong khối gạch xây phụ thuộc vào:

+ Khả năng dính kết của vữa

+ Mức độ tiếp xúc giữa vữa và gạch

+ Trạng thái bề mặt viên gạch

+ Mức độ hút nước của viên gạch

2/ Phá hoại theo tiết diện có giằng

- Khối xây chịu kéo theo tiết diện giằng xảy ra khi lực kéo song song với vạch vữa ngang

- Sự phá hoại xảy ra tại các tiết diện sau:

+ Tiết diện cài răng lược: 1-1

+ Tiết diện bậc thang: 2-2

+ Tiết diện đi qua mạch vữa và các

viên gạch: 3-3

-Lực cắt 1 mặt của mạch vữa ngang:

Q = b.d.Rdp

b: Bề rộng khối xây (chiều dày tường)

d: Độ sâu của các viên gạch giằng vào nhau

→ Lực kéo N bằng tổng các lực cắt trên các mặt của mạch vữa ngang N = n.Q = (h.b.d Rdp )/a

n: Số lượng các mạch vữa ngang (bằng số lớp gạch trong khối xây) → n = h/a với a: Chiều cao 1 hàng gạch

2.2.3 Cường độ chịu cắt của khối xây

2.2.4 Cường độ chịu uốn của khối xây

2.2.5 Cường độ chịu nén cục bộ

- Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)

- Tải trọng tạm thời (hoạt tải)

- Tải trọng đặc biệt → lấy theo TCVN 2737 – 1995

3.1.3 Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán của khối xây

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHỐI XÂY KHÔNG CỐT THÉP

k: Hệ số an toàn xét đến các yếu tố làm giảm cường độ khối xây

k = 2 khối xây chịu nén

k = 2.25 khối xây chịu kéo

-Hệ số đk làm việc của vật liệu: m

- Khi tính toán khối xây có cốt thép:

3.2 Tính toán khối xây chịu nén đúng tâm

3.2.1 Công thức cơ bản

- ĐK cường độ

N ≤φ.mdh.R.F

+ R: Cường độ chịu nén tính toán của khối xây

Khi tiết diện khối xây ≤ 0.3m2 thì

R phải nhân với hệ số đk làm việc mk = 0.8

+ mdh : Hệ số kể đến a/h của tải trọng dài hạn

mdh = 1 - η Ndh/N

+ η: Hệ số uốn phụ thuộc độ mảnh λ = lo /b (hcn) và lo /r+ N: Lực nén do tải trọng gây ra N = Ndh/mdh + Nngh

3.3 Tính toán khối xây chịu nén lệch tâm 3.2.1 Biểu đồ ứng suất

- Độ lệch tâm:

e0 = e01 +eng Với e01 = M/N

eng : Độ lệch tâm ngẫu nhiên,

eng = 2cm với tường chịu lực,

eng = 1cm Với tường tự mang,

: Chiều cao phần cấu kiện có mô men uốn cùng dấu

- Với tiết diện chữ nhật thì:

+ Công thức đk cường độ là:

3.2.3 TH độ lệch tâm e o lớn

- Lệch tâm lớn khi:

+ eo > 0.7y với THCB1

+ eo > 0.8y với THCB2

3.3 Tính toán khối xây chịu nén cục bộ

3.3.1 Khái niệm

- Nén cục bộ là chỉ 1 phần tiết diện chịu nén

- Thực tế: Dầm, sàn, xà gồ, lanh tô gác lên tường, cột Kê lên tường bằng tấm đệm bằng BTCT ≥14cm

- Ứng suất trong khối xây có các hình dạng: HCN, hình thang, tam giác, đường cong tùy theo vật liệu gác lên khối xây

μ = 0.5 biểu đồ hình tam giác

d: Hệ số xét đến sự phân phối lại ứng suất trong nén cục bộ

F: Diện tích tính toán gồm diện tích nén cục bộ Fcb và một phần xung quanh

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN KHỐI XÂY CÓ CỐT THÉP

4.1 Khối xây đặt lưới thép ngang

4.1.1 Cấu tạo và tác dụng của lưới thép

- Đặt cốt thép vào trong khối xây để tăng cường khả năng chịu lực cho kết cấu gạch đá

- Đặt lưới thép ngang vào khối xây chịu nén đúng tâm hoặc nén lệch tâm bé

- Kết cấu chịu nén lệch tâm bé

+ eo ≤ 0.33y với tiết diện bất kỳ

+ eo ≤ 0.17h với tiết diện chữ nhật

- Cấu tạo lưới thép

d = (4 -8)mm, C1,C2 = (3 -12)mm Bề dày S ≤ 40cm

- Hàm lượng cốt thép trong khối xây

- Hàm lượng cốt thép phải t/m: μmin ≤ μ ≤ μmax

μmin = 0.1%

Với cấu kiện chịu nén đúng tâm: μmax = 50 R/ Ra

nén lệch tâm μmax = 50 R/ (1-2lo /y) Ra

R: Cường độ tính toán của khối xây không cốt thép

Ra: Cường độ tính toán của lưới thép

4.1.2 Đặc trưng tính toán của khối xây Đặc trưng đàn hồi của khối xây có cốt thép

4.1.3 Tính toán khối xây chịu nén đúng tâm

- ĐK cường độ:

4.2 Khối xây đặt thép dọc

1.Cấu tạo

- Cốt dọc đặt vào để chịu ứng suất

kéo khi khối xây chịu uốn

+ Thép dọc: Chịu nén d > 8mm, chịu kéo d > 3mm

+ Thép đai: d = (3÷8)mm K/c đai bằng bội số chiều cao hàng gạch

u ≤ 50cm và u ≤ 15d khi cốt thép đặt bên ngoài, u ≤ 20d khi cốt thép đặt bên trong.Đoạn nối thép u ≤ 10d

4.1.3 Tính toán cấu kiện chịu nén đúng tâm

4.1.4 Tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm

1/ TH nén LTB

- ĐK: Sn ≤ 0.8So với Sn ,So là mô men tĩnh của diện tích phần chịu nén

và toàn bộ dt tiết diện đối với trọng tâm cốt thép chịu kéo

+ Với t/c CN: x ≥ 0.55ho

Với x: Chiều cao vùng nén, ho : Chiều cao tính toán tiết diện

- Nén LTB có 2 TH: Toàn bộ t/d chịu nén hoặc 1 phần t/d chịu kéo

2/ TH nén LTL

- ĐK: Sn > 0.8So , Với t/c CN: x < 0.55ho

- Sơ đồ ứng suất:

- Nén LTN xảy ra với miền kéo nén rõ rệt, sự phá hoại bắt đầu từ vùng kéo

- Với t/d CN

- Xác định chiều cao vùng nén x:

Hoặc:

các c/t của nén LTN

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA NHÀ GẠCH

5.1 Thiết kế tường và trụ gạch

5.1.1 Điều kiện ổn định của tường và trụ

- Đk ổn định: β = H/h ≤ βgh

Với H: Chiều cao của tường hoặc trụ

h: Chiều dày của tường hoặc trụ theo phương

có độ mảnh lớn

βgh : Phụ thuộc nhóm chức năng của tường

hoặc trụ, điều kiện gối tựa, nhóm khối xây

5.2.2 Thiết kế tường và trụ theo sơ đồ kết cấu cứng 1/ Nội lực do tải trọng đứng t/d lên tường hoặc trụ

- Tải trọng do các tầng trên truyền xuống

ΣNti đặt tại trọng tâm của tường

- Tải trọng trong phạm vi tầng đang xét truyền vào

tường phân bố tam giác theo đoạn sàn kê vào

tường với hợp lực Qs

2/ Nội lực do tải trọng gió

- Tường chịu uốn cục bộ:

-Tường ngang và 1 phần tường dọc cùng làm việc với nhau tính toán như công xôn thẳng đứng ngàm vào đất Tiết diện ngang chũ I, chữ T

- Chiều dài S của phần tường dọc cùng làm việc với phần tường

ngang khi chịu uốn tổng thể

+ Với tường đặc: S = 0.8Hx < Ln với Ln = (LT + Lp)/2

Với Hx : K/c từ đỉnh tường ngang tới cao trình tiết diện đang xét

+ Với tường có lỗ cửa:

- Tính tường chịu nén

5.2 Thiết kế lanh tô

5.2.1 Cấu tạo

Là bộ phận nằm phía trên cửa sổ, cửa đi, ô trống… có tác dụng

đỡ mảng tường phía trên

- Lanh tô có nhiều loại, tuỳ theo khẩu độ khác nhau, tải trọng khác nhau và hình dáng của lỗ tường mà chọn lanh

tô Thường có các loại lanh tô: gỗ, gạch, gạch cốt thép, thép và bêtông cốt thép.

- lanh tô gạch: dùng cho nhà cấp 3 Khi bề rộng cửa nhỏ hơn 1200 dùng lanh tô gạch vỉa bằng, vỉa đứng, viên gạch cuối hàng vỉa phải ăn sâu vào tường 2/3 gạch Khi bề rộng cửa nhỏ 1500 dùng lanh tô gạch vỉa nghiêng, viên gạch cuối hàng vỉa nghiêng 100-120.

Lanh tô gạch cốt thép: Là loại lanh tô như lanh tô gạch thông thường Trên lỗ cửa phủ 1 lớp vữa XM mác 50 -75 dày 20 -30

có đặt thép 2 đầu thép uốn cong đặt sâu vào tường ít nhất 1 – 1.5 gạch Phía trên vùng vữa XM cát mác 50 xây cao 5 -7 hàng gạch có độ cao không nhỏ hơn ¼ chiều rộng của lỗ cửa Loại này thích hợp với lỗ của có chiều rộng nhỏ hơn 1500

Gạch xây lanh tô có số hiệu ≥ 75

Chiều cao của lanh tô là chiều cao của dải khối xây bằng vữa có số

hiệu cao hơn số hiệu vữa của tường (chiều cao này không thấp hơn 4 hàng gạch hay 3 hàng với khối xây đá) Với lanh tô vỉa được xây cuốn vòm

Chiều cao lanh tô: Hlanh tô ≥ Hlanh tô min Với Hlanh tô min theo bảng sau:

5.2.2 Tính toán lanh tô

1/ Sự làm việc của lanh tô

- Dưới tác dụng của tải trọng lanh tô làm việc như dầm có nhịp bằng nhịp lanh tô và chiều cao bằng chiều cao lanh tô

- Khi tải trọng tăng thì xuất hiện vết nứt tại vị trí tiếp xúc giữa lanh tô và

tường

- Tải tiếp tục tăng lanh tô bắt đầu xh vết nứt → lanh tô làm việc như vòm

3 khớp.

2/ Tính toán lanh tô

Phần 2: Kết cấu gỗ Chương 6: Vật liệu gỗ xây dựng

Phần 2: Kết cấu gỗ Chương 6: Vật liệu gỗ xây dựng 6.1 Đặc điểm và phạm vi dùng của kết cấu gỗ

6.1.2 Nhược điểm

- Gỗ là vật liệu không bền bị mục, bị mọt mối, dễ cháy Tuổi thọ kết cấu không bền như kết cấu khác như thép và bê tông

- Gỗ là vl không đồng nhất, không đẳng hướng

- Gỗ có nhiều khuyết tật: khe nứt, thớ, vẹo, lỗ mục

- Gỗ là vl ngậm nước

6.2 Phạm vi dùng của kết cấu gỗ

- Nhà dân: Vì kèo, xà gồ, khung nhà

- Nhà sản xuất: Kho tàng, chuồng trại, xưởng chế biến

- Giao thông vận tải: Cầu tạm

- Lĩnh vực khác: Đà giáo, ván khuôn,…

6.3 Phân loại và phân loại gỗ Việt Nam

- Chủ yếu từ rừng và vật liệu gỗ địa phương

- Chất lượng gỗ trong rừng không đều

- Phân loại gỗ

+ Theo kiểu truyền thống:

b/ Phân loại gỗ theo tiêu chuẩn

Nhóm I: Các loại có màu sắc, hương vị đặc biệt, các loại gỗ quý: trắc gụ, lát, mun

Nhóm II: Loại có t/c cơ học cao: Đinh, lim, sến, táu…

Nhóm III: Loại có tính dẻo dai dùng để đóng thuyền: Chò, chỉ, tếch

Nhóm IV: Loại có màu sắc dùng làm gỗ công nghiệp: vàng tâm, mỡ, giồi Nhóm V: Gỗ hồng sắc tốt : Giẻ, thông

Nhóm VI: Gỗ hồng sắc thường: Sồi, bạch đàn

Nhóm VII, VIII : Loại gỗ có tạp chất xấu

6.4 Tính chất vật lý của gỗ

6.4.1 Độ ẩm của gỗ

6.4.2 Khối lượng thể tích của gỗ

Khối lượng thể tích gỗ thay đổi theo nhóm gỗ

6.5 Tính chất cơ học của gỗ

(các chỉ tiêu về độ bền, độ đàn hồi khi chịu kéo, uốn, ép mặt, trượt)

6.5.1 Sự làm việc của gỗ khi chịu kéo

- Quan hệ giữa σ- ε là đường thẳng, gỗ bị phá hoại khi ε = 0.8% Gỗ làm việc như vật liệu giòn

- Cường độ chịu kéo:800 – 1000kg/cm 2

6.5.2 Sự làm việc của gỗ khi chịu nén

6.5.3 Sự làm việc của gỗ khi chịu uốn

6.5.4 Sự làm việc của gỗ khi trượt và ép mặt

6.6 Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ gỗ và cách bảo dưỡng gỗ 6.6.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ gỗ

1/ Ảnh hưởng của thời gian chịu lực đến cường độ gỗ

-Tải trọng đặt vào càng nhanh thì cường độ gỗ càng cao

2/ Độ ẩm, nhiệt độ

- Độ ẩm W% tăng 0% đến 30% (điểm bão hòa) → R, E giảm

- Nhiệt độ tăng → R giảm

3/ Tật bệnh

- Mắt cây, thớ nghiêng, khe nứt

Chương 7: Tính toán các cấu kiện cơ bản

7.1 Nguyên lý, các phương pháp tính toán kết cấu gỗ 7.1.1 Tính theo ứng suất cho phép

7.1.2 Tính theo trạng thái ghới hạn

- TTGH I

- TTGH II

7.2 Các số liệu tính toán

7.2.1 Cường độ tính toán của gỗ

(Theo TCXD 44-70)

7.2 Tính toán cấu kiện chịu kéo đúng tâm

7.2 Tính toán cấu kiện chịu nén đúng tâm

7.3 Tính toán cấu kiện chịu uốn 7.3.1 Cấu kiện chịu uốn phẳng 1/ Kiểm tra cường độ

2/ Kiểm tra độ võng

Chương 8: Liên kết trong kết cấu gỗ

8.1 Liên kết mộng

8.1.1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng

8.1.2 Mộng 1 răng