为研究钢梁弯扭屈曲总势能方程中的各势能项对临界弯矩Mcr通用公式中各系数取值的影响,由总势能方程推导临界弯矩Mcr的通用公式及3种典型总势能方程下各系数的计算式,揭示各势能项与各个系数的联系,计算无侧向支撑简支钢梁临界弯矩Mcr通用公式中各系数的数值,并分别分析现行国家标准GB 50018—2002和GB 50017—2003的整体稳定系数φb设计公式存在取值各异的问题。结果表明:系数C1、C2和C3的取值除都与非线性正应变能和非线性剪应变能有关外,系数C1的取值还与圣维南扭转应变能有关,系数C2的取值还与外荷载势能有关,而影响系数C3取值的势能项则因总势能方程而异;现行国家标准GB 50018—2002和GB 50017—2003的φb设计公式应采用统一的形式,且应统一φb设计公式中系数C3的取值。
屈曲前变形形成的反向拱的作用很大,使钢梁的弹性屈曲临界弯矩将有很大的提高,这种有利影响可以通过临界弯矩修正系数来反映。通过大量的计算,得到各种截面规格的不同钢材种类、不同类型梁计算长度由刚度条件决定的情况下常用I和H型钢梁屈曲前变形对弯扭屈曲影响的临界弯矩修正系数,得到如下有用的结论:可以忽略计算长度、钢材种类和梁的类型对临界弯矩修正系数的影响;可以忽略I、HN型钢梁屈曲前变形对临界弯矩的有利影响,适当考虑HM型钢梁屈曲前变形对临界弯矩的有利影响,应该考虑HW型钢梁屈曲前变形对临界弯矩的有利影响。以型钢梁作为研究对象获得的结论,适用于具有类似截面特性的焊接组合钢梁。
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