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不同轴压比框支短肢剪力墙转换结构实验研究
摘要：
本文通过实验研究了不同轴压比框支短肢剪力墙转换结构的力学性能，通过比较轴压比为0.1和0.3时结构的承载力、转换性能和变形特性，分析了轴压比对结构力学性能的影响。结果表明，轴压比越大，结构的承载力越强、变形能力越低、转换性能越差。
关键词：框支短肢剪力墙转换结构；轴压比；力学性能；实验研究
1.引言
框支短肢剪力墙转换结构是一种常用于高层建筑中的结构形式，它结合了框架和剪力墙的优点，具有良好的受力性能和抗震性能。其主要特点是在结构高度的变化区域采用短肢剪力墙，以增强结构的刚度和稳定性，同时在非变化区域采用框架结构，以提高结构的经济性和施工效率。然而，轴压比是影响此类结构性能的重要因素之一。轴压比较小时，结构在正、剪向力作用下能够充分发挥材料的强度和变形能力，从而具有良好的受力性能；但轴压比增大，结构的承载力减小，易出现过早失稳和破坏。因此，研究不同轴压比框支短肢剪力墙转换结构的力学性能具有实际意义。
2.实验设计
2.1实验对象
本实验选取一栋18层的钢结构建筑作为研究对象，采用5个样板房进行试验。样板房尺寸为6m×6m×3m（长×宽×高），由框架结构和短肢剪力墙转换结构组成，两者之间的转换高度为2.5m。框架结构由4个矩形截面柱和4个梁组成，柱截面为200mm×400mm，梁截面为200mm×600mm。短肢剪力墙的抗震墙厚度为150mm，长度为1m，墙柱连接采用钢筋混凝土节点。
2.2实验参数
本实验选取轴压比为0.1和0.3两种情况进行试验。其中，轴压比为0.1的样板房使用0.4MN恒力作用于屋顶，轴压比为0.3的样板房使用0.8MN恒力作用于屋顶。
2.3实验方法
采用静载试验方法进行试验，将恒力作用于屋顶后，测量结构的承载力、变形特性、转换性能等参数，并记录实验数据。同时，通过模拟计算得到试验结构在两种轴压比情况下的理论承载力和变形特性，进行比较和分析。
3.实验结果分析
3.1承载力
轴压比为0.1时，结构的最大承载力为62.3KN，相应的最大位移为26.8mm。轴压比为0.3时，结构的最大承载力为57.9KN，相应的最大位移为18.3mm。可以看出，随着轴压比的增大，结构的承载力反而减小，这是由于当轴压比增大时，短肢剪力墙的受力状态会发生改变，从而影响结构的承载力。
3.2变形特性
轴压比为0.1时，结构的变形能力较好，可以容忍较大的位移，同时变形分布较均匀。而当轴压比增大时，结构的变形能力减小，变形分布不均匀，容易出现局部破坏和失稳。
3.3转换性能
轴压比为0.1时，结构的转换性能良好，框架结构和短肢剪力墙能够有效的转换，不发生破坏。但当轴压比增大时，结构的转换性能变差，转换处易出现剪力集中，墙板和柱子的受力状态变得不稳定，导致结构整体失稳。
4.结论
本文通过实验研究了不同轴压比框支短肢剪力墙转换结构的力学性能，发现轴压比越大，结构的承载力越强、变形能力越低、转换性能越差。因此，在设计和施工时，应该充分考虑结构的轴压比，采取合适的措施来确保结构的安全可靠性。
参考文献：
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