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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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高吸水性树脂对高强混凝土自收缩的减缩机理

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硅酸盐学报 2014年第2期42卷 150-155页

作者：孔祥明张珍林土木工程安全与耐久教育部重点实验室清华大学土木工程系北京100084

测试了高吸水性树脂(SAP)作为内养护剂对高强混凝土自收缩的减缩效应。通过自身-干燥收缩一体化计算模型,对预吸水SAP的减缩机理进行了定量分析。自收缩测试结果表明:掺入预吸水SAP对高强混凝土早期自收缩的减缩率达90%以上。各配比混... 详细信息

测试了高吸水性树脂(SAP)作为内养护剂对高强混凝土自收缩的减缩效应。通过自身-干燥收缩一体化计算模型,对预吸水SAP的减缩机理进行了定量分析。自收缩测试结果表明:掺入预吸水SAP对高强混凝土早期自收缩的减缩率达90%以上。各配比混凝土的收缩实验曲线与模型计算结果吻合良好。模型计算结果表明,预吸水SAP对高强混凝土早期自收缩的减缩机理主要有两点:一是在混凝土内部相对湿度维持在100%的阶段,掺入预吸水SAP会在混凝土中引入一种自膨胀变形,从而大幅抵消化学减缩,有时甚至出现自膨胀现象;二是在混凝土内部相对湿度下降阶段,加入SAP可以显著延缓混凝土内部相对湿度的降低,从而减缓了临界孔径的下降趋势,大大减小了同龄期混凝土内部毛细孔负压及收缩应力值,从源头上减小了自收缩产生的驱动力。

关键词：高强混凝土高吸水性树脂自收缩减缩机理模型

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基于断裂力学的高强度钢材梁柱节点受力性能分析

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工程力学 2015年第4期32卷 41-46页

作者：胡方鑫施刚石永久土木工程安全与耐久教育部重点实验室清华大学土木工程系北京100084

为了研究国产Q460C高强度结构钢材梁柱节点的断裂行为,该文基于断裂力学理论,计算了Q460C高强度钢材焊缝及热影响区材料的断裂韧性,并且采用三维有限元断裂模型,以I型裂纹尖端应力强度因子KI和J积分为定量的评价指标,分析了焊缝及热影... 详细信息

为了研究国产Q460C高强度结构钢材梁柱节点的断裂行为,该文基于断裂力学理论,计算了Q460C高强度钢材焊缝及热影响区材料的断裂韧性,并且采用三维有限元断裂模型,以I型裂纹尖端应力强度因子KI和J积分为定量的评价指标,分析了焊缝及热影响区不同长度的裂纹对梁柱节点断裂韧性的需求。弹性分析表明,KI沿梁翼缘宽度方向呈W形分布,最大值出现在翼缘中心,且与名义弯曲应力呈线性关系,而焊根裂纹的断裂韧性需求比热影响区裂纹更高。弹塑性分析表明,JI最大值出现在翼缘的边缘,热影响区裂纹的断裂韧性需求比焊根裂纹更高。研究结果表明,Q460C高强度钢材梁柱节点的断裂由焊根裂纹控制,断裂承载力与梁全截面塑性承载力相近,临界转角小于0.02rad,因此建议通过改善焊接工艺或局部构造来保证节点拥有足够的转动能力。

关键词：高强度钢材梁柱节点断裂韧性应力强度因子 J积分

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用于水泥基材料微观结构研究的计算机断层扫描技术的发展历史与现状

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硅酸盐学报 2010年第7期38卷 1346-1356页

作者：贾耀东阎培渝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

对应用于水泥基材料微观结构研究的计算机断层扫描技术的起源、原理及分类进行了综述。列举了X射线CT和同步辐射CT在研究水泥浆体微结构、水泥水化过程、内部裂缝发展、耐久性和颗粒形态学等领域的代表性研究成果。介绍了利用目前世界... 详细信息

对应用于水泥基材料微观结构研究的计算机断层扫描技术的起源、原理及分类进行了综述。列举了X射线CT和同步辐射CT在研究水泥浆体微结构、水泥水化过程、内部裂缝发展、耐久性和颗粒形态学等领域的代表性研究成果。介绍了利用目前世界上分辨率最高的纳米CT研究水泥基材料过渡区结构的实例。最后提出了CT技术未来发展需要解决的问题,并对CT技术在水泥基材料微观结构研究中的应用前景进行了展望。

关键词：计算机断层扫描水泥基材料微观结构

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基于试验的混凝土高温短期徐变计算模型

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工程力学 2011年第4期28卷 158-163页

作者：邢万里时旭东倪健刚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

通过试验考察了应力水平、持荷时间、作用温度和混凝土强度等级等因素对混凝土高温短期徐变的影响。结果表明,混凝土高温短期徐变与应力水平和持荷时间分别呈正比和幂函数关系,而随作用温度增加抛物线状地增大。但混凝土强度等级不同时... 详细信息

通过试验考察了应力水平、持荷时间、作用温度和混凝土强度等级等因素对混凝土高温短期徐变的影响。结果表明,混凝土高温短期徐变与应力水平和持荷时间分别呈正比和幂函数关系,而随作用温度增加抛物线状地增大。但混凝土强度等级不同时这些因素的影响程度也有所不同,并且混凝土强度等级和作用温度具有明显的耦合影响特性。基于这些试验结果分析,该文给出了有助于更好地进行混凝土结构高温受力性能计算分析的混凝土高温短期徐变计算模型。

关键词：混凝土高温短期徐变强度等级应力水平持荷时间作用温度

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硬化水泥净浆基于纳米压痕的相态识别与水化程度计算

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复合材料学报 2017年第5期34卷 1122-1129页

作者：魏亚高翔梁思明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

采用纳米原位压痕手段测量硬化水泥净浆中单一相态的代表性微观力学性能,并采用纳米点阵压痕研究各相态的含量。研究对象囊括水灰比为0.3、0.4、0.5的纯水泥净浆和水灰比为0.3情况下含50%、70%矿渣掺量复合体系,共5种配比,以表征它们的... 详细信息

采用纳米原位压痕手段测量硬化水泥净浆中单一相态的代表性微观力学性能,并采用纳米点阵压痕研究各相态的含量。研究对象囊括水灰比为0.3、0.4、0.5的纯水泥净浆和水灰比为0.3情况下含50%、70%矿渣掺量复合体系,共5种配比,以表征它们的相态分布和微观力学性质的异同点。掺矿渣的试件中含有明显多的复合相,因此提出三相模型测算复合相中未水化物的体积分数。此外,提出基于纳米压痕技术计算纯水泥和掺矿渣水泥试件水化程度的方法,结果吻合于热重分析的结果,其中纯水泥净浆中复合相较少,计算得到的水化程度优于对掺矿渣水泥试件的计算。

关键词：硬化水泥净浆纳米压痕微观力学性能水化程度三相模型

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索网点式幕墙在主体结构多点激励下地震响应分析方法探讨

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工程力学 2010年第11期27卷 40-45页

作者：石永久李勇王元清土木工程安全与耐久教育部重点实验室清华大学土木工程系北京100084

针对主体结构对单层索网点式玻璃幕墙地震响应的影响,指出了主体结构二次地震输入的纵向空间变异性,进而提出考虑主体结构影响的单层索网玻璃幕墙的地震响应分析方法,即多点激励联合法,并从理论及有限元算例分析上验证了其可行性和必要... 详细信息

针对主体结构对单层索网点式玻璃幕墙地震响应的影响,指出了主体结构二次地震输入的纵向空间变异性,进而提出考虑主体结构影响的单层索网玻璃幕墙的地震响应分析方法,即多点激励联合法,并从理论及有限元算例分析上验证了其可行性和必要性。利用多点激励联合模型,在假设二次输入数学模型基础上,研究了主体结构二次输入参数对索网动力响应的影响,及阻尼对索网幕墙地震响应的影响,并得出结论:主体结构位移输入幅值和层间转角较大,或输入主频接近索网基本频率时,主体结构对索网幕墙位移影响较大。最后利用此方法进行算例分析对主体结构的影响大小进行了初步估计,为实际工程中索网幕墙的抗震设计提供参考。

关键词：单层索网玻璃幕墙主体结构多点输入联合激励法二次输入

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ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究

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工程力学 2013年第4期30卷 59-67,82页

作者：聂建国王宇航清华大学土木工程系北京100084 土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

对大型通用有限元程序ABAQUS中的混凝土弥散开裂模型和塑性损伤模型进行了详细的介绍,包括单轴应力-应变关系、裂缝模型、屈服准则、流动法则和滞回规则等。然后对混凝土本构模型中影响结构构件静力行为的关键因素进行了详细的对比分析... 详细信息

对大型通用有限元程序ABAQUS中的混凝土弥散开裂模型和塑性损伤模型进行了详细的介绍,包括单轴应力-应变关系、裂缝模型、屈服准则、流动法则和滞回规则等。然后对混凝土本构模型中影响结构构件静力行为的关键因素进行了详细的对比分析,并结合采用不同混凝土模型对钢筋混凝土构件和钢-混凝土组合结构构件的受力行为的模拟结果,指出了分析实际结构构件时不同混凝土材料本构模型的适用情况,可供研究设计参考。

关键词：混凝土本构模型 ABAQUS 滞回规则损伤

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自复位桥梁墩柱结构抗震性能试验研究与分析

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工程力学 2012年第A1期29卷 29-34,45页

作者：郭佳辛克贵何铭华虎良清华大学土木工程系北京100084 土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

自复位桥梁墩柱结构通过将无粘结预应力钢筋与耗能钢筋有效结合成整体受力,很好地改善传统桥墩在横向地震荷载过后具有较大不易恢复残余变形的特点,并且同时保证足够的耗能能力。该文阐述了自复位桥梁墩柱结构的基本力学特点,并以自复... 详细信息

自复位桥梁墩柱结构通过将无粘结预应力钢筋与耗能钢筋有效结合成整体受力,很好地改善传统桥墩在横向地震荷载过后具有较大不易恢复残余变形的特点,并且同时保证足够的耗能能力。该文阐述了自复位桥梁墩柱结构的基本力学特点,并以自复位桥梁墩柱结构拟静力试验为参照,考虑桥墩弯曲变形、耗能钢筋无粘结长度以及底部混凝土与钢筋应变差产生的滑移效应,提出了自复位节结构力学分析模型以及有限元模型,并根据混凝土应力简化的不同程度,应用等效矩形应力图法和平截面假定法两种方法求解混凝土压力,从而把握整个结构体系受力特征。此外,该文研究了自复位刚度转换特征,揭示其隔振本质,为结构设计提供参考依据。

关键词：自复位耗能钢筋无粘结预应力钢筋残余变形刚度转换

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土木工程智能计算分析研究进展与应用

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建筑结构学报 2022年第9期43卷 1-22页

作者：樊健生王琛宋凌寒清华大学土木工程系北京100084 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 清华大学土木工程系北京100084

随着数字孪生等数字化转型理念的推广,土木工程传统计算分析方法逐渐无法满足高效仿真、实时交互等新时代需求.而人工智能技术凭借其强大的拟合能力、卓越的计算效率以及优异的开放拓展性,日益受到研究者的关注,成为传统方法极具前景的... 详细信息

随着数字孪生等数字化转型理念的推广,土木工程传统计算分析方法逐渐无法满足高效仿真、实时交互等新时代需求.而人工智能技术凭借其强大的拟合能力、卓越的计算效率以及优异的开放拓展性,日益受到研究者的关注,成为传统方法极具前景的更替选择,并发展出了土木工程智能计算分析这一新的研究方向.为系统梳理并展示相关前沿进展,针对土木工程智能计算分析研究进行全面综述,根据处理的问题输入属于静态、动态或是复合特征对现有研究进行分类,归纳各类研究的主要技术路线,统计常用智能算法,并概述在材料、构件、体系三层次场景的典型应用,进而分析了现有研究的局限性.为克服这些局限性,重点介绍完全基于深度学习的土木工程端到端智能计算框架DeepSNA,展示其相较于传统计算方法的高准确性与高效性.并提出四个开放性问题,为土木工程智能计算分析的未来研究方向提供参考.

关键词：土木工程人工智能研究综述计算分析深度学习

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