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张维在外压下带圆环壳加强的肋圆柱壳稳定性实验现场
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张维还不避酷暑亲自到中国船舶研究中心现场，指导水压下具有圆环壳加强肋的圆柱壳结构稳定性实验。在该研究所所长吴有生（清华大学工程力学系校友）等工程技术人员的大力支持下，顺利完成了实验，验证了该方案的可行性。
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（3）提出用圆环壳作为潜艇端部圆锥壳与圆柱壳艇身连接的过渡段
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为降低潜艇耐压艇体中不同壳体连接处的应力集中，张维向海军工程大学教授郭日修（20世纪四五十年代曾为张维助教）提出用圆环壳段作为两种壳体连接之过渡段的建议，以取代直接将潜艇端部圆锥壳焊接在艇身圆柱壳的结构。经海军工程大学郭日修、王安稳研究实施，取得了很好效果。
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张维建议手稿
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3．薄壳结构在土木工程中的应用
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（1）解放初建成我国钢筋混凝土圆柱形薄壳屋顶
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1952年，张维任三校建委会主任，为建设需要一个大空间的清华汽车实验室（即现在的燃气轮机实验室），他大胆建议采用薄壳结构，在清华大学设计和建造了当时在我国还极为少有的钢筋混凝土壳体屋顶。该屋顶共有七跨，每跨弦宽6m，长10.25m，其厚度仅5cm（见下图）。这种结构在西方也只是在20世纪30年代后期才在德国出现。张维和设计组长刘恢先带领卢谦等青年教师、学生和工人师傅，进行反复计算，研究配筋方案。他们查阅了有关文献，用位移为基本未知量给出了一个四阶微分方程，并用手摇计算机求解给出了计算结果，保证了设计的理论根据。为使大跨度钢筋混凝土圆柱薄壳具有足够的刚度，卢谦等提出必须在圆柱壳两端用实心的山墙支撑，在圆柱壳两条直边上必须安置较强的边梁，同时在山墙、边梁附近的壳体也必须适当加厚，以解决圆柱壳边界处边缘效应所产生的弯曲应力。这些建议得到张维的认可和赞扬。为了使设计可靠，张维建议和指导卢谦等建造1∶10的模型，用砖加载进行试验，测量变形以核算设计计算的准确性。在苏联专家萨多维奇的帮助指导下，张维亲自在施工现场参与，终于浇注成功了我国较早的钢筋混凝土壳体屋顶。此建筑虽经1984—1985年维修改造，至今其结构仍完好如初。与此同时，清华大学还设计建造了薄壳屋顶的员工食堂等一批建筑设施。
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1952年建成的清华大学汽车实验室（现为燃气轮机实验室）
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（2）设计建设钢筋混凝土双曲拱壳屋顶
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1958年由张维指导、清华大学土木建筑综合设计院郑金床等设计，1959年建成的通用车间（后又称焊接车间，位于新清华学堂北，现已拆除），其两翼是普通拱形屋顶，而中间高耸凸起的那部分屋顶是由40个厚度仅3厘米的钢筋混凝土双曲拱壳组合而成的，其外轮廓为曲率半径约10米、东西弦长11.84米（弦高约2米）、长度为30米的圆柱形。见通用车间结构示意图，图中还给出了每个双曲拱壳的示意图，其周边有加强边梁。
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通用车间（后又称焊接车间）屋顶结构示意图
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双曲拱壳屋顶的设计建造也为张维在西部三线成昆铁路建设中提出双曲拱壳式桥梁的建议提供了技术基础。张维在“文革”前曾亲自参加了对西部成昆铁路的考察工作，当时由成都到昆明交通十分不便，一路上十分辛苦，他仍坚持亲自考察，他看到成昆线要跨过无数座高山峡谷、急流大河，想到要造这么多大跨度桥梁，必须采用新式结构，采用双曲薄壳拱式桥梁也许可以达到多快好省的目的。返京后他决定成立一个双曲薄壳拱桥研究小组，准备为修建成昆铁路服务。张维吸收刚来清华参加工作不久的徐秉业参加由他领导的薄壳拱桥科研小组，还派徐到成都参加修建成昆铁路的总工程师会议，后来，由于文化大革命的干扰，这个项目未能如期完成。
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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978097]
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2.2 我国工程力学学科的开创者〔17〕
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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978098]
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2.2.1 我国工程力学研究班与工程力学数学系的创建
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1952年院系调整时，张维、杜庆华、陆士嘉、万嘉鐄、张福范等清华力学教授和副教授认为清华应当设置工程力学专业，由于当时苏联专家认为力学属于基础科学，苏联的力学系都是设立在像莫斯科大学这样的综合性大学中的，不同意在工科大学中设立工程力学系，而将清华大学定位为工业大学，反对在清华设置工程力学专业。于是教育部只在北京大学数学系中设立了力学专业，将北京大学数学系改为数学力学系，其他高等学校都不设力学专业，还将原为清华大学流体力学方面的教授周培源、陆士嘉等都调出了清华。
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解放初“院系调整”后清华大学仅存的三位力学教授（左起：钱伟长，张维，杜庆华）
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1955年下半年起，张维逐渐参与周恩来总理领导的制定我国12年科学规划工作。1956年1月至6月，张维脱产参加制定我国12年科学远景规划，任水利、土木、建筑组组长。12年科学规划原有56项，1956年5月，周恩来总理看后指出，应当增加第57项——数学、物理、化学、天文、地理、生物、力学等基础研究方面的内容，其中力学作为独立的一个学科设置，力学学科领导小组组长为钱学森，副组长为郭永怀、张维，他们将工程力学定位为技术科学。他们和力学界的其他专家一起审时度势，分析国际上力学研究的动向，并根据中国的国情，制订出学科近期发展规划与远期奋斗目标，确定高等学校力学专业的培养目标与课程设置，为中国随后若干年的发展方向确定方针大计。规划的实施使中国的力学研究从解放初期只有少量理论工作的状况发展到能够通过现场测试、大型实验、数值模拟和理论分析等多种手段进行重大项目研究的现代力学阶段。
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