贾穗子等：框支网格式轻质墙板结构受力性能及抗震设计 ·1037· 1 K=1 1 (7) 速率影响不大.在第2组试件中，抗震墙的存在大大 改善了底层抗侧刚度，同时QB-4刚度比大于QB-3, KaK1+K 说明斜向交叉的肋梁和肋柱使得墙体中形成大量的三 式中，K,、K,和K,为墙体分块的抗侧刚度 角形框格，这种构造形式增加了上层网格式轻质墙板 (2)钢筋混凝土框架及抗震墙刚度计算采用D 抗侧刚度，墙体整体受力更稳定.此外，进一步说明刚 值法按下式(8)求得： 度比在结构受力过程中不断发生变化，应掌握结构在 12i K2 =a.h2 (8) 不同受力阶段的刚度比，对于框支网格式轻质墙板结 构转换层刚度比，本文建议取值范围大致在1.3~ 式中，α。为构件侧向刚度修正系数，i为构件线刚度，h 1.6,由于受力过程中结构转换层刚度比衰减较明显， 为构件计算高度. 在设计时初始刚度比可适当高些 (3)层刚度的计算说明.计算结构层刚度时，将 框架刚度、抗震墙刚度与网格式轻质墙板刚度线性叠 6 框支网格式轻质墙板结构基于性能抗震 加得到层刚度计算值： 设计 K=∑K+∑K (9) 本节以变形破坏准则和变形一能量双重破坏准则 依据式(6)~式(9)计算弹性状态下的初始刚度， 来判别结构性能水平5-. 并基于试验数据，采用层间位移角比法（式(10）)，计 6.1变形破坏准则 算四榀试件在各个控制阶段的转换层刚度比： 结构层间变形破坏准则能够直观、方便和准确地 K4_0_40h4 (10) 反映结构进入非线性状态后的主要破坏原因，是一种 △U:/h 在实际工程中应用较多的判别准则.基于框支网格式 式中，之为第+1层与第：层楼层刚度比，、4、 轻质墙板结构试验数据，得出结构层间变形值和层间 位移角，见表6. h01△U1和h1依次为第i和第i+1层层间位移 角、层间位移及层高 表5结构控制阶段转换层刚度比 Table 5 Transfer-floor stiffness ratio of the structure in control stages 四榀试件在各个控制阶段的转换层刚度比见 表5. 试件编号初始状态开裂状态屈服状态峰值状态破坏状态 由表5可知，在加载过程中，不同构造形式的框支 QB-1 1.67 1.62 1.54 1.44 1.36 网格式轻质墙板试件转换层刚度比在各个控制阶段均 QB-2 1.42 1.36 1.27 1.20 1.14 呈下降趋势.在第1组试件中，QB-2比QB-1刚度比 QB-3 1.32 1.29 1.24 1.18 1.10 值小，但刚度比衰减速率与QB一1相当，说明开洞使得 QB-4 1.47 1.43 1.37 1.33 1.23 初始刚度比下降，但对加载过程中转换层刚度比下降 表6框支网格式轻质墙板结构试件层间变形值和层间位移角 Table 6 Inter-ayer deformation and inter-ayer displacement angle of the FSGL slab structure 开裂状态 屈服状态 峰值状态 破坏状态 试件编号 层间变形 层间转 层间变形 层间转 层间变形 层间转 层间变形 层间转 值/mm 角1% 值/mm 角/% 值/mm 角1% 值/mm 角1% QB-1 2.98 0.11 10.52 0.37 25.04 0.89 48.83 1.73 0B-2 4.01 0.14 15.88 0.56 28.33 1.01 52.79 1.87 QB-3 3.23 0.08 8.28 0.20 19.35 0.47 31.08 0.75 QB-4 5.55 0.13 17.55 0.42 30.03 0.72 47.53 1.15 均值 3.94 0.12 13.06 0.39 25.69 0.77 45.06 1.4 由表6可知，框支网格式轻质墙板结构在破坏状 移角均值为0.39%，属于轻微破坏.综上所述，充分表 态时，层间位移角均值为1.4%，介于混凝土框架和混 明框支网格式轻质墙板结构具有较高的抗倒塌能力， 凝土剪力墙结构规定的保证生命安全范围内，且各个 耗能减震性能良好. 状态的层间位移角介于这两种结构规定的层间位移角 6.2变形和能量双重破坏准则 限值之间，依据文献·6]提出的结构层间位移角评 基于变形和能量累积的双重控制表达式，墙体 估标准，得出结构破坏状态等级属于中等破坏.按照 最终破坏程度见表7.由表7可知，在第1组试件中 我国实际工程震害分析规定，结构达到屈服时层间位 QB-2的u和v值比QB-1大，在第2组试件中QB4贾穗子等: 框支网格式轻质墙板结构受力性能及抗震设计 K = 1 1 KⅢ + 1 KⅠ + KⅡ ． ( 7) 式中，KⅠ 、KⅡ 和 KⅢ 为墙体分块的抗侧刚度． ( 2) 钢筋混凝土框架及抗震墙刚度计算采用 D 值法按下式( 8) 求得: K2 = αc 12ic h2 ． ( 8) 式中，αc为构件侧向刚度修正系数，ic为构件线刚度，h 为构件计算高度． ( 3) 层刚度的计算说明． 计算结构层刚度时，将 框架刚度、抗震墙刚度与网格式轻质墙板刚度线性叠 加得到层刚度计算值: K = ∑ K1 + ∑ K2 ． ( 9) 依据式( 6) ～ 式( 9) 计算弹性状态下的初始刚度， 并基于试验数据，采用层间位移角比法( 式( 10) ) ，计 算四榀试件在各个控制阶段的转换层刚度比: Ki + 1 Ki = θi + 1 θi = ΔUi + 1 / hi + 1 ΔUi / hi ． ( 10) 式中， Ki + 1 Ki 为第 i + 1 层与第 i 层楼层刚度比，θi、ΔUi、 hi、θi + 1、ΔUi + 1和 hi + 1依次为第 i 和第 i + 1 层层间位移 角、层间位移及层高． 四榀试件在各个控制阶段 的 转 换 层 刚 度 比 见 表 5． 由表 5 可知，在加载过程中，不同构造形式的框支 网格式轻质墙板试件转换层刚度比在各个控制阶段均 呈下降趋势． 在第 1 组试件中，QB--2 比 QB--1 刚度比 值小，但刚度比衰减速率与 QB--1 相当，说明开洞使得 初始刚度比下降，但对加载过程中转换层刚度比下降 速率影响不大． 在第 2 组试件中，抗震墙的存在大大 改善了底层抗侧刚度，同时 QB--4 刚度比大于 QB--3， 说明斜向交叉的肋梁和肋柱使得墙体中形成大量的三 角形框格，这种构造形式增加了上层网格式轻质墙板 抗侧刚度，墙体整体受力更稳定． 此外，进一步说明刚 度比在结构受力过程中不断发生变化，应掌握结构在 不同受力阶段的刚度比，对于框支网格式轻质墙板结 构转换 层 刚 度 比，本文建议取值范围大致在 1. 3 ～ 1. 6，由于受力过程中结构转换层刚度比衰减较明显， 在设计时初始刚度比可适当高些． 6 框支网格式轻质墙板结构基于性能抗震 设计 本节以变形破坏准则和变形--能量双重破坏准则 来判别结构性能水平［15--16］． 6. 1 变形破坏准则 结构层间变形破坏准则能够直观、方便和准确地 反映结构进入非线性状态后的主要破坏原因，是一种 在实际工程中应用较多的判别准则． 基于框支网格式 轻质墙板结构试验数据，得出结构层间变形值和层间 位移角，见表 6． 表 5 结构控制阶段转换层刚度比 Table 5 Transfer-floor stiffness ratio of the structure in control stages 试件编号 初始状态 开裂状态 屈服状态 峰值状态 破坏状态 QB--1 1. 67 1. 62 1. 54 1. 44 1. 36 QB--2 1. 42 1. 36 1. 27 1. 20 1. 14 QB--3 1. 32 1. 29 1. 24 1. 18 1. 10 QB--4 1. 47 1. 43 1. 37 1. 33 1. 23 表 6 框支网格式轻质墙板结构试件层间变形值和层间位移角 Table 6 Inter-layer deformation and inter-layer displacement angle of the FSGL slab structure 试件编号 开裂状态 屈服状态 峰值状态 破坏状态 层间变形 值/mm 层间转 角/% 层间变形 值/mm 层间转 角/% 层间变形 值/mm 层间转 角/% 层间变形 值/mm 层间转 角/% QB--1 2. 98 0. 11 10. 52 0. 37 25. 04 0. 89 48. 83 1. 73 QB--2 4. 01 0. 14 15. 88 0. 56 28. 33 1. 01 52. 79 1. 87 QB--3 3. 23 0. 08 8. 28 0. 20 19. 35 0. 47 31. 08 0. 75 QB--4 5. 55 0. 13 17. 55 0. 42 30. 03 0. 72 47. 53 1. 15 均值 3. 94 0. 12 13. 06 0. 39 25. 69 0. 77 45. 06 1. 4 由表 6 可知，框支网格式轻质墙板结构在破坏状 态时，层间位移角均值为 1. 4% ，介于混凝土框架和混 凝土剪力墙结构规定的保证生命安全范围内，且各个 状态的层间位移角介于这两种结构规定的层间位移角 限值之间［15］，依据文献［16］提出的结构层间位移角评 估标准，得出结构破坏状态等级属于中等破坏． 按照 我国实际工程震害分析规定，结构达到屈服时层间位 移角均值为 0. 39% ，属于轻微破坏． 综上所述，充分表 明框支网格式轻质墙板结构具有较高的抗倒塌能力， 耗能减震性能良好． 6. 2 变形和能量双重破坏准则 基于变形和能量累积的双重控制表达式［15］，墙体 最终破坏程度见表 7． 由表 7 可知，在第 1 组试件中 QB--2 的 μ'和 υ 值比 QB--1 大，在第 2 组试件中 QB--4 · 7301 ·