Xây cất bằng gạch
Cấu tạo

Thành phần khối xây bao gồm các lớp gạch đá nằm chồng lên nhau. Lớp vữa nằm giữa hai lớp gạch đá kề nhau, có bề mặt trải rộng song song với mặt lớp và vuông góc với phương của lực nén, gọi là mạch vữa nằm. Một lớp xây bao gồm một lớp gạch đá đi kèm với một mạch vữa nằm bên dưới. Lớp xây có bề mặt vuông góc với phương tác dụng của lực nén. Các mạch vữa giữa các viên gạch đá trong một lớp (chỉ nằm trong nội bộ một lớp), và chúng nằm dọc theo phương chịu lực nén gọi là các mạch vữa đứng.
Mỗi lớp gạch đá gồm một hay nhiều hàng, mà mỗi hàng là một dãy các viên gạch đá nối tiếp nhau. Viên gạch đá có bề dài được xếp dọc theo chiều dài của hàng, gọi là viên dọc. Hàng gồm toàn viên dọc, gọi là hàng dọc. Viên gạch đá có bề ngang được xếp dọc theo chiều dài của hàng, gọi là viên ngang. Hàng gồm toàn viên ngang, gọi là hàng ngang. Hàng nằm giáp mặt bên khối xây gọi là hàng ngoài. Hàng nằm bên trong lõi khối xây gọi là hàng trèn.
Mạch vữa đứng, nằm giữa các hàng gạch đá trong một lớp xây, là mạch vữa đứng dọc (gọi tắt là mạch dọc). Mạch vữa đứng, nằm giữa các viên gạch trong mỗi một hàng của một lớp xây gọi là mạch đứng ngang (gọi tắt là mạch ngang).
Các lớp xây gồm chỉ toàn các hàng gạch dọc sắp theo cùng một hướng gọi là lớp xây dọc (lớp dọc thuần túy). Các lớp xây có tồn tại một hay nhiều hàng gạch ngang có thể gọi là lớp ngang.
Để đảm bảo cho khối xây chịu lực nén ép tốt như một thể thống nhất mà không có sự dịch chuyển của các phần khối xây, thì các mạch vữa đứng của các lớp trong khối xây phải không được nối liên thông với nhau thành tuyến thẳng hàng hay gần thẳng hàng dọc theo phương chịu lực nén. Hiện tượng các mạch vữa đứng của các lớp trong khối xây nối liên thông liên tiếp với nhau thành tuyến dọc theo phương chịu lực nén gọi là sự trùng mạch.
Để xử lý sự trùng mạch trong khối xây nguyên tắc cơ bản là dùng các viên gạch hay đá có một chiều kích thước lớn đặt vắt ngang qua bên trên mỗi mạch vữa đứng của lớp xây ngay bên dưới. Viên gạch đá vắt ngang qua bên trên mỗi mạch vữa đứng gọi là viên khóa mạch, và chiều kích thước vắt vuông góc ngang qua mạch đứng cần khóa mỗi bên một nửa, ký hiệu là D, gọi là chiều khóa mạch của viên khóa mạch. Phần nửa chiều dài khóa mạch của viên khóa mạch nằm về mỗi bên của mạch đứng được khóa, ký hiệu là D/2, gọi là độ khóa mạch. Các mạch đứng lớp dưới được các viên gạch ở ngay bên trên khóa mạch. Tất cả các viên gạch khóa mạch lớp dưới, tự nhiên tạo thành một lớp xây ngay bên trên, khóa mạch lớp dưới.
Đối với xây đá hộc (đá tảng), do hình dạng các viên đá rất đa dạng, không có một tiêu chuẩn thống nhất về độ lớn chiều khóa mạch cho các viên khóa mạch. Nên muốn tránh trùng mạch, chỉ có cách chọn những viên có một chiều kích thước lớn để làm viên khóa mạch. Đối với xây gạch, do gạch là vật liệu nhân tạo, để dễ ràng xử lý trùng mạch khi xây, con người thường sản xuất gạch theo một mo-dul là: bề dài viên gạch L xấp sỉ bằng hai lần bề ngang viên gạch 2B, L ≈ 2B. Vậy nên trong khối xây gạch chỉ có 4 trường hợp sau xảy ra:
Trường hợp lớp dọc chồng lên lớp dọc (các lớp dọc thuần túy, chồng lên nhau), thì độ lệch mạch D/2 = L/2, một nửa bề dài viên gạch.
Trường hợp lớp ngang chồng lên lớp ngang, thì độ lệch mạch D/2 = B/2 = L/4, một phần tư bề dài viên gạch.
Trường hợp lớp dọc chồng lên lớp ngang, thì độ lệch mạch D/2 = B/2 = L/4, một phần tư bề dài viên gạch.
Trường hợp lớp ngang chồng lên lớp dọc, thì độ lệch mạch D/2 = B/2 = L/4, một phần tư bề dài viên gạch.
Tóm lại khi xây gạch, để khỏi trùng mạch, độ lệch mạch trong khối xây phải lớn hơn hay bằng (tức không nhỏ hơn) một phần tư chiều dài viên gạch, D/2 ≥ L/4.
Vật liệu tạo thành khối xây, đều là các dạng vật liệu ròn, chịu ứng suất nén rất tốt, nhưng chịu ứng suất kéo kém. Do đó khối xây là loại kết cấu công trình thích hợp cho việc chịu các tải trọng gây ra các ứng lực nén ép vuông góc với các lớp xây, và rất không thích hợp để chịu các tải trọng gây ra ứng lực kéo hay mô men.
Nếu các tải trọng tác dụng thẳng đứng theo phương trọng lực, thì nên sử dụng khối xây dạng trụ, vách đứng (tường, trụ xây) hay dạng khối (như móng) có các lớp xây nằm ngang, hoặc khối xây dạng vòm hay vòm cuốn có các lớp xây dạng rẻ quạt hướng tâm vòm (tức là lớp xây vuông góc với phương tiếp tuyến trục vòm) vì kết cấu dạng vòm chịu tải trọng thẳng đứng thường chỉ xuất hiện ứng lực nén dọc theo phương trục vòm. Khối xây dạng vòm và vòm cuốn, là kết cấu cổ xưa nhất mà con người tạo ra để vượt các nhịp không gian bằng vật các liệu ròn truyền thống, trước khi con người tìm thấy và sử dụng các vật liệu dẻo như thép hay cốt thép trong bê tông để chịu những thành phần ứng lực kéo hay mô men thường có trong các loại kết cấu khác mà cũng có khả năng vượt nhịp không gian như kết cấu dầm, kết cấu dàn, kết cấu dây treo (cáp treo),...
Nếu sử dụng khối xây chịu các tải trọng ngang thì, nên tạo ra khối xây dạng khối có bề dày lớn (như đê đập), để lợi dụng độ ổn định (cân bằng bền) do bề dày lớn đem lại chống lại tác động của tải trọng ngang (khi đó các lớp xây có thể vẫn nằm theo phương ngang). Trong trường hợp khối xây có bề dày nhỏ nhưng vẫn phải chịu tải ngang như khối xây tường chắn hay khối xây tường bể, thì phải tạo thêm cho khối xây các gân gia cường (trụ liền tường) để phân bớt tải trọng hoặc tường có mặt bên cong lồi về phía chịu áp lực (tương tự hiệu ứng vòm), hay tạo các lớp xây thẳng đứng (trong trường hợp tường bể, tránh trùng mạch theo phương ngang).