·564· 北京科技大学学报 第36卷 服从正态分布，在达到85%安全保证率情况下，提 弯矩 出了框架砖填充墙结构的性能量化指标，如表1所 示 表1填充培性能水平与层间位移角限值 Table 1 Performance levels and the interstory drift limits of the infilled wall 墙体初裂 普遍开裂 对角裂缝贯通 0.065 0.240 0.550 1.2框架性能水平划分与量化 。曲率 文献几5]对钢筋混凝土框架的性能指标进行 了系统的研究.该文结合目前我国的抗震规范实 图2弯矩一曲率关系 际，将框架性能目标分为四级，除小震不坏和大震不 Fig.2 Relationship between moment and curvature 倒按照现行规范取值外，中间增设了暂时使用和修 转化图如图3所示.0，为双对角斜撑有效宽度 复后使用水平.暂时使用定义为：个别承重构件轻 微开裂，需要少量的修复，非结构构件需要较大量的 修复.修复后使用定义为：个别承重构件屈服，但未 有较大变形，需要对建筑物进行抗震加固处理.通 过大量的国内外试验数据的统计分析以及和国外主 要规范的对比研究，最后得出了性能的量化指标 单对角斜撑 双对角斜撑 本文采用的指标如表2所示. 图3等效斜撑有效宽度换算 Fig.3 Effective width conversion of the equivalent diagonal strut 表2框架性能水平与层间位移角限值 Table 2 Performance levels and the inter-story drift limits of frame 填充墙侧向力一变形关系假定为被双线性包络 structures % 线所包围下的平滑曲线7，如图4所示.图中，V 正常使用 暂时使用 修复后使用 防止倒塌 为填充墙侧向力，“为填充墙变形，初始弹性刚度 0.182 0.250 0.400 2.000 k。=V,/u,当侧向力达到V,时刚度开始退化，a代 表屈服后刚度退化系数，并认为ko=2Vm/um:V,、 2典型框架填充墙结构性能评估 4,、Vm和um可按下式计算： 2.1框架结构梁柱的本构关系 Vm -akoum V,= (2) 1-a 四线形模型由开裂、屈服和极限三个点构成 该模型考虑了框架的刚度退化性质，能准确地反映 V-akoum 4,=k1-a’ (3) 框架结构在周期往复性荷载作用下的力学特征，如 vtl 图2所示.图中，M.、M,和M.分别为梁柱开裂、屈 V.=A.f cos01-0.45tand)cos 服和极限弯矩；66，和0。分别为梁柱开裂、屈服和 (4) 极限曲率；截面弹性刚度k,=El。,Ec为混凝土弹 EmLd 性模量，1。为换算截面惯性矩；k2为屈服斜率；k为 Um= (5) cose 极限斜率；负刚度k,=-0.05M./8. 式中，V,为屈服强度，V为极限强度，u,为屈服位 2.2填充墙单元数值模型 移，um为极限位移，A和La分别为等效压杆的面积 用等效压杆模型模拟填充墙单元0，单对角 和长度，∫为填充砌体棱柱抗压强度，θ为对角斜撑 斜撑有效宽度表达式为 的夹角，v为填充墙砂浆与砌块黏结强度，t为填充 w=0.16(h)-a3d,Ah≥5. (1) 墙板厚度，l为填充墙板长度，Em为填充砌体达抗压 式中，心为单对角斜撑有效宽度，d为填充墙体对角 强度时响应的轴向应变 线长度，h为墙高，入为墙体特征值.考虑地震下 将V,=P,cos0、Vm=Pcos0、4m=ucos0和 的往复作用，可以将等效斜撑转化为双对角斜撑，其 u=u,cos0代入上式V,和u,可得：北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 服从正态分布，在达到 85% 安全保证率情况下，提 出了框架砖填充墙结构的性能量化指标，如表 1 所 示． 表 1 填充墙性能水平与层间位移角限值 Table 1 Performance levels and the inter-story drift limits of the infilled wall % 墙体初裂 普遍开裂 对角裂缝贯通 0. 065 0. 240 0. 550 1. 2 框架性能水平划分与量化 文献［15］对钢筋混凝土框架的性能指标进行 了系统的研究． 该文结合目前我国的抗震规范实 际，将框架性能目标分为四级，除小震不坏和大震不 倒按照现行规范取值外，中间增设了暂时使用和修 复后使用水平． 暂时使用定义为: 个别承重构件轻 微开裂，需要少量的修复，非结构构件需要较大量的 修复． 修复后使用定义为: 个别承重构件屈服，但未 有较大变形，需要对建筑物进行抗震加固处理． 通 过大量的国内外试验数据的统计分析以及和国外主 要规范的对比研究，最后得出了性能的量化指标． 本文采用的指标如表 2 所示． 表 2 框架性能水平与层间位移角限值 Table 2 Performance levels and the inter-story drift limits of frame structures % 正常使用 暂时使用 修复后使用 防止倒塌 0. 182 0. 250 0. 400 2. 000 2 典型框架填充墙结构性能评估 2. 1 框架结构梁柱的本构关系 四线形模型由开裂、屈服和极限三个点构成． 该模型考虑了框架的刚度退化性质，能准确地反映 框架结构在周期往复性荷载作用下的力学特征，如 图 2 所示． 图中，Mcr、My 和 Mu 分别为梁柱开裂、屈 服和极限弯矩; θcr、θy 和 θu 分别为梁柱开裂、屈服和 极限曲率; 截面弹性刚度 k1 = EC I0，EC 为混凝土弹 性模量，I0 为换算截面惯性矩; k2 为屈服斜率; k3 为 极限斜率; 负刚度 k4 = － 0. 05Mu /θ． 2. 2 填充墙单元数值模型 用等效压杆模型模拟填充墙单元［9--10］，单对角 斜撑有效宽度表达式为 w = 0. 16( λh) － 0. 3 d，λh≥5． ( 1) 式中，w 为单对角斜撑有效宽度，d 为填充墙体对角 线长度，h 为墙高，λ 为墙体特征值［16］． 考虑地震下 的往复作用，可以将等效斜撑转化为双对角斜撑，其 图 2 弯矩--曲率关系 Fig． 2 Ｒelationship between moment and curvature 转化图如图 3 所示． w1为双对角斜撑有效宽度． 图 3 等效斜撑有效宽度换算 Fig． 3 Effective width conversion of the equivalent diagonal strut 填充墙侧向力--变形关系假定为被双线性包络 线所包围下的平滑曲线［17--18］，如图 4 所示． 图中，V 为填充墙侧向力，u 为填充墙变形，初始弹性刚度 k0 = Vy /uy，当侧向力达到 Vy 时刚度开始退化，a 代 表屈服后刚度退化系数，并认为 k0 = 2Vm /um ． Vy、 uy、Vm 和 um 可按下式计算: Vy = Vm － ak0 um 1 － a ， ( 2) uy = Vm － ak0 um k0 ( 1 － a) ， ( 3) Vm = Ad fm cosθ≤ vtl ( 1 － 0. 45tanθ) cosθ ≤ 0. 83tl cosθ ， ( 4) um = εm Ld cosθ ． ( 5) 式中，Vy 为屈服强度，Vm 为极限强度，uy 为屈服位 移，um 为极限位移，Ad 和 Ld 分别为等效压杆的面积 和长度，fm 为填充砌体棱柱抗压强度，θ 为对角斜撑 的夹角，ν 为填充墙砂浆与砌块黏结强度，t 为填充 墙板厚度，l 为填充墙板长度，εm 为填充砌体达抗压 强度时响应的轴向应变． 将 Vy = Py cosθ、Vm = Pm cosθ、uzm = um cosθ 和 uzy = uy cosθ 代入上式 Vy 和 uy 可得: ·564·