五层中学教学楼设计计算书

'本科毕业设计论文题目：昆仑中学教学楼设计（B方案）院、系：建筑工程学院学科专业：土木工程学生：许磊学号：080704124指导教师：马爱民2012年06月 本科毕业设计论文题目：昆仑中学教学楼设计（B方案）院、系：建筑工程学院学科专业：土木工程学生：许磊学号：080704124指导教师：马爱民2012年06月 毕业设计（论文）任务书西安工业大学毕业设计（论文）任务书院（系）建工学院专业土木工程班080704姓名许磊学号0807041241.毕业设计（论文）题目：昆仑中学教学楼设计B方案2.题目背景和意义：该建筑位于西安市泾阳县，建筑场地平坦，无不良土质现象，场地类别为二类。该处地表有0.4—0.9m的回填土，fk=50～60kPa；其下为黄土状土（粉质粘土），可塑，局部硬塑，不具湿陷性，属中压塑性土，厚2.7—3.9米，地基容许承载力fk=200KPa；其下为粉砂粉细砂，未穿透，厚度大于25米，fk=180KPa，Es=14.5MPa。常年地下水位低于-9.5m，对混凝土无腐蚀性。土壤平均容重：；土壤最大冻结深度为45cm。设防烈度为8度，设计基本加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组，特征周期为0.35s。根据《西安市抗震设防区划》（1997）划定，截面强度演算反应谱参数，，变形验算反应谱参数为，。基本雪压：0.20kn/，基本风压0.35KN/，地面粗糙度：B级。该建筑拟采用框架结构，独立柱基础，基础埋深2.5米，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）有关规定，拟建建筑物地基基础设计等级为丙级。其它荷载请查《荷载规范》。室内外高差：600。通过昆仑中学教学楼设计，运用学生所学过的基础理论和专业知识，锻炼学生查阅相关规范和资料进行建筑方案设计和框架结构在抗震设防烈度为8度、场地类别为二类时的结构计算，熟悉工程设计的内容和程序，提高学生分析和解决工程实际问题及绘制施工图的能力。3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：1:建筑设计1>根据使用要求确定各个房间的位置，交通疏散符合防火规范。建筑造型和建筑立面美观、大方，反映时代特色。2>并完成以下建筑设计图：底层平面图；标准层平面图；屋面图；正立图面；侧立面图；剖面图。2:结构设计1>进行结构布置(结构布置要合理,满足相应的规范要求)2>根据建筑物的抗震等级确定:构件的截面尺寸；建筑物的计算要求(活荷载、水平地震力、重力)；建筑物的构造要求。3>绘制下列图纸:标准层结构平面布置图(包括板及次梁);一榀横向框架的配筋详图(包括框架梁、框架柱);标准层楼板配筋图，楼梯配筋图，基础图。4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 西安工业大学毕业设计（论文）设计的基本要求:1>．要有良好的城市景观，要求建筑造型美观、大方，体现建筑自身特征。2>．设计方案合理，计算方法正确，计算数据准确。3>．计算书格式应符合标准，书写工整，文字简练，条理清楚。4>.施工图符合制图标准，能正确、准确表达设计意图，图面布置协调、清楚、整洁。进度安排:毕业实习第1周-第2周建筑设计第3周-第5周各层房屋的结构选型、结构方案及布置第6周-第7周荷载计算第8周-第9周结构计算第10周-第14周绘制施工图第15周-第17周答辩第18周5.毕业设计（论文）的工作量要求①实验（时数）*或实习（天数）：实习2周②图纸（幅面和张数）*：建筑图8张,结构图5张③其他要求：论文字数：20000字外文翻译字数:3000字参考文献篇数：15篇以上指导教师签名：年月日学生签名：年月日系（教研室）主任审批：年月日说明：1本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。毕I-22带*项可根据学科特点选填。 摘要昆仑中学教学楼设计（B方案）摘要该毕业设计题目是《昆仑中学教学楼设计》，建筑面积5000m2左右，共5层：层高4.2m。该设计主要包括建筑设计和结构设计两部分。其中建筑设计部分主要从建筑物功能与形式的关系、建筑与地形的关系等几个方面进行了探索，主要完成了建筑平面设计、立面设计和剖面设计，并确定了详细的构造和装修做法。结构设计部分选择结构方案中3轴横向框架进行设计。在确定框架布局之后，先进行了重力荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，最终找出最不利的一组或几组内力组合，选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计，完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词：框架；建筑设计；结构设计；抗震设计II AbstractThekunlunsecondaryschoolbuildingsdesignAbstractThisgraduatedesignis,theConstructionareaofwhichisaround5000m2withfivefloors,andeachflooris4.2mhigh.Thisarticlecontainsconstructiondesignandstructuraldesign.Inthearchitecturedesignparts,therelationshipsbetweenfunctionandform、buildingandsiteareconsideredintheschemedesign.Designsofplan、frontelevation、sectionplanearecompletedinarchitecturedesignphase,detailsofdecorationandconformationarealsodeterminedinthispart.Thepurposeofthedesignistodothedesigninthelongitudinalframesofaxis3.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightiscalculated,thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,makingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod,theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.Keywords：frames;buildingdesign；structuraldesign；anti-seismicdesignII目录 目录目录中文摘要I英文摘要II主要符号表i前言11工程概况22尺寸估算及计算简图42.1梁截面尺寸估算42.2柱截面尺寸估算42.3板截面尺寸估算42.4框架计算简图53框架侧移刚度的计算63.1横梁线刚度的计算63.3各层横向侧移刚度计算63.3.1底层横向侧移刚度计算63.3.2二~五层横向侧移刚度计算64竖向荷载计算84.1恒荷载标准值计算84.1.1屋面84.1.2各层走廊楼面84.1.3标准层楼面84.1.4梁自重84.1.5柱自重94.2活荷载标准值计算94.2.1屋面和楼面活荷载标准值9 西安工业大学毕业设计（论文）4.2.2雪荷载94.3重力荷载代表值的计算94.3.1第一层94.3.2第二到五层124.3.3重力荷载代表值145横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算155.1计算结构的侧移155.2按顶点位移法计算基本周期155.3水平地震作用及楼层地震剪力的计算155.3.1计算等效总重力荷载155.3.2计算底部总剪力155.3.3计算各质点的水平地震作用165.3.4多遇水平地震作用下的位移验算165.3.5水平地震作用下框架内力的计算176竖向荷载作用下框架结构内力计算196.1计算单元196.2荷载计算206.2.1恒载计算206.2.2活荷载计算216.3内力计算236.4梁端剪力和柱轴力的计算266.5框架的内力组合276.5.1框架梁的内力组合276.5.2跨间最大弯矩和截面剪力设计值的计算296.5.3梁端剪力调整306.5.4框架柱的内力组合316.5.5柱端弯矩设计值的调整336.5.6柱端剪力组合和设计值的调整35 西安工业大学毕业设计（论文）7截面设计367.1框架梁367.1.1梁的最不利内力367.1.2梁正截面受弯承载力计算367.1.3梁斜截面受剪承载力计算377.2框架柱397.2.1柱截面尺寸验算397.2.2柱正截面承载力计算407.2.3柱斜正截面承载力计算427.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算468楼梯设计498.1设计参数498.1.1楼梯结构平面布置图：498.1.2设计参数498.2楼梯板计算498.2.1荷载计算：498.2.2截面设计508.3平台板计算508.3.1荷载计算：508.3.2截面设计：508.4平台梁计算518.4.1荷载计算：518.4.2截面设计：519楼板设计529.1设计参数529.1.1楼板平面布置图如下：529.1.2设计参数529.2按塑性理论计算529.2.1中间区格板A52 西安工业大学毕业设计（论文）9.2.2区格板C539.2.3区格板B、D是单向板5310基础设计5510.1设计资料5510.2基础截面确定5510.2.1基础梁高5510.2.2翼板厚度5510.2.3基础长度5510.2.4基础的底面宽度5510.3基础梁内力计算5510.3.1翼缘板计算（按每米长计）5610.3.2用弯距分配法计算基础弯距56结论60参考文献61致谢62毕业设计（论文）知识产权声明63毕业设计（论文）独创性声明64附录65 主要符号表主要符号表γG永久荷载的分项系数；γQ可变荷载的分项系数；SGK永久荷载效应的标准值；SQK可变荷载效应的标准值；T结构自振周期；FEk结构总水平地震作用标准值；Geq地震时结构（构件）的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值；αmax水平地震影响系数最大值；fy普通钢筋的抗拉强度设计值；f’y普通钢筋的抗强度设计值；b矩形截面宽度、T形、I形截面的腹板宽度；bfT形或I形截面受拉区的翼缘宽度；b’fT形或I形截面受压区的翼缘宽度；d钢筋直径或圆形截面的直径；c混凝土保护层厚度；h截面高度；h0截面有效高度；hfT形或I形截面受拉区的翼缘高度；h’fT形或I形截面受压区的翼缘高度；i 西安工业大学毕业设计（论文）AS受拉区纵向非预应力钢筋的截面面积；A’S受压区纵向非预应力钢筋的截面面积；Acor箍筋内表面范围内的混凝土核心面积；e轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离；e’轴向力作用点至纵向受压钢筋合力点的距离；e0轴向力对截面重心的偏心距；ea附加偏心距；ei初始偏心距；VCS构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；aS纵向非预应力受拉钢筋合力点至截面近边的距离；aS’纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离；η偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数；λ计算截面的剪跨比；ρ纵向受力钢筋的配筋率；ρsv竖向箍筋、水平箍筋或竖向分布钢筋、水平分布钢筋的配筋率；ρv间接钢筋或箍筋的体积配筋率；∑MC节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可，按弹性分析分配；∑Mb节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和。ii 前言前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。我的毕业设计题目为《西安东方建材公司科研楼设计》，内容包括建筑设计、结构设计两部份。在毕业设计前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并查阅了《结构抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。这期间我碰到过各种各样的问题，但是在导师的指导和自己的反复查阅资料之后，问题都得到了解决。在毕业设计后期，我主要进行设计手稿的电子排版整理和图纸的修改，并得到老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。毕业设计的两个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、建筑平面和结构图绘制、结构论文撰写以及外文的翻译，使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了各种建筑制图软件，以及多种结构设计软件。以上所有这些使我从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。75 工程概况1工程概况该建筑位于西安市泾阳县，建筑场地平坦，无不良土质现象，场地类别为二类。该处地表有0.4—0.9m的回填土，fk=50～60kPa；其下为黄土状土（粉质粘土），可塑，局部硬塑，不具湿陷性，属中压塑性土，厚2.7—3.9米，地基承载力特征值fk=200KPa；其下为粉砂粉细砂，未穿透，厚度大于25米，fk=180KPa，Es=14.5MPa。常年地下水位低于-9.5m，对混凝土无腐蚀性。土壤平均容重：；土壤最大冻结深度为45cm。设防烈度为8度，设计基本加速度值为0.20g，设计地震分组为第一组，特征周期为0.35s根据《西安市抗震设防区划》（1997）划定，截面强度演算反应谱参数，，变形验算反应谱参数为，。基本雪压：0.20kn/基本风压0.35KN/，地面粗糙度：B级该建筑拟采用框架结构，独立柱基础，基础埋深2.5米，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）有关规定，拟建建筑物地基基础设计等级为丙级。墙体：内外墙采用240mm厚的加气混凝土砌块。门窗：大门为玻璃门，办公室均为木门。塑钢玻璃窗。门窗详见1.1表。表1.1门窗表类别编号洞口尺寸数量附注宽（mm）高（mm）窗C-13600240094塑钢玻璃窗C-21800240015塑钢玻璃窗C-3210090080塑钢玻璃窗C-4180012008塑钢玻璃窗门M-11000210095木门M-2150021002铁门M-3180021001铁门柱网与层高：本办公楼采用柱距为5.1m的内廊式大柱网，边跨为7.8m，中间跨为2.7m，层高取4.2m，如图1.1所示：75 西安工业大学毕业设计（论文）图1.175 尺寸估算及计算简图2尺寸估算及计算简图2.1梁截面尺寸估算AB、CD跨h=(1/8~1/10)*l=(1/8~1/10)*7800mm=780mm~975mm取800mmb=(1/2~1/4)*h=(1/2~1/4)*800mm=200mm~400mm取300mmBC跨h=(1/8~1/10)*l=(1/8~1/10)*2700mm=270mm~337.5mm取500mmb=(1/2~1/4)*h=(1/2~1/4)*800mm=200mm~400mm取300mm横向次梁h=1/12*l=1/12*7800mm=650mm取650mmb=（1/2~1/4）*h=(1/2~1/4)*650mm=162.5mm~325mm取300mm纵向框架梁h=(1/8~1/10)*l=(1/8~1/10)*5100mm=510mm~637.5mm取600mmb=（1/2~1/4）*h=(1/2~1/4)*600mm=150mm~300mm取300mm2.2柱截面尺寸估算框架柱选用c30混凝土，,抗震设防烈度为8度，框架抗震等级为二级，轴压比，对于边柱N=1.3×19.89×14×5=1809.99KN对于内柱N=1.25×26.78×14×5=2343.25KN一层柱取700mm×700mm二层及以上柱取600mm×600mm2.3板截面尺寸估算单向板h=(1/25~1/30)*2550mm=85mm~102mm75 西安工业大学毕业设计（论文）双向板h=(1/40~1/45)*2700mm=60mm~67.5mm统一取100mm2.4框架计算简图图2.175 框架侧移刚度的计算3框架侧移刚度的计算3.1横梁线刚度的计算表3.1横梁线刚度表类别混凝土强度等级Ec(N/mm2)b×h(mm×mm)I0mm4l(mm)Eci0/l(N·mm)1.5Eci0/l(N·mm)2Eci0/l(N·mm)AB、CD、跨C303×104300×8001.28×101078004.92×10107.38×10109.84×1010BC跨C303×104300×5000.31×101027003.44×10106.88×10106表3.2柱线刚度表层次混凝土强度等级Ec(N/mm2)b×h(mm×mm)hc(mm)Icmm4Ecic/hc(N·mm)1C303×104700×70053002×101011.32×10102~5C303×104600×60042001.08×10107.71×10103.3各层横向侧移刚度计算3.3.1底层横向侧移刚度计算A、D柱，，B、C柱，，3.3.2二~五层横向侧移刚度计算A、D柱,,75 框架侧移刚度的计算B、C柱75 西安工业大学毕业设计（论文），，三、四、五层与二层相同表3.3横向侧移刚度统计表层次12345（N/mm）93816×1283920×12100704010070401007040该框架为横向承重框架，不计算纵向侧移刚度。/=93816/83920>0.7故该框架为规则框架。75 竖向荷载计算4竖向荷载计算4.1恒荷载标准值计算4.1.1屋面防水层（刚性）30厚c20细石混凝土防水1.0KN/m2防水层（柔性）三毡四油铺小石子0.4KN/m2找平层：15厚水泥砂浆0.015m×20KN/m3=0.30KN/m2找平层：15厚水泥砂浆0.015m×20KN/m3=0.30KN/m2找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平0.04m×14KN/m3=0.56KN/m2保温层：80厚矿渣水泥0.08m×14.5KN/m3=1.16KN/m2结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5KN/m2抹灰层：10厚混凝土砂浆0.01m×17KN/m3=0.17KN/m2合计：6.39KN/m24.1.2各层走廊楼面10mm面层水磨石地面20mm水泥砂浆打底0.65KN/m2素水泥浆结合层一道结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5KN/m2抹灰层：10厚混凝土砂浆0.01m×17KN/m3=0.17KN/m2合计：3.32KN/m24.1.3标准层楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撤2厚素水泥1.16KN/m2水泥浆结合层一道结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5KN/m2抹灰层：10厚混凝土砂浆0.01m×17KN/m3=0.17KN/m2合计：3.83KN/m24.1.4梁自重b×h=300mm×800mm梁自重25KN/m3×0.3m×（0.8m-0.1m）=5.25KN/m抹灰层：10厚混合砂浆（0.6+1.6-0.2）m×0.17KN/m2=0.34KN/m合计：5.59KN/mb×h=300mm×500mm75 西安工业大学毕业设计（论文）梁自重25KN/m3×0.3m×（0.5m-0.1m）=3KN/m抹灰层：10厚混合砂浆（0.6+1.6-0.2）m×0.17KN/m2=0.34KN/m合计：3.34KN/mb×h=300mm×650mm梁自重25KN/m3×0.3m×（0.65m-0.1m）=4.13KN/m抹灰层：10厚混合砂浆（0.6+1.3-0.2）m×0.17KN/m2=0.29KN/m合计：4.42KN/mb×h=300mm×600mm梁自重25KN/m3×0.3m×（0.6m-0.1m）=3.75KN/m抹灰层：10厚混合砂浆（0.6+1.2-0.2）m×0.17KN/m2=0.27KN/m合计：4.02KN/m4.1.5柱自重b×h=700mm×700mm柱自重25KN/m3×0.7m×0.7m=12.25KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.7m×4×0.17KN/m2=0.48KN/m合计：12.73KN/m柱自重b×h=600mm×600mm柱自重25KN/m3×0.6m×0.6m=9KN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.6m×4×0.17KN/m2=0.41KN/m合计：9.41KN/m4.2活荷载标准值计算4.2.1屋面和楼面活荷载标准值不上人屋面：0.5KN/m2楼面：教室2.0KN/m2走廊2.5KN/m24.2.2雪荷载sk=1.0×0.2KN/m2=0.2KN/m2屋面活荷载与雪荷载取大值。4.3重力荷载代表值的计算4.3.1第一层（1）、梁、柱75 西安工业大学毕业设计（论文）表4.1一层梁柱重量统计类别净跨（mm）截面（mm）密度（KN/m）数量（根）单重（KN）总重（KN）横梁7100800×3005.592439.69952.562000500×3003.34126.6880.16次梁7500650×3004.422033.15663纵梁4400600×3004.024417.69778.36类别计算高度（mm）截面（mm）密度（KN/m）数量（根）单重（KN）总重（KN）柱5300700×70012.734867.473238.56（2）、内外填充墙重计算横墙：AB、CD跨墙：墙厚240mm,计算长度7100mm，计算高度5300-800=4500mm单跨体积：0.24×7.1×4.5=7.7m3单跨重量：5.5×7.7=42.35KN数量：16总重：677.6KNBC跨墙：墙厚240mm,计算长度2000mm，计算高度5300-500=4800mm单跨体积：0.24×(2×4.8-1.5×2.1)=1.55m3单跨重量：5.5×1.55=8.5KN数量：2总重：17KN横墙总重：677.6+17=694.6KN纵墙：教室外纵墙：面积：（5.1-0.7）×（5.3-0.6）-3.6×2.4=12.04m2重量：5.5×0.24×12.04×16=254.28KN教室内纵墙：面积：（5.1-0.7）×（5.3-0.6）-1×2.1-0.9×2.1=16.69m2重量：5.5×0.24×16.69×16=352.49KN厕所纵墙：面积：4.4×4.7×2-1.8×2.4-1×2.1=34.94m2重量：5.5×0.24×34.94×2=92.24KN教休室纵墙：面积：4.4×4.7×2-1.8×2.4-1×2.1=34.94m2重量：5.5×0.24×34.94=46.12KN楼梯间纵墙：75 西安工业大学毕业设计（论文）面积：4.4×4.7-3.6×2.4=12.04m2重量：5.5×0.24×12.04×2=31.79KN大厅纵墙：面积：4.4×4.7-1.8×2.1=16.9m2重量：5.5×0.24×16.9=22.31KN纵墙总重：254.28+352.49+92.24+46.12+31.79+22.31=799.23KN（3）窗户计算（钢框玻璃窗）C1窗尺寸：3600mm×2400mm自重：0.4KN/m2数量：18重量：0.4×3.6×2.4×18=62.21KNC2窗尺寸：1800mm×2400mm自重：0.4KN/m2数量：3重量：0.4×1.8×2.4×3=5.18KNC3窗尺寸：2100mm×900mm自重：0.4KN/m2数量：16重量：0.4×2.1×0.9×16=12.1KN总重：62.21+5.18+12.1=79.49KN（4）门重计算M1木门尺寸：1000mm×2100mm自重：0.15KN/m2数量：19重量：0.15×1×2.1×19=5.99KNM2铁门尺寸：1500mm×2100mm自重：0.4KN/m2数量：2重量：0.4×1.5×2.1×2=2.52KNM3铁门尺寸：1800mm×2100mm自重：0.4KN/m2数量：175 西安工业大学毕业设计（论文）重量：0.4×1.8×2.1×1=1.51KN总重：5.99+2.52+1.51=10.02KN小计：（2）+（3）+（4）=1583.34KN（4）楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）面积：（7.8×2+0.7）×（56.1+0.7）+2.7×（56.1+0.7）=925.84+153.36=1079.2m2恒载：3.83×925.84+3.32×153.36=4055.12KN活载：2×925.84+2.5×153.36=2235.08KN4.3.2第二到五层（1）、梁、柱表4.2二～五层梁柱重量统计类别净跨（mm）截面（mm）密度（KN/m）数量（根）单重（KN）总重（KN）横梁7100800×3005.592439.69952.562000500×3003.34126.6880.162~4层次梁7500650×3004.422033.156635层次梁7500650×3004.422233.15729.3纵梁4400600×3004.024417.69778.36类别计算高度（mm）截面（mm）密度（KN/m）数量（根）单重（KN）总重（KN）柱4200600×6009.414839.521896.96（2）、内外填充墙重计算横墙：AB、CD跨墙：墙厚240mm,计算长度7100mm，计算高度4200-800=3400mm单跨体积：0.24×7.1×3.4=5.8m3单跨重量：5.5×5.8=31.9KN数量：16总重：510.4KNBC跨墙：墙厚240mm,计算长度2000mm，计算高度4200-500=3700mm单跨体积：0.24×(2×3.7-1.8×1.2)=1.26m3单跨重量：5.5×1.26=6.93KN数量：2总重：13.86KN横墙总重：510.4+13.86=524.26KN纵墙：教室外纵墙：面积：（5.1-0.7）×（4.2-0.6）-3.6×2.4=7.2m275 西安工业大学毕业设计（论文）重量：5.5×0.24×7.2×16=152.06KN教室内纵墙：面积：（5.1-0.7）×（4.2-0.6）-1×2.1-0.9×2.1=11.85m2重量：5.5×0.24×11.85×16=250.27KN厕所纵墙：面积：4.4×3.6×2-1.8×2.4-1×2.1=25.26m2重量：5.5×0.24×25.26×2=66.69KN教休室纵墙：面积：4.4×3.6×2-1.8×2.4-1×2.1=25.26m2重量：5.5×0.24×25.26=33.34KN楼梯间纵墙：面积：4.4×3.6-3.6×2.4=7.2m2重量：5.5×0.24×7.2×2=19.01KN休息平台纵墙：面积：4.4×3.6-1.8×1.2=13.68m2重量：5.5×0.24×13.68=18.06KN纵墙总重：152.06+250.27+66.69+33.34+19.01+18.06=539.43KN（3）窗户计算（钢框玻璃窗）C1窗尺寸：3600mm×2400mm自重：0.4KN/m2数量：19重量：0.4×3.6×2.4×19=65.66KNC2窗尺寸：1800mm×2400mm自重：0.4KN/m2数量：3重量：0.4×1.8×2.4×3=5.18KNC3窗尺寸：2100mm×900mm自重：0.4KN/m2数量：16重量：0.4×2.1×0.9×16=12.1KNC4窗尺寸：1800mm×1200mm自重：0.4KN/m2数量：2重量：0.4×1.8×1.2×2=1.73KN75 西安工业大学毕业设计（论文）总重：65.66+5.18+12.1+1.73=84.67KN（4）、门重计算M1木门尺寸：1000mm×2100mm自重：0.15KN/m2数量：19重量：0.15×1×2.1×19=5.99KN小计：（2）+（3）+（4）=1154.35KN（5）、二到四层楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）面积：（7.8×2+0.7）×（56.1+0.7）+2.7×（56.1+0.7）=925.84+153.36=1079.2m2恒载：3.83×925.84+3.32×153.36=4055.12KN活载：2×925.84+2.5×153.36=2235.08KN（6）、第五层楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）面积：（7.8×2+0.7）×（56.1+0.7）+2.7×（56.1+0.7）=925.84+153.36=1079.2m2恒载：6.39×1079.2=6896.09KN活载：0.5×1079.2=539.6KN女儿墙：0.24×0.7×（56.1+18.3）×5.5+25×0.1×0.24×（56.1+18.3）+（1.6+0.24）×0.5×（56.1+18.3）=181.83KN4.3.3重力荷载代表值第一层重力荷载代表值为：952.56+80.16+663+778.36+4055.12+0.5×2235.08+0.5×（3238.56+1896.96+1583.34+1154.35）=11583.35KN第二、三、四层重力荷载代表值为：952.56+80.16+663+778.36+4055.12+0.5×2235.08+1896.96+1154.35=10698.05KN第五层重力荷载代表值为：952.56+80.16+729.3+778.36+6896.09+0.5×539.6+0.5×（1896.96+1154.35）+181.83=11413.76KN图4.1各层楼面重力荷载代表值图75 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧翼计算5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1计算结构的侧移将各楼层重力荷载代表值水平作用于结构各楼层出处，用静力法计算各楼层剪力及相应位移表5.1楼层剪力及侧移计算层数楼层重力荷载代表值楼层剪力楼层侧移刚度层间侧移楼层侧移511413.7611413.7610070400.01130.158410698.0522111.8110070400.0220.1467310698.0532809.8610070400.03260.1247210698.0543507.9110070400.04320.0921111583.3555091.2611257920.04890.04895.2按顶点位移法计算基本周期5.3水平地震作用及楼层地震剪力的计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：5.3.1计算等效总重力荷载5.3.2计算底部总剪力，结构阻尼比，，，，75 西安工业大学毕业设计（论文）5.3.3计算各质点的水平地震作用表5.2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次511413.7622.9261375.10.3428061974.491974.49410698.0517.9191495.10.2511551446.63421.09310698.0513.7146563.30.1922251107.184528.27210698.059.5101631.50.133295767.755296.02111583.355.361391.760.080518463.775759.79762456.7图5.1横向水平地震作用及楼层地震剪力5.3.4多遇水平地震作用下的位移验算表5.3多遇水平地震作用下的位移验算表层次51974.4910070401.9620.2442001/214343421.0910070403.418.2842001/123534528.2710070404.514.8842001/93325296.0210070405.2610.3842001/79875 西安工业大学毕业设计（论文）15759.7911257925.125.1253001/1035最大层间弹性位移角在第二层，1/798<1/550，满足规范要求。5.3.5水平地震作用下框架内力的计算取轴框架单元为例，所用公式有：，，，，，，柱j层iyZ154.21974.4910070401678432.910.960.3548.3889.8444.23421.0910070401678457.020.960.495.79143.6934.24528.2710070401678475.470.960.45142.64174.3424.25296.0210070401678488.270.960.494183.14187.5915.35759.79112579220794106.390.650.6975393.3170.57Z254.21974.4910070402517649.361.850.392581.37125.9444.23421.0910070402517685.531.850.4425158.96200.2734.24528.27100704025176113.211.850.4925234.17241.324.25296.02100704025176132.41.850.5278.04278.0415.35759.79112579226114133.61.260.6075430.16277.92表5.4各层柱端弯矩及剪力表5.5梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层次边梁走道梁柱轴力ll边柱中柱589.8465.497.819.9160.4560.452.744.78-19.91-24.874192.07146.457.843.4135.19135.192.7100.14-63.31-81.613270.13208.147.861.32192.12192.122.7142.31-124.63-162.62330.23266.357.876.48245.86245.862.7182.12-201.11-268.241353.71289.17.882.41266.86266.862.7197.67-283.52-383.575 西安工业大学毕业设计（论文）图5.2梁端剪力及柱轴力图（kN）图5.3框架弯矩图75 竖向荷载作用下框架结构内力计算6竖向荷载作用下框架结构内力计算6.1计算单元取轴线横向框架进行计算，如下图所示：图6.1计算单元计算单元宽度为5.1m，由于房间内布置有次梁（b×h=300mm×650mm），故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用有集中力矩。75 西安工业大学毕业设计（论文）6.2荷载计算6.2.1恒载计算图6.2在上图中，、代表横梁自重，为均布荷载形式，对于第5层q1=5.59KN/m,q1"=3.34KN/m和分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载,、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：P1=P4=7.8×2.552×6.39+4.02×5.1+4.42×3.9+5.5×0.24×0.8×5.1=106.67KNP2=P3=7.8×2.552+2.4+5.12×1.35×6.39+4.02×5.1+4.42×3.9=133.64KN集中力矩：M1=M4=P1e1=106.67×0.6-0.32=16KN∙mM2=M3=P2e2=133.64×0.6-0.32=20.05KN∙m对于2～4层,q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其它荷载计算方法同第5层q1=5.59+5.5×0.24×3.4=10.08KN/m,q1"=3.34KN/mq2=3.83×2.55=9.77KN/m,q2"=3.32×2.7=8.96KN/m75 西安工业大学毕业设计（论文）P1=P4=7.8×2.552×3.83+4.02×5.1+4.42×3.9+5.5×0.24×4.5×3.6-3.6×2.4+1.8×2.42+0.4×3.6×2.4+1.8×2.42=91.25KNP2=P3=7.8×2.552×3.83+2.4+5.12×1.35×3.32+4.02×5.1+4.42×3.9+5.5×0.24×5.1-0.6×3.6-2.1-0.55×0.9+0.15×2.1+0.4×0.55×0.9=111.11KNM1=M4=P1e1=91.25×0.6-0.32=13.69KN∙mM2=M3=P3e3=111.11×0.6-0.32=16.67KN∙m对第1层q1=5.59+5.5×0.24×3.4=10.08KN/m,q1"=3.34KN/mq2=3.83×2.55=9.77KN/m,q2"=3.32×2.7=8.96KN/mP2=P3=7.8×2.552×3.83+2.4+5.12×1.35×3.32+4.02×5.1+4.42×3.9+5.5×0.24×5.1-0.7×3.6-2.1-0.55×0.9+0.15×2.1+0.4×0.55×0.9=110.63KNP1=P4=7.8×2.552×3.83+4.02×5.1+4.42×3.9+5.5×0.24×4.4×3.6-3.6×2.4+1.8×2.42+0.4×3.6×2.4+1.8×2.42=90.78KNM2=M3=P3e3=110.63×0.7-0.32=22.13KN∙mM1=M4=P4e4=90.78×0.7-0.32=18.16KN∙m6.2.2活荷载计算图6.3对于第5层q2=0.5×2.55=1.28KN/m,q2"=0.5×2.7=1.35KN/m75 西安工业大学毕业设计（论文）P1=P4=7.8×2.552×0.5=4.97KNP2=P3=7.8×2.552+2.4+5.12×1.35×0.5=7.5KNM1=M4=P1e1=4.97×0.15=0.75KN∙mM2=M3=P2e2=7.5×0.15=1.13KN∙m同理在屋面上的雪荷载作用下q2=0.2×2.55=0.51KN/m,q2"=0.2×2.7=0.54KN/mP1=P4=7.8×2.552×0.2=1.99KNP2=P3=7.8×2.552+2.4+5.12×1.35×0.2=3KNM1=M4=P1e1=1.99×0.15=0.3KN∙mM2=M3=P2e2=3×0.15=0.45KN∙m对于2～4层q2=2×2.55=5.1KN/m,q2"=2.5×2.7=6.75KN/mP1=P4=7.8×2.552×2=19.89KNP2=P3=7.8×2.552×2+2.4+5.12×1.35×2.5=32.55KNM1=M4=P1e1=19.89×0.15=2.98KN∙mM2=M3=P2e2=32.55×0.15=4.88KN∙m对于第1层q2=2×2.55=5.1KN/m,q2"=2.5×2.7=6.75KN/mP1=P4=7.8×2.552×2=19.89KNP2=P3=7.8×2.552×2+2.4+5.12×1.35×2.5=32.55KNM1=M4=P1e1=19.89×0.2=3.98KN∙mM2=M3=P2e2=32.55×0.2=6.51KN∙m将以上结果汇总，见下表表6.1横向框架恒载汇总表层数q1KN/mq1"KN/mq2KN/mq2"KN/mP2KNP1KNM2KN·mM1KN·m55.593.3416.2917.25133.64106.6720.05162～410.083.349.778.96111.1191.2516.6713.69110.083.349.778.96110.6390.7822.1318.1675 西安工业大学毕业设计（论文）表6.2横向框架活载汇总表层数q2KN/mq2"KN/mP1KNP2KNM1KN·mM2KN·m51.28（0.51）1.35（0.54）4.97（1.99）7.5（3）0.75（0.3）1.13（0.45）2～45.16.7519.8932.552.984.8815.16.7519.8932.553.986.51注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。6.3内力计算三角形荷载叠加恒载：第5层q=5.59+16.29=21.88KN/m，q"=3.34+58×17.25=14.12KN/m1～4层q=10.08+9.77=19.85KN/m，q"=3.34+58×8.96=8.94KN/m活载：第5层q=1.28KN/m,q"=58×1.35=0.84KN/m1～4层q=5.1KN/m，q"=58×6.75=4.22KN/m雪载：第5层q=0.51KN/m,q"=58×0.54=0.34KN/m75 西安工业大学毕业设计（论文）表6.3恒载作用下弯矩75 西安工业大学毕业设计（论文）表6.4活载作用下弯矩75 西安工业大学毕业设计（论文）表6.5屋面雪荷载作用下弯矩6.4梁端剪力和柱轴力的计算荷载引起的剪力：AB跨：VA=VB=L2q1+q2，BC跨：VB=VC=L2q1"+L4q2"弯矩引起的剪力：V=M左+M右L表6.6恒载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨BC跨AB跨BC跨AB跨B柱A柱VB=VAVB=VCVB=VCVB=-VAVB=VCVBVAN顶N底N顶N底585.3316.1502.416.1587.7382.93237.52277.04189.6229.12477.4210.5600.4310.5677.8576.99476.56516.08397.36436.88377.4210.5600.6810.5678.176.74715.85755.37604.87644.39277.4210.5600.7410.5678.1676.68955.2994.72812.32851.84177.4210.5600.8510.5678.2776.571194.181261.651019.191086.6675 西安工业大学毕业设计（论文）表6.7活载作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱AB跨VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底54.99（1.99）0.91（0.36）-0.04（-0.07）04.95（1.92）5.03（2.06）0.91（0.36）9.92（3.91）13.44（5.42）419.894.56-0.32（-0.51）019.57（19.38）20.21（20.4）4.5649.38（25.28）70.76（33.38）319.894.56-0.27019.6220.164.5688.89（46.89）128.03（61.1）219.894.56-0.28019.6120.174.56128.39（68.49）185.31（88.83）119.894.56-0.33019.5620.224.56167.84（90.04）242.64（116.61）6.5框架的内力组合6.5.1框架梁的内力组合根据《抗震规范》，本方案为二级抗震等级，本方案考虑了四种内力组合，即1.2+1.4,1.2+0.9×1.4(+)，1.35+1.0及1.2+1.3。因风荷载相对过小，对结构设计不起控制作用，故不考虑，所以无。考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩，应对、进行弯矩调幅（调幅系数取0.8），以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。梁端剪力增大系数，二级取1.2。表6.8承载力抗震调整系数受弯梁偏压柱受剪受拉轴压比<0.15轴压比>0.150.750.750.800.8575 西安工业大学毕业设计（论文）表6.9各层梁的内力组合和梁端剪力调整表层次截面位置内力[1.2×（+0.5）+1.3]1.35+1.2+1.4V=[（+）/+]左震右震5AM-63.03-4.8（-1.3）89.8430.28-144.91-89.89-82.36-144.91111.87V82.934.95（1.92）19.9163.57107.57116.91106.45B左M-77.94-5.06（-1.76）65.49-134.79-7.09-110.28-100.61-134.79V87.735.03（2.06）19.91112.5468.53123.47112.32B右M-23.47-0.95（-0.62）60.4537.54-80.34-32.63-29.49-80.34114.54V16.150.91（0.36）44.78-32.8366.1422.7120.654AM-73.58-17.46192.07113.19-261.35-116.79-112.74-261.35141.25V76.9919.5743.440.55136.47123.51119.79B左M-76.26-19.42146.45-220.1665.42-122.37-118.70-220.16V77.8520.2143.4137.6741.76125.31121.71B右M-11.26-4.21135.19119.78-143.84-19.41-19.41-143.84196.74V10.564.56100.14-97.56123.7518.8219.063AM-71.16-18.07270.13191.20-335.55-114.14-110.69-335.55165.23V76.7419.6261.3220.52156.04123.22119.56B左M-75.43-19.74208.14-279.71126.17-121.57-118.15-279.71V78.120.1661.32157.7022.19125.60121.94B右M-12.03-3.93192.12174.72-199.91-20.17-19.94-199.91269.37V10.564.56142.31-144.16170.3518.8219.062AM-70.44-17.89330.23250.53-393.42-112.98-109.57-393.42185.475 西安工业大学毕业设计（论文）V76.6819.6176.483.70172.73123.13119.47B左M-75.06-19.64266.35-336.08183.30-120.97-117.57-336.08V78.1620.1776.48174.525.50125.69122.03B右M-12.37-4.01245.86226.78-252.65-20.71-20.46-252.65337.68V10.564.56182.12-188.15214.3418.8219.061AM-69.98-17.72353.71273.91-415.82-112.19-108.78-415.82193.2V76.5719.5682.41-2.99179.14122.93119.27B左M-75.3-19.75289.1-358.53205.22-121.41-118.01-358.53V78.2720.2282.41181.21-0.92125.88122.23B右M-12-3.86266.86247.65-272.73-20.06-19.80-272.73380.26V10.564.56197.67-205.33231.5218.8219.06说明：M以下部受拉为正，V以向上为正。一项中括号内的数值表示屋面作用雪荷载时对应的内力。6.5.2跨间最大弯矩和截面剪力设计值的计算图6.4以第5层AB跨梁为例，说明计算方法和过程。计算理论：根据梁端弯矩的组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。均布和梯形荷载下q1=1.2×5.59=6.71KN/mq2=1.2×16.29+0.5×1.28=20.32KN/m左震VA=-(30.28/0.75+134.79/0.75)/7.8+0.5×6.71×7.8+0.5×20.32×7.8=77.2KN>0X=77.2/(6.71+20.32)=2.86mMmax=30.28/0.75+77.2×2.86-0.5×(6.71+20.32)×2.86×2.86=150.62KN·m75 西安工业大学毕业设计（论文）γREMmax=0.75×150.62=112.96KN·m右震VA=-(-144.91/0.75+7.09/0.75)/7.8+0.5×6.71×7.8+0.5×20.32×7.8=128.98KN>0X=128.98/(6.71+20.32)=4.77mMmax=-144.91/0.75+128.98×4.77-0.5×(6.71+20.32)×4.77×4.77=114.52KN·mγREMmax=0.75×114.52=85.87KN·m其它跨间的最大弯矩计算结果见下表：表6.10跨间最大弯矩计算结果表（kN·m）层次123MmaxABBCABBCABBC左震273.91272.73250.82252.65199.46199.91右震205.24272.73183.84252.65135.53199.91层次45MmaxABBCABBC左震145.13143.84112.9680.34右震98.88143.8485.8780.346.5.3梁端剪力调整第5层AB净跨ln=7.8-0.6/2-0.3=7.2m左震Vbl=63.57/0.85=74.79KN,Vbr=112.54/0.85=132.4KNMbl=30.28/0.75+74.79×0.3=62.81KN·mMbr=-134.79/0.75+132.4×0.3=-140KN·m右震Vbl=107.57/0.85=126.55KN,Vbr=80.62KNMbl=-144.91/0.75+126.55×0.3=-155.25KN·mMbr=-7.09/0.75+80.62×0.3=14.73KN·mMbr+Mbl=62.81+140=202.81>155.25+14.73=169.98KN·mVGb=(6.71×7.2+20.46×(7.2+7.2)/2)/2=97.81KN则VA=1.2×169.98/7.2+97.81=126.14KNVB左=1.2×202.81/7.2+97.81=131.61KNγREVA=0.85×126.14=107.22KNγREVB左=0.85×131.61=111.87KN75 西安工业大学毕业设计（论文）剪力调整方法同上，结果见上表各层梁的内力组合梁端剪力调整表6.5.4框架柱的内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面，组合结果如下表：表6.11横向框架A柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGkSQKSEKγRe[1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkMmaxNminNmax左震右震NMM5柱顶M62.795.25（1.33）89.84-30.48144.7090.0282.70144.70-30.4890.02N189.69.92（3.91）19.91152.99191.81265.88241.41191.81152.99265.88柱底M-43.85-8.21（-8.16）48.384.03-90.31-67.41-64.11-90.3111.38-67.41N229.129.92（3.91）19.91188.56227.38319.23288.83227.38188.56319.234柱顶M34.4310.63（11.47）143.69-103.95176.2557.1156.20176.25-103.9557.11N397.3649.38（25.28）63.31307.27430.73585.82545.96430.73307.27585.82柱底M-37.63-9.8195.7955.11-131.68-60.61-58.89-131.6855.11-60.61N436.8849.38（25.28）63.31342.84466.30639.17593.39466.30342.84639.173柱顶M37.639.81174.34-131.70208.2660.6158.89208.26-131.7060.61N604.8788.89（46.89）124.63443.97687.00905.46850.29687.00443.97905.46柱底M-38.59-10.05142.6499.82-178.33-62.15-60.38-178.3399.82-62.15N644.3988.89（46.89）124.63479.54722.57958.82897.71722.57479.54958.822柱顶M35.779.33187.59-146.51219.2957.6255.99219.29-146.5157.62N812.32128.39（68.49）201.11565.83957.991225.021154.53957.99565.831225.02柱底M-36.75-9.64183.14141.15-215.97-59.25-57.60-215.97141.15-59.25N851.84128.39（68.49）201.11601.39993.561278.371201.95993.56601.391278.3775 西安工业大学毕业设计（论文）1柱顶M32.578.53170.57-133.15199.4652.5051.03199.46-133.1552.50N1019.19167.84（90.04）283.52681.361234.221543.751458.001234.22681.361543.75柱底M-16.28-4.27393.3366.89-400.04-26.25-25.51-400.04366.89-26.25N1086.66167.84（90.04）283.52742.081294.941634.831538.971294.94742.081634.83说明：表中M以左侧受拉为正，单位kN·m，N以受压为正，单位kN。一列中括号内的数值为屋面作用雪荷载、其他楼层作用活荷载对应的内力值。表6.12横向框架B柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGkSQKSEKγRe[1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkMmaxNminNmax左震右震NMM5柱顶M-48.05-4.01（-0.98）-125.94-166.4879.11-68.88-63.27-166.48-166.48-68.88N237.5213.44（5.42）-24.87191.96240.46334.09303.84191.96191.96334.09柱底M34.396.3（5.04）81.37112.55-46.1252.7350.09112.55112.5552.73N277.0413.44（5.42）-24.87227.53276.02387.44351.26227.53227.53387.444柱顶M-30.2-7.84（-7.1）-200.27-225.64164.89-48.61-47.22-225.64-219.25-48.61N476.5670.76（33.38）-81.61364.36523.49714.12670.94364.36364.36714.12柱底M31.297.44158.96186.50-123.4849.6847.96186.50186.5049.68N516.0870.76（33.38）-81.61399.92559.06767.47718.36399.92399.92767.473柱顶M-31.29-7.44-241.3-266.78203.76-49.68-47.96-266.78-266.78-49.68N715.85128.03（61.1）-162.6513.23830.301094.431038.26513.23513.231094.43柱底M31.767.56234.17260.30-196.3350.4448.70260.30260.3050.44N755.37128.03（61.1）-162.6548.79865.861147.781085.69548.79548.791147.782柱M-29.95-7.1-278.04-301.24240.94-47.53-45.88-301.24-301.24-47.5375 西安工业大学毕业设计（论文）顶N955.2185.31（88.83）-268.24638.121161.191474.831405.67638.12638.121474.83柱底M29.096.82278.04300.34-241.8446.0944.46300.34300.3446.09N994.72185.31（88.83）-268.24673.691196.761528.181453.10673.69673.691528.181柱顶M-27.91-6.54-277.92-299.03242.91-44.22-42.65-299.03-299.03-44.22N1194.18242.64（116.61）-383.5753.321501.151854.781772.71753.32753.321854.78柱底M13.963.27430.16433.44-405.3722.1221.33433.44433.4422.12N1261.65242.64（116.61）-383.5814.051561.871945.871853.68814.05814.051945.87说明：表中M以左侧受拉为正，单位kN·m，N以受压为正，单位kN。6.5.5柱端弯矩设计值的调整A柱第5层，按《抗震规范》，无需调整。第4层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=397.36×103/14.3/6002=0.077<0.15，无需调整。柱底轴压比[uN]=N/Acfc=436.88×103/14.3/6002=0.085<0.15，无需调整。第3层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=604.87×103/14.3/6002=0.12<0.15，无需调整。柱底轴压比[uN]=N/Acfc=644.39×103/14.3/6002=0.13<0.15，无需调整。第2层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=812.32×103/14.3/6002=0.16>0.15，需调整。可知，一、二层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：ΣMc=ηcΣMb注：ΣMc为节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配。ΣMb为节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和。ηc柱端弯矩增大系数，二级取1.2。第2层：M柱顶=393.42×1.2/2=236.05KN·m,M柱底=415.82×1.2×7.71/(7.71+11.32)=202.16KN·m第1层：M柱顶=415.82×1.2×11.32/(7.71+11.32)=296.82KN·m,M柱底=400.04×1.25=500.05KN·m75 西安工业大学毕业设计（论文）表6.13横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE（ΣMc=ηcΣMb）144.790.31176.25131.68208.26178.33236.05202.16296.82500.05γREN191.81227.38430.73466.30687.00722.57957.99993.561234.221294.94说明：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。B柱第5层，按《抗震规范》，无需调整。第4层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=476.56×103/14.3/6002=0.093<0.15，无需调整。柱底轴压比[uN]=N/Acfc=516.08×103/14.3/6002=0.1<0.15，无需调整。第3层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=715.85×103/14.3/6002=0.139<0.15，无需调整。柱底轴压比[uN]=N/Acfc=755.37×103/14.3/6002=0.147<0.15，无需调整。第2层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=955.2×103/14.3/6002=0.19>0.15，需调整。第2层：M柱顶=（336.08+252.65）×1.2/2=353.24KN·m,M柱底=（358.53+272.73）×1.2×7.71/(7.71+11.32)=306.91KN·m第1层：M柱顶=（358.53+272.73）×1.2×11.32/(7.71+11.32)=450.61KN·m,M柱底=433.44×1.25=541.8KN·m6.14横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE（ΣMc=ηcΣMb）166.48112.55225.64186.5266.78260.3353.24306.91450.61541.8γREN191.96227.53364.36399.92513.23548.79638.12673.69753.32814.05说明：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。75 西安工业大学毕业设计（论文）6.5.6柱端剪力组合和设计值的调整例：第5层：恒载SGk=（M上+M下）/h=（-62.79-43.85）/4.2=-25.39kN活载SQk=（M上+M下）/h=（-5.25-8.21）/4.2=-3.2kNS’QK=(-1.33-8.16)/4.2=-2.26kN地震作用SEk=（M上+M下）/h=（89.84+48.38）/4.2=32.91kN调整：0.85×1.2×（144.70+90.31）/4.2=57.07kN6.15横向框架A柱剪力组合与调整（KN）层次SGkSQkSEKγRe[1.2×（SGk+0.5SQk）+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkV=RE[ηvc（Mbc+Mlc）/hn]左震右震5-25.39-3.20(-2.26)32.919.31-63.42-37.48-34.9657.074-17.16-4.87(-5.07)57.0242.92-83.09-28.03-27.4074.783-18.15-4.7375.4762.47-104.32-29.23-28.4093.892-17.27-4.5288.2777.62-117.45-27.83-27.04105.711-9.22-2.42106.39106.93-128.19-14.86-14.44115.38说明：表中V以绕柱端顺时针为正。6.16横向框架B柱剪力组合与调整（KN）层次SGkSQkSEKγRe[1.2×（SGk+0.5SQk）+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkV=RE[ηvc（Mbc+Mlc）/hn]左震右震5-19.63-2.45（-1.43）49.3633.79-75.29-28.95-26.9967.764-14.64-3.64（-3.46）85.5377.81-111.21-23.4-22.66100.093-15.01-3.57113.21107.96-142.23-23.84-23.01128.012-14.06-3.31132.4130.27-162.33-22.29-21.51146.11-7.9-1.85133.6138.63-156.63-12.52-12.07140.97说明：表中V以绕柱端顺时针为正。75 截面设计7截面设计7.1框架梁以第1层AB跨框架梁的计算为例7.1.1梁的最不利内力经以上计算可知，梁的最不利内力如下：跨间：Mmax=273.91kN·m支座A：Mmax=415.82kN·m支座Bl：Mmax=358.53kN·m调整后剪力：V=193.2kN7.1.2梁正截面受弯承载力计算抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量。跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量，跨中截面的计算弯矩，应取该跨的跨间最大正弯矩或支座弯矩与1/2简支梁弯矩之中的较大者，依据上述理论，得：支座弯矩：MA=415.82/0.75-179.14/0.85×(0.7-0.6/2)=470.13kN·mREMA=0.75×470.13=352.6kN·mMB=358.53/0.75-181.21/0.85×（0.7-0.6/2）=392.76kN·mREMB=0.75×392.76=294.57kN·m跨间弯矩取控制截面，即支座边缘处的正弯矩。可求得相应的剪力：V=1.3×82.41-(76.57+0.5×19.56)=20.78kN则支座边缘处Mmax=273.91/0.75-20.78×0.4=356.9kN·mREMmax=0.75×356.9=267.68kN·m（1）AB跨：考虑跨间最大弯矩处：按T形截面设计，翼缘计算宽度bf，按跨度考虑，取bf，=l/3L=7.8/3=2.6m=2600mm，梁内纵向钢筋选HRB400级钢筋，（fy=fy，=360N/mm2），h0=h-a=800-35=765mm，因为cfcbf，hf，（h0-hf，/2）=1.0×14.3×2600×100×（765-100/2）=2658.37kN·m>267.68kN·m75 西安工业大学毕业设计（论文）属第一类T形截面。下部跨间截面按单筋T形截面计算：αs=M/（1fcbf’h02）=267.68×106/14.3/2600/7652=0.012ξ=1-（1-2αs）1/2=0.012As=ξ1fcbf，h0/fy=0.012×1.0×14.3×2600×765/360=948.09mm2实配钢筋418，（As=1017mm2）ρ=1017/(300×765)=0.44%>ρmin=0.2%，满足要求。（2）考虑两支座处：将下部跨间截面的418钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，As，=1017mm2，再计算相应的受拉钢筋As，即支座A上部，αs=[M-fy,As，(h0-a,)]/（1fcbh02）=[352.6×106-360×1017×(765-35)]/14.3/300/7652=0.034ξ=1-（1-2αs）1/2=0.035<2a,s/ho=70/765=0.092可近似取As=M/fy/(h0-a,)=352.6×106/360/（765-35）=1341.71mm2实配钢筋422，As=1520mm2。ρ=1520/(300×765)=0.66%>ρmin=0.2%，又As，/As=1017/1520=0.67>0.3，满足梁的抗震构造要求。支座Bl上部：As=M/fy/(h0-a,)=294.57×106/360/（765-35）=1120.89mm2实配钢筋422，As=1520mm2。ρ=1520/(300×765)=0.66%>ρmin=0.2%，又As，/As=1017/1520=0.67>0.3，满足梁的抗震构造要求。7.1.3梁斜截面受剪承载力计算（1）验算截面尺寸：hw=h0=765mmhw/b=765/300=2.55<4,属厚腹梁。0.25fcbh0=0.25×14.3×300×765=820.46KN>V=193.2KN可知，截面符合条件。（2）箍筋选择及梁斜截面受剪承载力计算：AB跨：梁端加密区箍筋取2肢Ф8@100，箍筋用HPB235级钢筋（fyv=210N/mm2）,则75 西安工业大学毕业设计（论文）0.42ftbh0+1.25fyvAsvh0/s=0.42×1.43×300×765+1.25×210×101×765/100=340.66kN>193.2kNρsv=nAsv1/bs=2×50.3/(100×300)=0.34%>ρsvmin=0.28ft/fyv=0.28×1.43/210=0.19%加密区长度取1.5h和0.5m中的较大值，本题取1.2m，非加密区箍筋取2肢Ф8@150。箍筋配置，满足构造要求。BC跨：若梁端箍筋加密区取2肢Ф14@100，则其承载力为0.42ftbh0+1.25fyvAsvh0/s=0.42×1.43×300×465+1.25×210×308×465/100=459.74kN>380.26KN梁的配筋计算见下表：表7.1框架梁配筋计算表层次截面M（KN·m）ξAs，（mm2）As（mm2）实配As(mm2)As，/As(﹪)配箍1支座A-352.590.03510171342422(1520)0.670.66加密区双肢Ф8@100,非加密区双肢Ф8@150Bl-294.5710171121422(1520)0.670.66AB跨间267.680.012979418(1017)0.44支座Br-211.450.1376031366422(1520)0.41.092肢Ф14@100BC跨间217.80.027457316(603)0.432支座A-347.70.03310171324422(1520)0.670.66加密区双肢Ф8@100非加密区双肢Ф8@150Bl-289.8810171104422(1520)0.670.66AB跨间247.910.011906418(1017)0.44支座Br-195.910.126031266422(1520)0.41.092肢Ф14@100BC跨间202.270.025424316(603)0.433支座A-294.250.0348041120420(1256)0.640.55加密区双肢Ф8@100非加密区双肢Ф8@150Bl-237.97804906420(1256)0.640.55AB跨间2010.009734416(804)0.3575 西安工业大学毕业设计（论文）支座Br-154.820.0696031001420(1256)0.480.902肢Ф14@100BC跨间161.170.02337316(603)0.434支座A-225.230.027603858320(942)0.640.41加密区双肢Ф8@100非加密区双肢Ф8@150Bl-183.72603700320(942)0.640.41AB跨间151.960.007554316(603)0.26支座Br-111.080.054402718320(942)0.430.682肢Ф14@100BC跨间117.440.015245216(402)0.295支座A-116.44<0942444320(942)0.640.41加密区双肢Ф8@100非加密区双肢Ф8@150Bl-105942400320(942)0.640.41AB跨间126.350.0058461316(603)0.26支座Br-62.830.0007402406320(942)0.430.682肢Ф14@100BC跨间70.980.0089148216(402)0.297.2框架柱7.2.1柱截面尺寸验算根据《抗震规范》，对于二级抗震等级，剪跨比大于2，轴压比小于0.8。下表给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，注意，表中的Mc、Vc和N都不应考虑抗震调整系数，由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。表7.2柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b（mm）h0（mm）fc（N/mm2）Mc（KN·m）Vc（KN）N（KN）Mc/Vch0N/fcbh0A柱560056014.3192.9374.61303.174.62>20.06<0.8460056014.323597.75621.734.29>20.13<0.8360056014.3277.68122.73963.434.04>20.20<0.8260056014.3292.39138.181324.753.78>20.28<0.875 西安工业大学毕业设计（论文）170066014.3265.95150.811726.592.67>20.26<0.8B柱560056014.3221.9788.58303.374.47>20.06<0.8460056014.3300.85130.84533.234.11>20.11<0.8360056014.3355.71167.33731.723.80>20.15<0.8260056014.3401.65190.98898.253.76>20.19<0.8170066014.3398.71184.271085.403.28>20.16<0.8例：第1层A柱：柱截面宽度：b=700mm柱截面有效高度：h0=700-40=660mm混凝土轴心抗压强度设计值：fc=14.3N/mm2柱端弯矩计算值：Mc取上下端弯矩的最大值。Mc=199.46/0.75=265.95kN·m柱端剪力计算值：Vc=128.19/0.85=150.81KN柱轴力N取柱顶、柱底的最大值：N=1294.94/0.75=1726.59kN剪跨比：Mc/Vch0=265.95×103/150.81/660=2.67>2轴压比：N/fcbh0=1726.59×103/14.3/700/660=0.26<0.87.2.2柱正截面承载力计算以第二层B柱为例说明，根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算（1）最不利组合一（调整后）：N=673.69kNB节点左右梁端弯矩-358.53/0.75+181.21/0.85×0.7/2=-403.42KN·m247.65/0.75-205.33/0.85×0.7/2=245.65KN·mB节点上下柱端弯矩300.34/0.8-130.27/0.85×0.1=360.1KN·m-299.03/0.8+138.63/0.85×0.5=-292.24KN·mMB柱=360.1+292.24=652.34KN·mMB梁=403.42+245.65=649.07KN·mMB柱/MB梁=1.0051.2MB梁=778.88KN·m在节点处将其按弹性弯矩分配给上下柱端，即MB上柱=778.88×360.1/652.34=429.95KN·mMB下柱=778.88×292.24/652.34=348.93KN·mγREMB上柱=0.8×429.95=343.96KN·mγREMB下柱=0.8×348.93=279.14KN·m轴向力对截面重心的偏心矩e0=M/N=343.96×106/(673.69×103)=510.56mm75 西安工业大学毕业设计（论文）附加偏心矩ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，即600/30=20mm，故取ea=20mm。柱的计算长度，根据《抗震设计规范》，l0=1+0.15ψu+ψlHψu=7.71×2/(9.84+6.88)=0.92,ψl=(7.71+11.32)/(9.84+6.88)=1.14分别为柱的上端、下端节点处交汇的各柱梁线刚度之和的比值，因此l0=（1+0.15×（0.92+1.14））×4.2=5.5m初始偏心矩：ei=e0+ea=510.56+20=530.56mm因为长细比l0/h=5500/600=9.17>5，故应考虑偏心矩增大系数η。ξ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×6002/（673.69×103）=3.82>1.0取ξ1=1.0又l0/h<15，取ξ2=1.0得η=1+(l0/h)2ξ1ξ2h0/1400ei=1+9.172×560/1400/530.56=1.06轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离e=ηei+h/2-as=1.06×530.56+600/2-40=822.39mm对称配筋：ξ=x/h0=N/fcbh0=673.69×103/14.3/600/560=0.14<ξb=0.518为大偏压情况。As,=As=[Ne-ξ(1-0.5ξ)1fcbh02]/fy/(h0-as,)=[673.69×103×822.39-0.14×(1-0.5×0.14)×14.3×600×5602]/360/(560-40)=1088.19mm2(2)最不利组合二：Nmax=1528.18kN，节点上下柱端弯矩为46.09-22.29×0.1=43.86KN·m44.22-12.52×0.5=37.96KN·m此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整。l0=1.25×4.2=5.25m轴向力对截面重心的偏心矩e0=M/N=43.86×106/(1528.18×103)=28.7mm初始偏心矩：ei=e0+ea=28.7+20=48.7mm长细比l0/h=5250/600=8.75>5，故应考虑偏心矩增大系数η。ξ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×6002/（1528.18×103）=1.68>1.0取ξ1=1.0又l0/h<15，取ξ2=1.0得η=1+(l0/h)2ξ1ξ2h0/1400ei75 西安工业大学毕业设计（论文）=1+8.752×560/1400/48.7=1.63ηei=1.63×48.7=79.38<0.3h0=0.3×560=168mm,故为小偏心受压。轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离e=ηei+h/2-as=79.38+600/2-40=339.38mmξ=（N-ξbfcbh0）/[(Ne-0.43fcbh02)/(0.8-ξb)/(h0-as,)+fcbh0]+ξb按上式计算时，应满足N>ξbfcbh0及Ne>0.43fcbh02.因为N=1528.18KN<ξbfcbh0=0.518×14.3×600×560=2488.89kN故可按构造配筋，且应满足ρmin=0.8%，单侧配筋率ρsmin≥0.2%，故As,=As=ρsminbh=0.2%×600×600=720mm2选422，As,=As=1520mm2总配筋率ρs=3×1520/600/560=1.36%>0.8%7.2.3柱斜正截面承载力计算以第1层B柱为例，由前可知，上柱柱端弯矩设计值Mct=279.14KN·m对二级抗震等级，柱底弯矩设计值Mcb=1.25×433.44/0.8=677.25KN·m则框架柱的剪力设计值V=1.2Mct+McbHn=1.2×(279.14+677.25)/4.4=260.83KNγREVβcfcbh0=0.85×260.83×103/14.3/700/660=0.03<0.2(满足要求)λ=McVch0=433.44×103/0.8/(138.63/0.85)/660=5.03>3(取λ=3)N=753.32/0.8=941.65KN<0.3fcbh=0.3×14.3×700×700=2102.1KN取N=941.65KNAsvs=γREV-1.05λ+1fcbh0-0.056Nfyvh0=(0.85×260.83×103-1.05/4×1.43×700×660-0.056×941.65×103)/210/660=-0.03<0故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢Ф10@100。查表得，最小配筋率特征值λv=0.08，则最小配筋率ρvmin=λvfc/fyv=0.08×14.3/210=0.545%Asvs≥ρvAcorli=0.545×650×650/100/8/650=0.44Asv=78.5mm2,则s≤178.41mm.根据构造要求，取加密区箍筋为4肢Ф10@10075 西安工业大学毕业设计（论文）非加密区还应满足s<10d=200mm,故箍筋配置为4Ф10@150。其它各层柱的箍筋计算见下表：表7.3框架柱A柱配筋计算表柱A柱层次123截面尺寸700×700600×600600×600组合一二一二一二M（KN·m）484.9724.76274.8356.47220.5959.23N（KN）1294.941634.83993.561278.37722.57958.82e0（mm）374.5115.15276.6144.17305.2861.77ea（mm）23.3323.3320.0020.0020.0020.00l0（m）6.806.606.405.306.205.30ei（mm）397.8438.48296.6164.17325.2881.77l0/h9.719.4310.678.8310.338.83ξ11.001.001.001.001.001.00ξ21.001.001.001.001.001.00η1.112.091.151.491.131.38e（mm）752.33390.39602.12355.38628.00372.98ξ0.200.210.15计算As=As＇（mm2）910.93980.00530.87720.00424.99720.00实配单侧选422（1520）选422（1520）选422（1520）ρs0.99%>0.8%1.36%>0.8%1.36%>0.8%偏心判断大小大小大小配箍加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150柱A柱层次45截面尺寸600×600600×600组合一二一二M（KN·m）206.8557.81173.7463.66N（KN）466.30639.17227.38319.23e0（mm）443.6090.44764.09199.42ea（mm）20.0020.0020.0020.00l0（m）6.205.305.705.3075 西安工业大学毕业设计（论文）ei（mm）463.60110.44784.09219.42l0/h10.338.839.508.83ξ11.001.001.001.00ξ21.001.001.001.00η1.091.281.051.14e（mm）766.31401.651080.19510.63ξ0.100.050.07计算As=As＇（mm2）581.59720.00647.94-52.46实配单侧选422（1520）选422（1520）ρs1.36%>0.8%1.36%>0.8%偏心判断大小大大配箍加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150表7.4框架柱B柱配筋计算表柱B柱层次123截面尺寸700×700600×600600×600组合一二一二一二M（KN·m）525.4920.87343.9743.86294.5648.06N（KN）814.051945.87673.691528.18548.791147.78e0（mm）645.5310.72510.5728.70536.7441.87ea（mm）23.3323.3320.0020.0020.0020.00l0（m）6.206.605.505.305.405.30ei（mm）668.8634.05530.5748.70556.7461.87l0/h8.869.439.178.839.008.83ξ11.001.001.001.001.001.00ξ21.001.001.001.001.001.00η1.062.231.061.641.061.50e（mm）1015.84385.96824.18339.91849.14353.08ξ0.120.140.1175 西安工业大学毕业设计（论文）计算As=As＇（mm2）1446.11980.001092.01720.00941.38720.00实配单侧选422（1520）选422（1520）选422（1520）ρs0.99%>0.8%1.36%>0.8%1.36%>0.8%偏心判断大小大小大小配箍加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150柱B柱层次45截面尺寸600×600600×600组合一二一二M（KN·m）252.7047.34216.7349.84N（KN）399.92767.47227.53387.44e0（mm）631.8861.68952.55128.63ea（mm）20.0020.0020.0020.00l0（m）5.405.305.105.30ei（mm）651.8881.68972.55148.63l0/h9.008.838.508.83ξ11.001.001.001.00ξ21.001.001.001.00η1.051.381.031.21e（mm）944.28372.891261.45439.84ξ0.080.050.08计算As=As＇（mm2）870.74720.00868.69-201.97实配单侧选422（1520）选422（1520）ρs1.36%>0.8%1.36%>0.8%偏心判断大小大大配箍加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@150加密区4肢Ф10@100，非加密区4肢Ф10@1507.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算（1）节点核芯区的剪力设计值75 西安工业大学毕业设计（论文）以第1层中节点为例，由节点两侧梁的受弯承载力计算节点核芯区的剪力设计值，因为节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即hb=(800+500)/2=650mmhb0=(765+465)/2=615mm二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值Vj按下式计算：Vj=(ηjbΣMb)[1-(hb0-as,)/(Hc-hb)]/(hb0-as,)注：Hc为柱的计算高度，可采用节点上、下柱反弯点之间的距离，即Hc=0.5×4.2+（1-0.6075）×5.3=4.18mΣMb为节点左右梁端逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和，即ΣMb=（358.53+247.65）/0.75=808.24kN·m可知，剪力设计值Vj=(ηjbΣMb)[1-(hb0-as,)/(Hc-hb)]/(hb0-as,)=1.2×808.24×103×[1-（615-35）/（4180-650）]/（615-35）=1397.47kN（2）节点核芯区截面验算节点核芯区截面的抗震验算是按箍筋和混凝土共同抗剪考虑的，设计时，应首先按下式对截面的剪压比予以控制：Vij≤0.30ηjfcbjhj/γRE注：ηj为正交梁的约束影响系数，楼板为现浇，梁柱中心重合，可取1.5。bj、hj分别为核芯区截面有效验算宽度、高度。可采用验算方向的柱截面高度。bj=bc=700mm,hj=700mm可知，0.30ηjfcbjhj/γRE=0.30×1.5×14.3×700×700/0.85=3709.59KN≥Vj=1397.47KN，满足要求（3）节点核芯区截面抗震受剪承载力验算节点核芯区的受剪承载力按下式计算：Vj≤[1.1ηjftbjhj+0.05ηjNbj/bc+fyvAsvj(hb0-as,)/s]/γRE注：N取第2层柱底轴力N=673.69/0.8=842.11kN和0.5fcA=0.5×14.3×7002=3503.5kN二者中的较小值，故取N=842.11kN。该节点区配箍为2Ф12@100，则[1.1ηjftbjhj+0.05ηjNbj/bc+fyvAsvj(hb0-as,)/s]/γRE=[1.1×1.5×1.43×700×700+0.05×1.5×842.11×103+210×226×（615-35）/100]/0.85=1758.33kN≥Vj=1397.47kN故承载力满足要求。其它框架梁柱节点核芯区截面抗震验算见下表：表7.5框架梁柱节点核芯区截面抗震验算表层次12375 西安工业大学毕业设计（论文）节点边节点中节点边节点中节点边节点中节点hb（mm）800650800650800650hb0（mm）765615765615765615Hc（m）3.684.184.024.173.993．99ΣMb（KN·m）365.21808.24334.04750.48254.93605.91Vj（KN）448.171397.46424.621296.87323.161035.91bj=bc（mm）700.00700.00600.00600.00600.00600.00hj（mm）700.00700.00600.00600.00600.00600.000.30ηjfcbjhj/γRE（KN）3709.593709.592725.412725.412725.412725.41配箍4Ф12@4Ф12@4Ф12@4Ф12@4Ф12@4Ф12@100100100100100100[1.1ηjftbjhj+0.05ηjNbj/bc+fyvAsvj(hb0-as,)/s]/γRE（KN）1834.111758.331459.811383.691444.731367.27结论合格合格合格合格合格合格层次45节点边节点中节点边节点中节点hb（mm）800650800650hb0（mm）765615765615Hc（m）3.993.992.732.55ΣMb（KN·m）150.92453.2540.37229.77Vj（KN）191.32774.9141.26330.2775 西安工业大学毕业设计（论文）bj=bc（mm）600.00600.00600.00600.00hj（mm）600.00600.00600.00600.000.30ηjfcbjhj/γRE（KN）2725.412725.412725.412725.41配箍4Ф12@4Ф12@4Ф12@4Ф12@100100100100[1.1ηjftbjhj+0.05ηjNbj/bc+fyvAsvj(hb0-as,)/s]/γRE（KN）1427.711348.261406.921323.16结论合格合格合格合格75 楼梯设计8楼梯设计8.1设计参数8.1.1楼梯结构平面布置图：图8.1楼梯结构平面布置图8.1.2设计参数层高4.2m，踏步尺寸150mm×280mm，采用混凝土强度等级C20，钢筋I级，楼梯上均布活荷载标准值q=2.5KN/m2。梁中受力钢筋为HRB400级8.2楼梯板计算板倾斜度tgα=150/280=0.54cosα=0.88设板厚h=140mm，约为板斜长的1/30。取1m宽板带计算。8.2.1荷载计算：梯段板的荷载：表8.1梯段板的荷载表荷载种类荷载标准值（kN/m）恒载水磨石面层（0.28+0.15）×0.65/0.28=1三角形踏步0.28×0.15×25/2/0.28=1.88斜板0.14×25/0.91=3.85板底抹灰0.02×17/0.91=0.37小计7.175 西安工业大学毕业设计（论文）活荷载2.5荷载分项系数rG=1.2rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=7.1×1.2+2.5×1.4=12.02kN/m8.2.2截面设计板水平计算跨度ln=3.64m弯矩设计值M=pln2/10=12.02×3.642/10=15.93kN·mh0=140-20=120mmαs=M/（fcbh02）=15.93×106/9.6/1000/1202=0.115rs=0.939As=M/（rsfyh0）=15.93×106/0.939/210/120=673.21mm2选Φ10@100,实有As=785mm2分布筋Φ10，每级踏步下一根。8.3平台板计算设平台板厚h=120mm，取1m宽板带计算。8.3.1荷载计算：平台板的荷载：表8.2平台板的荷载表荷载种类荷载标准值（KN/m）恒载水磨石面层0.65120厚混凝土板0.12×25=3.00板底抹灰0.02×17=0.34小计3.99活荷载2.5荷载分项系数rG=1.2rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=3.99×1.2+1.4×2.5=8.29kN/m8.3.2截面设计：板的计算跨度l0=2.4+0.12/2=2.46m弯矩设计值M=pl02/10=8.29×2.462/10=5.02kN·mh0=120-20=100mmαs=M/（fcmbh02）=5.02×106/9.6/1000/1002=0.052rs=0.97375 西安工业大学毕业设计（论文）As=M/（rsfyh0）=5.02×106/0.973/210/100=245.68mm2选Φ8@200,实有As=251mm2。8.4平台梁计算设平台梁截面b=300mmh=550mm8.4.1荷载计算：平台梁的荷载：表8.3平台梁的荷载表荷载种类荷载标准值（KN/m）恒载梁自重0.3×（0.55-0.07）×25=3.6梁侧粉刷0.02×（0.55-0.07）×2×17=0.33平台板传来3.99×2.4/2=4.79梯段板传来7.1×3.64/2=12.92小计21.64活荷载2.5×（3.64/2+2.4/2）=7.55荷载分项系数rG=1.2rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=21.64×1.2+7.55×1.4=36.54kN/m8.4.2截面设计：计算跨度l0=1.05ln=1.05×（5.1-0.30）=5.04m内力设计值M=pl02/8=36.54×5.042/8=116.02kN·mV=pln/2=36.54×（5.1-0.30）/2=87.7kN截面按倒L形计算，bf，=b+5hf，=300+5×70=650mmh0=550-35=515mm经计算属第一类T形截面。αs=M/（fcbh02）=116.02×106/9.6/650/5152=0.07rs=0.964As=M/（rsfyh0）=116.02×106/0.964/360/515=649.15mm2选416,实有As=804mm2斜截面受剪承载力计算，配置箍筋Φ8@200,则Vcs=0.42ftbh0+1.25fyvAsvh0/s=0.42×1.1×300×515+1.25×210×2×50.3×515/200=139.38kN>87.7kN75 楼板设计9楼板设计以标准层板计算为例。9.1设计参数9.1.1楼板平面布置图如下：图9.1楼板平面布置图9.1.2设计参数板厚为100mm，楼面荷载标准值3.83kN/m2,楼面活载2.0kN/m2，走道楼面荷载标准值3.32kN/m2，走道楼面活载2.5kN/m2，。混凝土强度等级C30（=14.3N/mm2）,钢筋为HPB235级（=210N/mm2），梁截面尺寸AB跨300×800；BC跨300×500；次梁：300×650。恒载设计值教室g=3.83×1.2=4.6kN/m2，活荷载设计值q=2×1.3=2.6kN/m2，走廊g=3.32×1.2=3.98kN/m2，活荷载设计值q=2.5×1.3=3.25kN/m2。9.2按塑性理论计算9.2.1中间区格板A（1）弯矩计算计算跨度=2.7-0.3=2.4m=5.1-0.3=4.8mn==4.8/2.4=2取=0.251/n2，=275 西安工业大学毕业设计（论文）采用弯起式配筋，跨中钢筋在距支座/4处弯起一半，故得跨内及支座塑性铰线上的总弯矩为：Mx=(-/4)=(4.8-2.4/4)my=4.2My=3/4=3×0.25×2.4/4=0.45===2×4.8=9.6=0.25×2×2.4=1.2由于区格板A为四边连续搭接在梁上，内力折减系数为0.8，由(2×4.2+2×0.45+9.6+9.6+1.2+1.2)=0.8×7.23×2.4×2.4×(3×4.8-2.4)/12故得=1.08kN·m/m=0.25×1.08=0.27kN·m/m=2×1.08=2.16kN·m/m=2×0.27=0.54kN·m/m（2）配筋计算：跨中截面长度取长边=100-30=70，短边=100-20=80。支座截面近似取==70，取0.9进行计算。即可近似按As=m/0.95计算钢筋截面面积。Y方向跨中：==0.27×106/(0.95×70×210)=19.33Y方向支座：==0.54×106/(0.95×70×210)=38.67故Y方向跨中、支座选用A8@200（=252∕m）X方向跨中：==1.08×106/(0.95×80×210)=67.67X方向支座：==2.16×106/(0.95×80×210)=135.34故X方向跨中每米选用Φ8@200(=252），支座选用Φ8@200(=252)。9.2.2区格板C计算跨度=2.7-0.3=2.4m=5.1-0.3=4.8mn==4.8/2.4=2按双向板设计，同区格板A，按构造配筋。9.2.3区格板B、D是单向板计算跨度：l0=ln=2.55m计算公式：M=αmg+ql02,αs=Mα1fcbh02,γs=0.51+1-2αs,As=Mfyγsh075 西安工业大学毕业设计（论文）配筋计算表9.1单向板配筋计算板带部位截面端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间支座中间跨跨中αm-1/161/14-1/111/16-1/141/16M/(KN·m)-2.933.34-4.262.93-3.342.93αs-0.030.04-0.050.03-0.040.03γs1.020.981.020.981.020.98As171.48202.83247.71177.05195.55177.05选配钢筋Φ8@200Φ8@200Φ8@200Φ8@200Φ8@200Φ8@200实配钢筋面积25225225225225225275 基础设计10基础设计10.1设计资料根据建筑物场地的工程地质条件，建筑场地平坦，无不良土质现象，场地类别为二类，第一层为回填土，层厚0.4-0.9m，第二层为黄土状土，地基承载力为fk=200kpa,选作持力层。地下水位标高－9.5m，无腐蚀性。基础埋深为2m，混凝土采用C30,纵筋采用HRB335。10.2基础截面确定采用柱下条形基础。10.2.1基础梁高柱下条形基础的肋梁高度一般为柱距的1/4～1/8,h=(1/8～1/4)×7800=975～1950取h=1200mm。梁宽b=800mm。10.2.2翼板厚度翼板厚度为250mm，采用梯形翼板。10.2.3基础长度选定基础梁从左边轴线外伸长度为边跨跨间距的0.25～0.30a1=7.8×0.25=1.95m为了使荷载合力通过基底形心则基础梁必须伸出D轴以外a２=a1=1.95m则基础梁L=18.3+1.95×2=22.2m如此处理以后荷载重心与基底形心重合。10.2.4基础的底面宽度查表可知ηb=0.3,ηd=1.5fa=200+1.5×19.5×(2-0.5)=243.88KN/mb=∑Ni/(fa-γH)/L=7161.4/(243.88-19.5×2)/22.2=1.57m,取b=2m10.3基础梁内力计算75 西安工业大学毕业设计（论文）采用倒梁法如图10.11634.831945.871945.871634.8319507800780027001950图10.1基础梁计算示意图10.3.1翼缘板计算（按每米长计）①计算地基净反力P=7161.4/22.2=322.59KN/m②计算截面Ⅰ距基础边缘的距离bI=(2-0.8)/2=0.6m③验算截面剪力设计值VI=PbI=322.59×0.6=193.55KN/m④基础的计算有效高度ho≥VI/0.7ft=193.55/0.7/1.43=193.36mm基础边缘高度取200mm基础高度h取1200mm，有效高度ho=1200-45=1155mm⑤基础验算截面弯矩值MI=VIbI/2=193.55×0.6/2=58.07KN·m⑥基础每延米的受力钢筋截面面积（采用HPB335）As=MI/0.9fyho=58.07×106/0.9/300/1155=186.2mm2选配受力钢筋Ф10@200实配As=393mm2沿纵向配置，在其上方沿横向配置Ф8@300分布10.3.2用弯距分配法计算基础弯距a固端弯距计算边跨固端弯距为MAB=PiL12/12=322.59×7.82/12=1635.53KN·m中跨固端弯距为MBC=PiL12/12=322.59×2.72/12=195.97KN·mH截面(左)伸出弯距MA′=PiL02/2=322.59×1.952/2=613.32KN·ma刚度计算表10.1刚度值计算截面b×h跨度惯性矩0.8×1.27.80.1150.44×1060.8×1.22.70.1151.28×10675 西安工业大学毕业设计（论文）分配系数为：µB左=µC右=0.44/(0.44+1.28)=0.256µB右=µC左=1-0.256＝0.744c进行弯距分配表10.2弯矩分配表d.基础剪力计算A截面左边的剪力为：VAl=Pil0=322.59×1.95=629.05KN取OB段为隔离体计算C截面的支座剪力RA=[pi(L0+L1)2/2-MB]/L1=[322.59×(1.95+7.8)2/2-1500.85]/7.8=1773.37KNA截面右边(上标r)的剪力VAr=PiL0-RA=322.59×1.95-1773.37=-1144.32KNRB′=Pi(L0+L1)-RA=322.59×(1.95+7.8)-1773.37=1371.88KN取BC作为隔离体见图9.2AABBCBRBRCMBMBCMR195078002700R图10.2隔离体计算示意图RB″=(PiL22/2+MB-MC)/L2=(322.59×2.72/2+1500.85-1500.855)/2.7=435.49KN75 西安工业大学毕业设计（论文）RB=RB′+RB″=1371.88+435.49=1807.37KNVBl=RB′=1371.88KNVBr=-RB″=-435.49KN按跨中剪力为零的条件来求跨中最大负弯距OB段：Pix-RA=322.59x-1773.37=0求得x=5.5m所以：M1=Pix2/2-RA×(5.5-1.95)=322.59×5.52/2-1773.37×3.55=-1416.29KN·mBC段对称,最大弯距在中间截面M2=-PiL22/8+MD=-322.59×2.72/8+1500.85=1206.89KN·m由以上条件可做条形基础的弯距和剪力图DABCA78001950BCD613.321500.851416.291206.891500.851416.29613.32629.051144.321371.88435.49435.491371.881144.32629.05195078002700RRRR图10.3弯矩和剪力图表10.3截面强度计算截面613.32-1416.291500.851206.89﹥M﹥M﹥M﹥M判断类型I类截面I类截面I类截面I类截面x=h0-h02-Mα1fcbf"18.7243.746.3737.131784.644166.074420.613539.7375 西安工业大学毕业设计（论文）配筋选配832832832832实配钢筋64346434643464341144.3201371.880924.92﹤V﹥V924.92﹤V﹥V﹤0—﹤0—箍筋n=4,8n=4,8n=4,8n=4,8间距12012012012075 西安工业大学毕业设计（论文）结论经过对昆仑中学教学楼的设计，我充分认识到规范的重要性，对于计算的每一步，都要符合规范的要求，而且画图要符合标准，一切都要有规范性。整个设计包含了建筑部分、结构部分。建筑设计要处理好人与空间的关系。结构设计则是对建筑设计走向实物的科学依据。前者与后者相比并不是本次设计的重点，因为我们主要学习的还是结构部分。在结构部分我全部采用手算，这样可以加深了我对结构计算的理解。总体来说，此次毕业设计并不是很完美，但是，通过这次毕业设计，我将过去所学到的许多零散的知识，在实际设计中得到了系统的运用，使我对以前所学到的知识有了更深刻的认识，而且处理问题更加地科学和系统，为以后的学习和工作奠定了基础。75 致谢参考文献[1]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）.北京：中国建筑工业出版社.2002[2]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社.2002[3]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社.2001[4]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）.北京：中国建筑工业出版社.2002[5]中华人民共和国国家标准.建筑设计防火规范（GBJ16-87，2001）.北京：中国建筑工业出版社.2001[6]中华人民共和国国家标准.建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）.北京：中国建筑工业出版社.2001[7]王铁成、程文瀼.混凝土结构，中国建筑工业出版社.北京，2005年.[8]第四代写字楼亮相申城成为未来办公楼的发展方向.文汇报.2007-5-23[9]白国良.荷载与结构设计方法.北京：高等教育出版社，2003[10]许有邻.周氐，混凝土结构设计规范理解与应用.北京：中国建筑工业出版社，2002[11]方鄂华.多层及高层建筑结构设计，北京：地震出版社，1992[12]陈伯望.混凝土结构设计[M].高等教育出版社2004.[13]徐占发.土建专业实训指导与示例.第1版.北京:中国建材出社,2006[14]梁兴文.王社良,李晓文.混凝土结构设计原理.第3版.北京:科学出版社出版社,2005[15］ReinholdM.Schuster.“Compositesteel-deckconcretefloorsystems”,TheJournalofStructuralDivisionProceedingoftheAmericalSocietyofCivilEngineers,Vol.102.No.st5,May,2001［16］R.ParkandT.Pauia.ReinforcedConcreteStructrues,NewYork:JohnWileyandSonsInc.2002［17］M.Wakabayash.DesignosEarthquake-ResistantBuilding,2001［18］G.Winter.DesignofConcreteStrutures,200375 致谢致谢首先感谢马爱民老师的关心、指导和教悔，马爱民老师追求真理、献身科学、严以律己、宽已待人的崇高品质对学生将是永远的鞭策。马老师渊博的学识、敏锐的思维、认真的工作作风，使作者收益匪浅，终生难忘。同时，作者也深深感谢其他老师在这四年来的教诲，以及系领导给予作者的热情帮助和鼓励。感谢马老师的细心的指导，关心和教诲。更感谢马老师时常牺牲休息时间电话解答作者遇到的难题。正是由于马老师耐心的教导，帮助作者解决了设计中的各种问题，使作者能够顺利的完成毕业设计。在此，再一次向马老师表示衷心的感谢和深深的敬意！最后，作者再次忠心的对关心和帮助作者的各位老师和同学们致以深深地感谢和祝福。75 毕业设计（论文）知识产权声明毕业设计（论文）知识产权声明本人完全了解西安工业大学有关知识保护产权的规定，即：本科学生在校攻读学士学位期间毕业设计（论文）工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后，使用毕业设计（论文）工作成果或用毕业设计（论文）工作成果发表论文时签署名单位任然为西安工业大学。学校有权保留送交的毕业设计（论文）被查阅和借阅；学校可以公布毕业设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文）.(保密的毕业设计（论文）在解密后应遵守此规定)毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：日期：75 毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。毕业设计（论文）与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：日期：75 附录附录外文翻译：PromotingtheuseofcrumbrubberconcreteindevelopingcountriesMalekK.Batayneha,*,IqbalMarieb,IbrahimAsibaFulbrightScholaratCFL,NorthCarolinaStateUniversity,bCivilEngineeringDepartment,FacultyofEngineering,TheHashemiteUniversity,AbstractTheuseofaccumulatedwastematerialsinthirdworldcountriesisstillinitsearlyphases.Itwilltakecourageforcontractorsandothersintheconstructionindustrytorecycleselectedtypesofwastematerialsintheconcretemixes.ThispaperaddressestherecyclingofrubbertiresaccumulatedeveryyearinJordantobeusedinconcretemixes.Themainobjectivesofthisresearchweretoprovidemorescientificevidencetosupporttheuseoflegislationorincentive-basedschemestopromotethereuseofaccumulatedwastetires.ThisresearchfocusedonusingcrumbtiresasareplacementforapercentageofthelocalfineaggregatesusedintheconcretemixesinJordan.Differentconcretespecimenswerepreparedandtestedintermsofuniaxialcompressionandsplittingtension.Themainvariableinthemixturewasthevolumetricpercentageofcrumbtiresusedinthemix.Thetestresultsshowedthateventhoughthecompressivestrengthisreducedwhenusingthecrumbtires,itcanmeetthestrengthrequirementsoflightweightconcrete.Inaddition,testresultsandobservationsindicatedthattheadditionofcrumbrubbertothemixhasalimitedeffecttowardreducingtheworkabilityofthemixtures.Themechanicaltestresultsdemonstratedthatthetestedspecimensofthecrumbrubberconcreteremainedrelativelyintactafterfailurecomparedtotheconventionalconcretespecimens.Itisalsoconcludedthatmodifiedconcretewouldcontributetothedisposalofthenon-decayingscraptires,sincetheamountbeingaccumulatedinthirdworldcountriesiscreatingachallengeforproperdisposal.Thus,obligingauthoritiestoinvestinfacilitatingtheuseofwastetiresinconcrete,afundamentalmaterialtotheboomingconstructionindustryinthesecountries,servestwopurposes.2007ElsevierLtd.Allrightsreserved.1IntroductionHazardouswastematerialsarebeinggeneratedandaccumulatedinvastquantitiescausinganincreasingthreattotheenvironment.Hazardousmaterialscanbeclassifiedaschemical,toxicornon-decayingmaterialaccumulatingwithtime.Theaccumulationofrubberandplasticcanbeconsiderednon-decayingmaterialsthatdisturbthesurroundingenvironment.However,apositivemethodfordisposingofthisnon-decayingmaterial,suchasreuseinconcretemixes,wouldhavea75 西安工业大学毕业设计（论文）beneficialeffect.Recyclingtechniquesarebeingdevelopedaroundtheworldandmanyhaveproventobeeffectiveinprotectingourenvironmentandconservingnaturalresources(ShayanandXu,1999;Rindl,1998;PierceandBlackwell,2003;SegreandJoekes,2000).Recyclingofmaterialssuchas,rubber,glass,demolishedconcrete,metal,andplasticrepresentaclearmodelfortheproperdisposalofwastematerialsforabetterenvironment(BataynehandMarie,2006;ShayanandXu,2004;Marzouketal.,2007).IthasbeenreportedthattheUnitedStatesalonehasabout275millionscraptiresstockpiledacrossthecountry,withanannualincreaseof290milliontiresgeneratedperyear(PapakonstantinouandTobolski,2006).Researchanddevelopmentwithintheindustrialworldiscontinuouslyprogressingtowardsfindingnewandinnovativetechniquestorecyclewastematerials.Worldwide,theuseofrecycledmaterialshasbeenpracticedforyearsinhighwayapplicationandinrubberizedconcrete(Chanbaneetal,1999;SiddiqueandNaik,2004).Thelatterhasgainedacceptanceworldwideintheengineeringsector,directingmanyresearchersinrecentyearstofocusonperformingadditionalresearchontheuseofwasterubberinconcrete(Hernandez-Olivaresetal.,2002;SiddiqueandNaik,2004;LeeandRoh,2006).TheconsumptionofcrumbrubberinhighwayconstructionwasmadecompulsoryinprojectsfundedbygovernmentsliketheUSAandFrance(Marzouketal.,2007;Lietal.,2004).Savasetal.(1996),BenazzoukandQueneudec(2002),andPaineetal.(2002)investigatedtheeffectofaddingrubbertoconcretemixesonfreezingandthawingresistance.Theyconcludedthatthereispotentialforusingcrumbrubberasafreeze–thawresistanceagentinconcreteandthattheconcretewithcrumbrubberperformedbetterunderfreeze–thawconditionsthanplainconcrete.IthasbeenreportedbyHernandez-OlivaresandBarluenga(2004)thattheadditionofcrumbtirerubbertostructuralhighstrengthconcreteslabsimprovedfireresistance,reducingthespillingdamagebyfire.Yangetal.(2001)concludedintheirresearchthatrubberizedconcretecansuccessfullybeusedinsecondarystructuralcomponentssuchasculverts,crashbarriers,sidewalks,runningtracks,soundabsorbers,etc.However,mostofthedevelopingthirdworldcountrieshaveyettoraisetheirawarenessregardingrecyclingofwastematerialsandhavenotdevelopedeffectivelegislationwithrespecttothelocalreuseofwastematerials.InJordan,withasmallpopulationofjustover5million,thenumberofcarshasincreasedsubstantiallyinthelastdecadetoreachover700,000carsin2006.ThisquantityrepresentsthenumberofcarsregisteredofficiallyasreportedbytheMinistryofTransportinJordan(2007).Thisamountofcarshasleadtoanincreaseintherateofaccumulationofscraptiresthroughoutthecountry.However,nocurrentofficialdataontheamountofstockpiledscraptiresinJordanisavailable.Encouragingthelocalauthoritiestoinvestinandsupporttherecyclingofwastetiresforusewithinbuildingmaterialswouldprovideanidealandenvironmentallyfriendlydisposalmethodforalargepercentageofthewastetires.Duetorapidpopulationgrowthintherecentyearsandinfluxoftherefugeesfromneighboringcountries,constructionisboomingandrapidlybecomingtheleadinvestmentinthestockmarket.Therefore,thedemandforbuildingmaterialshasrisenaccordinglytomeetthehighdemandoftheconstructioncompanies.Buildingonpreviousresearchcarriedoutinternationally,thisstudymayprovidethetechnicalinformationnecessarytoimprovelocalawarenessofthereuseofcrumbrubberasasubstitutefornaturalaggregatesintheproductionofconcrete.Oneoftheobjectivesofthispaperistomakethesedataregardingthebasicpropertiesofmodifiedconcreteusingcrumbrubberintheconcretemixavailabletoaidinthedevelopmentofpreliminaryguidelinesfortheuseofcrumbrubberinconcrete.ThiswilleventuallyprovideinformationfortheeffectiveuseofwastetiresintheconcreteindustryinJordan.Furthermore,the75 西安工业大学毕业设计（论文）reuseofthewastetiresinconstructionwillcontributetoprovidingenvironmental-friendlysolutionsforthetiredisposalprobleminJordan.Inthisstudy,anumberoflaboratorytestshavebeencarriedoutonmodifiedconcretespecimensusingcrumbrubberobtainedfromwastetires.Differentpercentagesofcrumbrubberareusedasasubstituteforthenaturalfineaggregatesusedintheconcretemix.2Researchprogram2.1.RecycledscraptiresmaterialsFourtypesofscraptireparticleshavebeenclassifiedbythestudycarriedoutbySiddiqueandNaik(2004),whichweregradedaccordingtoparticlesize.Thesetypesconsistedofslittires(thetireisslitintotwohalves),shredded/chippedtires(theparticlesizeis300–400mmlongby100–230mmwide),groundrubber(19–0.15mm),andcrumbrubber(4.75–0.075mm).Thecrumbrubberhasbeenreportedtohaveanominalsizebetween4.75mm(No.4sieve)and0.075mm(No.200sieve).Thewastetireparticlesusedinthisstudywerecrumbrubber,whichwasobtainedfromalocalindustrialunitinJordan.Thescraptiresoriginatedfromascrapyardoftiresfromdifferenttypesofvehicles(acombinationofcarsandtrucks)inJordan.Thephysicalpropertiesofthecrumbrubberrelevantforthisstudyareparticleshapeandsize.Fig.1showsthesieveanalysisforboththecrumbrubberparticlesandthefineaggregates(sand)used.ThefigureindicatesthatthegradationofthecrumbrubberparticlesandthesandusedfallbetweentheminimumandmaximumlimitsofthefineaggregatesspecifiedACIgradationlimits.Thecrumbrubberparticlesizevariedfrom4.75to0.15mm.Thecrumbrubberwasusedintheconcretemixtopartiallysubstituteforfineaggregates(sand)invariouspercentagesof20%,40%,60%,80%,and100%.2.2.MixedmaterialsTherawmaterialsusedforthepreparationoftheconcretemixconsistofTypeIOrdinaryPortlandCement,naturalfineaggregatewhichisspecifiedasnaturalsilicasand,andcoarseaggregatestakenfromcrushedlimestone,allofwhichweresuppliedfromnaturallocalresourcesinJordan.Tapwateratroomtemperaturewasusedinallmixes.Foreachcrumbrubberpercentage,threebatchesofconcretewereprepared.Concretewithnoadditiveswasdesignatedasthecontrolmix.Variousmixratiosofcement,water,fine,andcoarseaggregateswereusedtoachieveaworkableconcreteforatypicalinsituconcretefollowingACI211.1-91(ACI,2002).2.3.SpecimenpreparationandtestingInordertopreparetherecycledcrumbrubberconcretespecimens,fineaggregateswerereplacedbywastematerialsofcrumbrubberinseveralpercentages(20%,40%,60%,80%,and100%)inseparateconcretemixes.Foreachmix,cubesof100·100·100mm,cylindersof150mmdiameterby300mmheight,andsmallbeamsof100·100·400mmwereprepared.Allspecimenswerefabricatedandthencuredinwaterfor28daysinaccordancewithASTM/C192M-06Standardpractice(ASTM,2006).Foreachconcretemix,slumptestswereperformedandrecordedatthecastingtimeofthespecimens.AUniversalTestingMachinewithamaximumloadcapacityof300kN(loadaccuracywithin±0.5%)wasusedfortesting.Aftercuring,specimensweretestedforcompressivestrength,splittensilestrength,andflexuralstrengthinaccordancewithASTMspecifiedprocedures.ThecompressiontestswereperformedaccordingtoASTMC39StandardTestMethod,andtheindirecttensile(splittensile)strengthtestsMethod,andtheindirecttensile(splittensile)strengthtestswereperformedasdescribedinASTMC496StandardTestMethod.FlexuralstrengthtestswereperformedaccordingtoASTMC78StandardTestMethod.75 西安工业大学毕业设计（论文）A.Resultsanddiscussion3.1.EffectonworkabilityandunitweightAsseeninTable1,theincreaseofthecrumbrubbercontentinthemixresultedinadecreaseinboththeslumpandtheunitweightofthemixtures.However,despitethedecreaseinmeasuredslump,observationduringmixingandcastingshowedthatincreasingthecrumbcontentinthemixstillproducedaworkablemixincomparisonwiththecontrolmix.Despitethedecreaseintheunitweightofthemix(duetothelowerunitweightoftherubber),theunitweightremainedwithintheacceptablerangeforthetotalaggregatevolumewhenupto20%crumbrubbercontentwasused.ThisstatementissupportedbythestudycarriedoutbyKhatibandBayomy(1999).3.2.EffectonstrengthTheeffectofcrumbrubberonconcretestrengthisgiveninTable2,andisdemonstratedinFigs.2and3.Therelationshipsbetweenthepercentageofcrumbrubbercontentandthereductionincompressive,tensileandflexuralstrengthsareshowninFig.2.Itcanbeseenthattheuseofcrumbrubberreducedalltypesoftestedstrength.Asexpected,thehighertherubbercontentinthemix,thehigherthereductionincompressive(fc),tensile(ft)andflexuralstrengths.Detailedexaminationofthefigureshowsthatincreasingthecrumbrubbertoalimitof40%maintainedalinearrelationshipbetweentheincreaseofcrumbrubberandthecompressivestrength,showingalossofabout50%ofthecompressivestrengthat40%rubbercontent.Theinclinationislesserwhenrubbercontentisabove40%;however,rubbercontentbetween40%and100%continuestoreducethestrengthtoamaximumlossofstrengthofupto90%.Therefore,thisresultlimitstheuseofthemodifiedconcretewhenstrengthistheprimerequirement.TherelationshipbetweencompressiveandsplittingtensilestrengthsisdemonstratedinFig.3,andtheexperimentalandtheoreticalresultsarepresentedinTable2.Itcanbeseenfromthefigurethatthereisalinearcorrelationofthetwostrengthswithbothstrengthsshowingthesamelinearrateofstrength-losswithincreasingrubbercontent.Inaddition,theratioofsplittingtensiletocompressivestrength(ft/fc,exp.)basedontheexperimentaldataisfoundtobesimilartotheratioofthetwostrengthscomputedtheoretically(ft/fc,theo.)usingthetheoreticalequation(ft=0.3(fc)2/3),asgiveninTable2.Table3illustratestherequiredcompressivestrengthforthedifferentapplicationcategoriesofthestructurallightweightconcrete(LWC)asspecifiedbyNeville(1995),whichhasbeenadoptedforbuildingcodesinJordan.Becauseofthelowspecificgravityoftherubber,concretewithcrumbrubbercanbeclassifiedaslightweightconcrete.ThiscanalsobesupportedbytheconclusionsreportedbyPierceandBlackwell(2003).Theminimumstrengthrequiredforstructurallightweightconcreteis17MPa,asshowninTable3.Thisstrengthcanbemetwhen20%crumbrubberisusedinthemix,achievinganaveragestrengthof18.97MPa.Therefore,themodifiedconcretecontainingupto20%crumbrubbercanbeusedinlightweightstructuralelements.ThesecondcategorygiveninTable3,requiringcompressivestrengthof7–17MPaformoderateconcrete,canbealsoachievedwitha40–60%substitutionofrubberforthefineaggregatesofthemix.Fig.4showstheeffectofthedifferentpercentagesofrubbercontentontheretainedcompressiveandsplittingtensilestrengthswhencomparedtothecontrol.Theresultsindicatethattheretainedcompressivestrengthfordifferentrubbercontentsvariedfrom75%to10%ofthecontrolspecimen,whiletheretainedtensilestrengthvariedfrom65%to8%ofthecontrolspecimen,asshowninTable4.Itisnotablethattherateofstrengthreductionwithincreasingrubbercontentwasnearlythesameincompressivestrengthasitisinsplittingtensionstrength.ThisisevidentinthebarchartofFig.4,inwhichatrend-lineforthebarshasbeendrawnrepresentingthetwostrengthsofthebarchart.This75 西安工业大学毕业设计（论文）givesapproximatelythesametrendofinclination,unlikeotherstudiesthatsuggestthattherateofstrength-lossincompressionishigherthantherateofsplittingintension(PapakonstantinouandTobolski,2006).Amongotherfactors,concretestrength,particularlyincompression,dependsmainlyonpastequality,aggregatepastebond,andaggregatehardnessanddensity.Substitutingtheharderdensenaturalaggregateswithasofter,lessdenserubberwillactasastressconcentrator,causingmicrocrackingoftheconcretematrix,leadingtoalossinstrength(KhatibandBayomy,1999;Lietal.,2004).3.3.Stress–strainrelationshipTherelationshipbetweenstressandstrainisshowninFig.5forthedifferentrubbercontentsintheconcretemix.Twodifferentbehaviorpatternsareshownforthestress–straincurves.Thestress–strainbehaviorsofthespecimenscontainingrubberofupto40%behaveinasimilartrendtothecontrolspecimen,buthavingasmallerpeak.Fromthefigure,itcanbeobservedthatthereislinearincreaseofstressesuntilitreachesitspeakbeforeenergyisreleasedbyspecimen’sfracture.Forthiscase,thespecimensbehavedlikeabrittlematerialofwhichthetotalenergygenerateduponfractureiselasticenergy.However,nonlinearbehaviorisseenfortheothertwospecimenscontaining60%and80%rubber.Here,oncethepeakstressisreached,thespecimencontinuestoyield,asrepresentedbythebranch-line.Thisbehaviorissimilartothebehaviorofthetoughmaterialshavingmostofitsenergygenerateduponfractureasplasticenergy.Plasticenergyisdefinedastheamountofenergyrequiredtoproduceaspecifieddeformationaftertheelasticrange,whichincreasedtheabilityofthematerialtosupportloadsevenaftertheformationofcracks.Therefore,itcanbestatedthatconcretewithahigherpercentageofcrumbrubberpossesshightoughness,sincethegeneratedenergyismainlyplastic.B.ConclusionsThetestresultsofthisstudyindicatethatthereisgreatpotentialfortheutilizationofwastetiresinconcretemixesinseveralpercentages,including20%,40%,60%,80%,and100%.Basedontheseresults,thefollowingcanbeconcluded:Themodifiedconcretemixusingrecycledtiresperformedsatisfactorilyonvarioustests,withacknowledgmenttotheproportionalrelationshipbetweenitsrateofstrength-lossandthecontentoftherubberinthemix.Mixing,castingandcompactingtheconcretemixusingcrumbrubberwithlocalmaterialscanbecarriedoutinasimilarfashiontothatoftheconventionalconcretemix.Althoughthestrengthofmodifiedconcreteisreducedwithanincreaseintherubbercontent,itslowerunitweightmeetsthecriteriaoflightweightconcretethatfulfillthestrengthrequirementsinTable3.Althoughitisnotrecommendedtousethismodifiedconcreteinstructuralelementswherehighstrengthisrequired,itcanbeusedinmanyotherconstructionelementslikepartitionwalls,roadbarriers,pavement,sidewalks,etc.whichareinhighdemandintheconstructionindustry.Withtheadditionofthecrumbrubber,thereductioninstrengthcannotbeavoided.However,thesedataprovideapreliminaryguidelineofthestrength-lossoflocallyproducedmodifiedconcreteincomparisonwiththeconventionalconcreteof25MPatargetedstrength.Theamountofscraptiresbeingaccumulatedinthirdthusobligingtheauthoritiestoinvestinfacilitatingtheuseofwastetiresinconcreteastheuseofconcreteisfundamentaltotheboomingconstructionindustryinthesecountries.Acknowledgements75 西安工业大学毕业设计（论文）TheauthorswouldliketoacknowledgethesupportoftheHashemiteUniversityofJordanforfundingthisresearchstudy.TheauthorswouldliketothankEngineerHussainElDikiforhistechnicalassistanceinthelaboratory.ReferencesAmericanConcreteInstitute(ACI),2002.75 西安工业大学毕业设计（论文）译文：胶粉混凝土在发展中国家的推广使用马利克光a、伊克巴尔玛丽b和易卜拉欣阿斯ba美国北卡罗来纳州立大学节能灯富布赖特学者b哈希姆大学约旦工程学院土木工程系摘要发展中国家在废料的利用方面仍处于起步阶段，因此，这些国家的承包商和建筑公司要敢于回收利用特定类型的混合废料。本文讲述了约旦每年用回收的橡胶轮胎来生产混凝土的情况。这个研究的主要目的是为支持立法或创立奖励基金提供更多的科学依据，以此来促进废旧轮胎的再利用。其侧重于研究利用胶粉替代一定比例的细骨料生产混凝土的可行性。该研究需要准备不同的混凝土试件，并测试其单轴压缩承载力和抗裂承载力参数。试件中胶粉体积百分比的变化会引起参数的变化。试验结果表明，在试件中加入胶粉，虽然其抗压强度减小，但它依然能满足轻质混凝土的强度要求。此外，测试和观察结果表明，在混合料中加入胶粉，它只会有限的降低混凝土工作能力。力学性能试验结果表明，破坏后，胶粉混凝土试件与传统的混凝土试件相比有较好的完整性。同时，改性混凝土有助于处理不可降解的废旧轮胎，因为不断累积的废旧轮胎给发展中国家如何妥善处理它们创造了一种挑战。并且掺加胶粉的混凝土是这些国家建筑行业蓬勃发展所需的一种主要材料，因此，迫使当局对其进行投资有两个目的。1、导言有害材料的大量的生产和累积造成了日益严重的环境污染，其可分为：化工材料，毒质材料和非降解材料。橡胶和塑料属于非降解材料，它们的大量累积破坏了周围的环境。但是，任何一种处理这种非降解材料的积极方法，例如在混凝土中的利用，都有利于环境。全球的回收再利用技术正在发展，并且一些已被证明能够有效地保护环境和自然资源（莎艳和徐，1999年；袁戴尔，1998年；皮尔斯和布莱克·威尔，2003年；塞格雷和琼克斯，2000年）。回收再利用橡胶，玻璃，废弃混合物，金属和塑料，这为合理的处理废弃材料以创造更加美好的环境提供了一个清晰的模式（巴特亚尼和玛丽，2006年；莎艳和徐，2004年；马祖克等，2007年）。据报道，仅美国就有二亿七千五百万个废轮胎储存在全国各地，并以每年二亿九千万的速度增加(帕卡斯托尼和托博里斯基,2006年)。随着工业发展，研究和寻找新的回收技术不断地取得进步。在世界范围内，再生材料已经在高速公路和胶粉混凝土领域试用多年（禅班尼等，1999年；西迪基和奈克，2004年）。后来这种做法为全世界的工程部门所接受，最近几年各国都安排了许多研究人员，让他们将重点放在对废旧橡胶在混凝土中使用的进一步研究上（埃尔南德斯·奥利瓦雷斯等，2002年；西迪基和奈克，2004年；李和卢武铉，200675 西安工业大学毕业设计（论文）年）。在美国和法国，由政府资助，在公路建设项目中强制性的使用胶粉混凝土（马尔祖克等，2007；李等人，2004年）。萨瓦斯等（1996年），拜那奥克和科尼迪克（2002年），潘恩等（2002年）调查了胶粉对混凝土抗冻融性的影响。他们得出的结论认为，在混凝土中可使用胶粉作为抗冻融剂，因为掺加胶粉的混凝土比普通混凝土的抗冻性要好。埃尔南德斯·奥利瓦雷斯和布鲁尼哥（2004年）在报告中称掺加胶粉的混凝土板能改善混凝土的耐火性能，并能减少由火引起的剥落损伤。杨等人（2001年）得出的研究结果是，橡胶能够用于次要的结构物，如涵洞，防撞栏，人行道，运行轨道，吸音板等。但是，发展中国家大多数还没有提高回收废料的意识，更不要说制定有效的法律来促进当地的废料再利用。约旦虽然只有五百多万人口，但汽车数量在过去10年中大幅增加，到2006年为止其数量已经达到70多万辆汽车。这个数据代表着2007年前在约旦交通部正式注册的汽车数量。庞大的汽车数量已经导致废轮胎在全国各地快速地累积。但是，约旦目前没有废旧轮胎的官方统计数据。鼓励当地政府投资并支持回收的废轮胎在建筑材料中的使用，这是一个理想的并对环境有利的处理大量废轮胎的方法。由于最近几年来人口迅速增长，并且从周边国家涌入大量的难民，使得建设业蓬勃发展，并让它迅速成为股市的领头羊。因此，为了满足建筑行业的需求，建筑材料的需求量很大。建筑公司在自发研究的基础上开展国际合作，其目的是利用胶粉混凝土取代传统的混凝土，这有可能通过技术支持来改善当地的认识。这篇文章的一个客观事实是，收集胶粉混凝土的基本性能以形成在混凝土中掺入橡胶粉应用的初步引导。这最终将为约旦利用废旧轮胎生产混凝土提供向导。此外，利用废旧轮胎生产建筑材料将有助于环保地解决约旦废旧轮胎问题。在这项研究中，一些实验室已经使用从废轮胎获得的胶粉来进行改性混凝土实验。不同比例的橡胶粉替代自然骨料用于混凝土生产。2、研究计划2.1回收利用废弃轮胎材料西迪基和奈克（2004年）对四种类型的废轮胎颗粒进行了分类研究，并把他们根据粒径分级。这些类型包括：狭缝轮胎（轮胎纵裂成两半），破碎轮胎（粒径为长300～400毫米，宽100～230毫米），地面橡胶（19～0.15毫米）和胶粉（4.75～0.075毫米）。报告对橡胶粉的定义为粒径尺寸在4.75毫米（第4号筛）和0.075毫米（第200号筛）之间的胶粉颗粒。这个研究所用废弃轮胎的粒径是胶粉，它由一家约旦当地的工业单位提供。该工业单位的废料场存放着不同类型车辆（轿车和卡车）的废旧轮胎。和这次研究有关的橡胶粉物理特性是颗粒的形状和大小。图1显示了橡胶粉颗粒和良好级配集料（砂）的筛分分析。数据表明，分级胶粉颗粒代替沙子作为细小骨料用于塌落度实验有严格的最高限和最低限。这类胶粉颗粒粒径在4.75至0.15毫米之间。混凝土中分别以20％，40％，60％，80％及100％比例的胶粉来替代细集料（砂）。2.2混合材料用于生产型普通硅酸盐水泥的具体原料有：细骨料为天然石英砂，粗集料为粉碎石灰石，这些自然资源都来自约旦。拌合混合料所用的是室温水。准备了三组含每种百分比的胶粉混凝土试件。不含任何添加剂的混凝土被指定为参照试件。对不同比例的水泥，水，细集料，粗集料组成的混合物进行实验，以获得可应用混凝土。2.3样品制备和测试75 西安工业大学毕业设计（论文）为了准备胶粉混凝土试件，在不同的混凝土中用胶粉代替若干百分比的细骨料（20％，40％，60％，80％和100％）。对于每种混合物，将其筑为立方体，体积为100×100×100毫米，并准备直径150毫米高度300毫米的量筒和100×100×400毫米的细杆。所有标本制备后按ASTM/C192M-06标准做法在水中养护28天（ASTM标准，2006年）。对每种具体的组合，做塌落度试验并记入铸造时间。一台最大负载能力为300千牛（载荷精度在±0.5％）的综合试验机用于测试。经过养护，按照ASTM标准规定的程序进行抗压强度，劈拉强度和抗弯强度测试。压缩试验采用按照美国ASTMC39标准测试法，间接拉（劈拉）强度试验采用美国ASTMC496标准试验方法，抗弯强度试验采用ASTMC78标准试验方法。3、结果和讨论3.1对实用性和单位重量影响正如表1所示，混凝土中胶粉的增加会使得其塌落度和单位重量减小。尽管测量塌落度减小，但混凝土的拌合和铸造过程的观察表明，和参照试件对照，胶粉混凝土是可以可应用。尽管胶粉混凝土减小了混合物的单位重量（由于橡胶的单位重量较小），但当加入20％橡胶粉时混凝土的单位重量仍在可接受的范围内。这项成果得到哈提卜和贝依摩尼（1999年）所研究项目的支持。3.2对强度的影响橡胶粉对混凝土强度的影响记录在表2中，显示在图2和3上。橡胶粉的百分含量和压缩、弯拉强度间的关系，显示在图2上。从图中可以看出，使用橡胶粉降低了各种测试强度。同预期一样，混凝土中橡胶粉含量越高，压缩（fc），拉伸（ft）和弯拉强度降低程度越大。详细检查数据结果可以得出，胶粉含量在40%内，其量的增加和抗压强度的降低成线性关系，可以看到在胶粉含量为40％时抗压强度亏损约50％。橡胶粉含量超过40％时，曲线斜率变小；但是，在胶粉含量介于40％和100％之间时，混凝土的强度仍继续减小，最多损失强度高达90％。因此，这一结果限制了强度为第一要求时改性混凝土的使用。劈裂和压缩之间的关系表示在图3中，实验与理论研究结果记录在表2中。数据显示，两种强度存在一种线性相关性，这由于两种强度的损失随着橡胶粉含量的增加有相同的直线关系。此外，由实验数据得出的劈裂强度和抗压强度之比（），近似于使用理论方程（）计算所得两者之比（），如表2所示。表3说明了内维尔（1995年）所指明的不同应用类别的轻质混凝土所需具备的抗压强度，这在约旦已经被纳入建筑法规。由于橡胶的比重低，所以加入橡胶的混凝土可称为轻质混凝土。这也可以从皮尔斯和布莱克威尔（2003年）发表的成果中获得支持。轻质建筑混凝土所需的最低强度为17兆帕，如表3所示。这种强度是含20％胶粉的混凝土所能达到的，其平均强度达到18.97兆帕。因此，高达20％胶粉的改性混凝土可用于轻质结构。表3所给的第二种情况，要求一般的混凝土抗压强度达到7-17兆帕，也可以通过用40%～60%的胶粉替代骨料来实现。图4显示了，同参照试件相比，不同比例的胶粉含量对抗压强度和抗劈裂强度的影响。结果表明，不同胶粉含量试件的抗压强度是参照试件的75％到10％，同时其抗劈裂强度是参照试件的65％至8％，如表475 西安工业大学毕业设计（论文）所示。值得注意的是，压缩和劈裂强度随着胶粉含量增加的损失速度几乎一样。这在条形图4上明显的表示出来了，其中画出了条形的两条趋势线来代表条形图中两种强度。它们有近似的斜率，不像其它的研究所说的那样：压缩强度损失率比劈裂强度损失率高(托博里斯基,2006年)。在其他因素中，混凝土强度，尤其是压缩强度，主要取决于混凝土质量，粘聚力，硬度和密度。用较软、密度较低的橡胶代替硬质，高密度的集料，将会产生类似于集中应力的影响，造成混凝土试件的微裂纹，从而导致强度亏损（哈提卜和把拔育梅，1999年；李等人，2004年）。3.3应力应变关系图5所示为不同的胶粉含量混凝土应力和应变之间的关系。应力应变曲线表示了两种不同的特性。橡胶粉含量高达40％的试件，其应力应变特性与参照试件比较相近，但有一个小峰值。从图中可以看到直到试件开裂释放能量之前产生峰值为止应力增加呈线性。这种情况下，试件表现为脆性材料，断裂后产生的能量是弹性能量。但是，非线性现象在两个胶粉含量为60％和80％的试件中出现。这时一旦达到应力峰值，试样将继续屈服，如图虚线所表示的情况。这种特性类似于开裂以后大部分能量转化为塑性能的塑性材料的特性。塑性能定义为塑性体发生特定变形时所需的能量，它能增加材料在出现裂缝后的承载能力。因此，可以说含较高比例的胶粉的混凝土具有较高的韧性，因为它产生的主要是塑性能。4、结论试验研究结果表明，特定百分比的胶粉在混凝土材料中的使用存在很大的前景，它们分别为20％，40％，60％，80％和100％。基于这些结果，可得出以下的结论：添加胶粉的改性混凝土的测试结果令人满意，研究人员也得出了混凝土中胶粉含量与其强度损失率的比例关系。掺加橡胶粉的混凝土在拌合，铸造和压实方面的工艺与普通混凝土相似。虽然改性混凝土的强度随着胶粉含量的增加而降低，但其较低的单位重量使它仍能达到表3中要求的轻质混凝土强度标准。虽然不建议在强度要求很高的结构物中使用此类改性混凝土，但在建筑业的高需求下，它可以用于许多其他建筑物上，如隔墙，防撞护栏，人行道等。由于掺加了胶粉，混凝土强度的降低是无法避免的。然而，参照25兆帕目标强度的普通混凝土，试验所得数据为当地生产的改性混凝土提供了一个强度损失的初步指导方针。发展中国家废旧轮胎的大量累积迫使当局投资以促进胶粉在混凝土中的利用，同时，混凝土的应用也是这些国家建造业蓬勃发展的基础。鸣谢作者感谢提供研究经费的约旦哈希姆大学，感谢实验室侯赛因萨尔瓦多工程师的技术援助。参考书美国混凝土学会，2002年。75'