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点支式中空玻璃板承载性能的有限差分法分析

清华大学学报（自然科学版） 2006年第3期46卷 305-308页

作者：马赢石永久王元清清华大学土木工程系结构工程与振动教育部重点实验室北京100084

通过线性有限差分方程,研究点支式中空玻璃外内片承载比例等承载性能。利用内边缘嵌固圆盘模型修正了支承点处的方程,并使用等效剪力实现了板边缘的位移协调条件。计算结果与试验测值较好的吻合。宽厚比、中空层厚度等因素对于荷载分配... 详细信息

通过线性有限差分方程,研究点支式中空玻璃外内片承载比例等承载性能。利用内边缘嵌固圆盘模型修正了支承点处的方程,并使用等效剪力实现了板边缘的位移协调条件。计算结果与试验测值较好的吻合。宽厚比、中空层厚度等因素对于荷载分配比例有较大影响。外、内片等厚时,外片仍有可能承担90%以上的荷载;当宽厚比大于150时,外片承载比例迅速趋近于50%。该文提供了荷载分配比例曲线,并对现行设计方法提出了合理建议。

关键词：点支式玻璃幕墙中空玻璃板有限差分法

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钢轨钢材低温冲击功的试验研究

清华大学学报（自然科学版） 2007年第9期47卷 1414-1417页

作者：王元清奚望石永久清华大学土木工程系北京100084

钢轨钢材低温下抵抗冲击的韧性变差,极易发生脆性断裂,因此很有必要研究其低温下的冲击功。该文在+20℃至-60℃范围内测量了中国常用钢轨钢材U71Mn和U75V的U型缺口和V型缺口冲击功。试验结果显示,这2种钢轨钢材的冲击功随温度的降低而... 详细信息

钢轨钢材低温下抵抗冲击的韧性变差,极易发生脆性断裂,因此很有必要研究其低温下的冲击功。该文在+20℃至-60℃范围内测量了中国常用钢轨钢材U71Mn和U75V的U型缺口和V型缺口冲击功。试验结果显示,这2种钢轨钢材的冲击功随温度的降低而明显降低。该文利用Boltzmann函数对试验结果进行了回归分析,得到了回归方程式,指出钢轨钢材U71Mn和U75V的韧脆转变温度分别在-10℃和+5℃附近,且由回归方程可以预测2种钢轨钢材+20℃至-60℃温度区间内的冲击功。试验结果表明,在青藏铁路等寒冷地区的铁路工程中宜优先选用U71Mn钢材。

关键词：钢轨钢材低温冲击试验韧脆转变温度

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WGJ高性能钢材受弯构件整体稳定性能试验

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2018年第9期51卷 957-966页

作者：徐咏雷石永久吴一然清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

武汉钢铁集团自主研发了新型WGJ高性能结构钢材,兼具强度高、耐火、耐候等特性,将在建筑结构中发挥重要作用.为研究WGJ钢材的基本力学性能以及受弯构件的整体稳定性能,本文设计了标准材性试件以及6根不同长细比的焊接工字形受弯构件,并... 详细信息

武汉钢铁集团自主研发了新型WGJ高性能结构钢材,兼具强度高、耐火、耐候等特性,将在建筑结构中发挥重要作用.为研究WGJ钢材的基本力学性能以及受弯构件的整体稳定性能,本文设计了标准材性试件以及6根不同长细比的焊接工字形受弯构件,并对受弯构件进行了整体侧向失稳加载试验.材性试验结果表明,WGJ钢材的应力-应变关系具有明显的非线性特征,宜采用0.2%规定塑性延伸强度表征其强度特性,Ramberg-Osgood模型可准确描述其应力-应变曲线特征.在构件加载试验中,所有构件均发生弯扭整体失稳,构件塑性变形程度较低,卸载后残余变形较小.通过将本文试验结果与我国规范和欧洲规范的设计结果进行比较,讨论了现行设计方法对评价WGJ高性能钢材受弯构件整体稳定性的适用性.

关键词： WGJ高性能钢材受弯构件整体稳定弯扭失稳侧向约束稳定系数

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不锈钢复合钢材钢结构研究进展

工程力学 2021年第6期38卷 1-23页

作者：班慧勇梅镱潇石永久清华大学土木工程系北京100084

不锈钢复合钢材兼具不锈钢优良的耐腐蚀性能和传统结构钢材的高强度、低成本特点,应用于钢结构工程中具有综合力学性能更优、施工简单周期更短、设计使用年限更长、全生命周期成本更低、综合社会效益更高等显著优势,尤其适用于对耐腐蚀... 详细信息

不锈钢复合钢材兼具不锈钢优良的耐腐蚀性能和传统结构钢材的高强度、低成本特点,应用于钢结构工程中具有综合力学性能更优、施工简单周期更短、设计使用年限更长、全生命周期成本更低、综合社会效益更高等显著优势,尤其适用于对耐腐蚀性要求较高的工程结构。目前不锈钢复合钢材已在高层建筑幕墙和铁路钢桥面板中得到了成功应用,为了继续推广其在结构工程领域中的应用发展,亟需加强从相关基础力学性能和关键应用技术角度进行的研究与讨论。详细介绍了不锈钢复合钢材的生产制造和工程应用等产业基础,并对国内外学者针对不锈钢复合钢材在材料和构件层面力学性能开展的研究进展进行了全面综述,包括材料的拉伸性能、冷弯性能、高温性能、断裂与疲劳性能、滞回性能、动态力学性能、耐腐蚀性能、界面性能等基本力学性能和构件的稳定性能、残余应力、焊接接头性能、缺陷修复以及有限元模型的相关研究。该文可为进一步在结构工程领域开展不锈钢复合钢材的相关研究、设计与应用实践提供参考。

关键词：不锈钢复合钢材生产制造工程应用力学性能文献综述

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建筑用铝合金的疲劳性能试验

清华大学学报（自然科学版） 2009年第9期5卷 1437-1440页

作者：石永久贺小平王元清罗忆施刚清华大学土木工程系结构工程和振动教育部重点实验室北京100084 珠海市晶艺玻璃工程有限公司珠海519015

作为一种建筑金属材料，铝合金对应力集中和裂纹比较敏感。经过固熔热处理、人工时效、挤压成型等处理后，铝合金构件的疲劳强度相对较低，抗疲劳能力差。为研究6061-T6和6005-T5两种典型的铝合金材料的疲劳性能，通过常规试验方法分别... 详细信息

作为一种建筑金属材料，铝合金对应力集中和裂纹比较敏感。经过固熔热处理、人工时效、挤压成型等处理后，铝合金构件的疲劳强度相对较低，抗疲劳能力差。为研究6061-T6和6005-T5两种典型的铝合金材料的疲劳性能，通过常规试验方法分别对这两组铝合金光滑板试件进行了轴向拉伸疲劳试验。在循环次数为10^4～2×10^6时测定了两种材料的S-N曲线。试验结果发现：铝合金的疲劳强度大致与抗拉强度成正比，抗拉强度高的疲劳强度也高。

关键词：疲劳性能铝合金 S—N曲线

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17层钢框架在北岭地震下的破坏预测

工程力学 2015年第3期32卷 50-56页

作者：王萌石永久王元清北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 清华大学土木工程系北京100084

为进一步研究累积损伤退化对钢框架整体抗震性能的影响,并将考虑损伤退化的等效本构模型应用到实际工程之中,选取在1994年北岭地震中受到严重破坏的17层钢框架进行分析。分别建立等效本构模型以及集中塑性铰模型,通过输入实际地震波进... 详细信息

为进一步研究累积损伤退化对钢框架整体抗震性能的影响,并将考虑损伤退化的等效本构模型应用到实际工程之中,选取在1994年北岭地震中受到严重破坏的17层钢框架进行分析。分别建立等效本构模型以及集中塑性铰模型,通过输入实际地震波进行动力时程分析,对结构变形、破坏模式以及破坏位置进行预测,探讨考虑损伤和不考虑损伤的模型计算结构地震响应的差异。分析结果表明:等效本构模型能够较为准确地预测钢框架在强烈地震作用下的变形和破坏特征,与实际情况较为吻合,对传统模型进行改进,提高计算精度。由于构件和节点损伤,整体结构的实际变形会明显大于不考虑损伤模型的计算结果,如果不考虑此影响,可能会引起设计安全隐患。

关键词：钢框架等效本构模型(ECM) 集中塑性铰模型损伤退化弹塑性时程分析破坏预测

基于微观机理的高强度钢材及其焊缝断裂预测模型研究

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建筑结构学报 2016年第6期37卷 228-235页

作者：刘希月王元清石永久国防科学技术大学指挥军官基础教育学院湖南长沙410072 清华大学土木工程系北京100084

为了研究高强度钢材应用中的断裂敏感性增大和焊接连接等问题,基于材料断裂的微观机理与局部应力、应变,对Q460C高强度结构钢及其焊缝在单向拉伸作用下的断裂预测模型进行研究,分别对其母材、焊缝金属及热影响区材料进行了系列标准圆棒... 详细信息

为了研究高强度钢材应用中的断裂敏感性增大和焊接连接等问题,基于材料断裂的微观机理与局部应力、应变,对Q460C高强度结构钢及其焊缝在单向拉伸作用下的断裂预测模型进行研究,分别对其母材、焊缝金属及热影响区材料进行了系列标准圆棒和缺口圆棒的单向拉伸试验,并结合有限元分析,标定材料单拉本构模型,以及细观力学模型中的材料参数。研究结果表明:Q460C焊接钢材焊缝区韧性参数大于母材和热影响区韧性参数,微孔扩张模型VGM和应力修正临界应变模型SMCS中韧性参数与钢材强度指标和屈强比没有明显关联,而与塑性指标有关,且韧性参数的离散系数在20%以内,验证了VGM和SMCS微观机理模型预测Q460C钢材及其焊缝延性断裂的有效性,为高强钢结构的断裂性能研究提供参考。

关键词：高强度钢材焊缝微观机理模型单向拉伸试验断裂性能

现场发泡夹心墙平面外抗震性能模型试验与数值试验研究

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工程力学 2012年第6期29卷 78-84页

作者：张延年王元清李恒石永久刘明张洵清华大学土木工程系北京100084 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

为研究现场发泡夹心墙平面外抗震性能,寻求改善墙体抗震性能的有效手段,制作了7片现场发泡夹心墙和1片实心墙,进行了平面外的抗震性能模型试验和数值试验研究。对比分析表明,现场发泡夹心墙的破坏形态、承载力、变形能力和协调变形能力... 详细信息

为研究现场发泡夹心墙平面外抗震性能,寻求改善墙体抗震性能的有效手段,制作了7片现场发泡夹心墙和1片实心墙,进行了平面外的抗震性能模型试验和数值试验研究。对比分析表明,现场发泡夹心墙的破坏形态、承载力、变形能力和协调变形能力等二者均较好吻合,相互验证了二者的有效性。研究结果表明梁挑耳对内外页墙体具有较大的协调变形能力,塑料钢筋拉接件可以起到对开裂墙体支撑或拉结的作用,有效防止墙面倒塌掉落。变形性能分析结果表明现场发泡夹心墙的耗能能力较大、延性系数较高,并且具有良好的协调变形能力。

关键词：现场发泡夹心墙抗震性能模型试验数值试验承载力变形能力协调变形能力

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面内受弯玻璃板的承载及稳定性试验研究

清华大学学报（自然科学版） 2006年第6期46卷 773-776页

作者：王元清张恒秋石永久清华大学土木工程系建筑玻璃与金属结构研究所结构工程与振动教育部重点实验室北京100084

面内受弯玻璃板的最大应力点通常出现在相对薄弱的边缘处,当缺少足够的侧向支承时,会发生整体失稳而破坏。该文在面内受弯玻璃板极限承载试验基础上,分析了这种构件的破坏过程,分析了跨高比对面内受弯玻璃板静力承载性能的影响和玻璃板... 详细信息

面内受弯玻璃板的最大应力点通常出现在相对薄弱的边缘处,当缺少足够的侧向支承时,会发生整体失稳而破坏。该文在面内受弯玻璃板极限承载试验基础上,分析了这种构件的破坏过程,分析了跨高比对面内受弯玻璃板静力承载性能的影响和玻璃板的稳定问题,得到了结构的屈曲后荷载位移曲线。结果表明,面内受弯玻璃板会发生极值点失稳,其破坏由屈曲荷载控制,屈曲荷载的大小随着玻璃板高跨比的增加而呈线性增大。计算所得屈曲荷载小于试验测值。该结果为考虑稳定问题的面内受弯玻璃板极限承载力设计提供了依据。

关键词：玻璃结构面内受弯承载性能屈曲荷载