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為研究鋼梁彎扭屈曲總勢能方程中的各勢能項對臨界彎矩Mcr通用公式中各系數取值的影響,由總勢能方程推導臨界彎矩Mcr的通用公式及3種典型總勢能方程下各系數的計算式,揭示各勢能項與各個系數的聯系,計算無側向支撐簡支鋼梁臨界彎矩Mcr通用公式中各系數的數值,并分別分析現行國家標準GB 50018—2002和GB 50017—2003的整體穩定系數φb設計公式存在取值各異的問題。結果表明:系數C1、C2和C3的取值除都與非線性正應變能和非線性剪應變能有關外,系數C1的取值還與圣維南扭轉應變能有關,系數C2的取值還與外荷載勢能有關,而影響系數C3取值的勢能項則因總勢能方程而異;現行國家標準GB 50018—2002和GB 50017—2003的φb設計公式應采用統一的形式,且應統一φb設計公式中系數C3的取值。
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屈曲前變形形成的反向拱的作用很大,使鋼梁的彈性屈曲臨界彎矩將有很大的提高,這種有利影響可以通過臨界彎矩修正系數來反映。通過大量的計算,得到各種截面規格的不同鋼材種類、不同類型梁計算長度由剛度條件決定的情況下常用I和H型鋼梁屈曲前變形對彎扭屈曲影響的臨界彎矩修正系數,得到如下有用的結論:可以忽略計算長度、鋼材種類和梁的類型對臨界彎矩修正系數的影響;可以忽略I、HN型鋼梁屈曲前變形對臨界彎矩的有利影響,適當考慮HM型鋼梁屈曲前變形對臨界彎矩的有利影響,應該考慮HW型鋼梁屈曲前變形對臨界彎矩的有利影響。以型鋼梁作為研究對象獲得的結論,適用于具有類似截面特性的焊接組合鋼梁。
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