摘要：为了解决现行设计标准中钢梁弯扭屈曲极限弯矩计算方法在适用范围和计算精度上存在的问题,提出了基于理想轴压构件整体屈曲临界荷载的理想钢梁弹性弯扭屈曲临界弯矩计算式,并进一步提出了基于轴压构件稳定系数的简支钢梁弯扭屈曲极限弯矩计算方法。采用124个热轧H型钢梁试件、80个焊接梁试件、2个薄腹梁试件共计206个钢梁试件弯扭屈曲极限弯矩的试验结果,检验了方法的适用范围及计算精度,并与GB 50017—2017《钢结构设计标准》中的方法进行了对比。研究表明:对于206个钢梁试件,基于轴压构件稳定系数的计算方法较GB 50017—2017方法的适用范围更广,且与已有文献的计算精度相当;对于7个单轴对称工字形截面焊接高强钢梁试件,基于轴压构件稳定系数的计算方法略偏安全且精度高,而GB 50017—2017中的方法偏不安全;对于44个荷载工况不包含在GB 50017—2017中的钢梁试件,建议方法所得极限弯矩计算值与实测值之比的均值、标准差分别为0.908、0.125,精度较高且偏于安全。

摘要：为揭示《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)、《高强钢结构设计标准》(JGJ/T 483—2020)中Q460高强钢梁整体稳定设计方法的差异,提出精确的Q460高强钢梁整体稳定极限弯矩计算式,通过梳理现有文献,提出了钢梁整体稳定极限弯矩的指数形式的一般计算式;根据GB 50017—2017的规定,提出了其稳定系数的统一计算式及对应的“稳定系数-正则化长细比”曲线表达式;提出了理想受弯构件的“稳定系数-正则化长细比”曲线表达式。对比了GB 50017—2017和JGJ/T 483—2020的“稳定系数-正则化长细比”曲线,归纳了其特点,并分析了现有钢梁整体稳定的指数形式极限弯矩计算式存在的问题。基于GB 50017—2017的基准弯矩,提出了Q460高强钢梁整体稳定极限弯矩的指数形式计算式,解决了JGJ/T 483—2020无法直接确定正则化长细比的问题,并采用14个双轴对称、单轴对称工字形截面简支梁的试验数据验证了本文建议公式的精度。研究表明,对于Q460/Q460GJ高强钢简支梁整体稳定的极限弯矩,本文建议的指数形式计算式较现行标准GB 50017—2017、JGJ/T 483—2020中的计算式具有更高的精度。

摘要：《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)加入了直接分析法这一新的内容,此类方法重要的一环是对初始缺陷的考虑。重点总结归纳了中国、美国、欧洲的现行钢结构规范所推荐且运用方便的“假想荷载法”的基本原理。从假想荷载法的不足出发,针对《钢结构设计标准》(GB 50017—2017),令具有初始几何缺陷的轴压构件的最大二阶弯矩等效于受假想力作用的理想轴压构件的最大二阶弯矩,推导出了使用假想力来考虑初始缺陷的“二阶假想荷载法”的计算式,并从理论出发定义了计算式的物理量以及二阶假想荷载的施加方式。用直接分析法软件NIDA对经典算例进行二阶弹塑性分析。通过对比不同规范的计算结果,验证了该方法的可靠度以及“假想荷载法”的不足,让传统的设计理念更好地和直接分析法衔接起来,推动新设计方法的应用。

摘要：基于构件直接分析法,建立了横向荷载作用下两端简支初弯曲压弯构件平面内稳定的通用分析过程,得到了挠度的一般表达式和二阶弯矩的一般表达式。以全跨均布荷载、跨中集中荷载作用下初弯曲压弯构件为研究对象,采用数形结合法确定了最大二阶弯矩的位置,得到了对应的最大二阶弯矩、C_(mx)系数的表达式,基于边缘屈服准则确定了轴压力-弯矩相关方程。对比了C_(mx)系数与《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中的等效弯矩系数,并通过数值算例验证了分析结果的正确性。结果表明:对于横向荷载作用下两端简支初弯曲压弯构件的平面内失稳,不需要采用等效弯矩概念和等效弯矩系数进行内力的确定,GB 50017—2017中的等效弯矩系数未实现等效的效果;当采用《高强钢结构设计标准》(JGJ/T 483—2020)设计压弯构件的平面内稳定时,建议采用C_(mx)系数代替GB 50017—2017中的等效弯矩系数。

摘要：为建立端弯矩作用下等间距布置侧向支承简支钢梁临界弯矩的计算方法,取两侧向支承点之间的各梁段为简支梁,分析了各梁段的端弯矩比例系数随支承钢梁端弯矩比例系数和侧向支承数量变化而变化的特征,取支承钢梁最大端弯矩所在梁段为两端简支的计算梁段,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,揭示了纯弯工况和非纯弯工况下计算梁段与其他梁段的相关关系,得到了支承数量n=1~4时计算梁段临界弯矩系数C_(1)的数值和相关作用系数α的表达式,把支承钢梁临界弯矩的计算转化为计算梁段临界弯矩的计算。最后,分别采用系数C_(1)和α以及现行国家标准的临界弯矩计算方法计算了支承钢梁的临界弯矩,并与有限元数值进行对比,验证了系数C_(1)和α以及现行国标的临界弯矩计算方法的精度。研究表明,系数C_(1)和α在侧向支承钢梁临界弯矩的计算上具有较高的精度,而GB 50017—2017《钢结构设计标准》中的βb系数和GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中的C_(1)系数,在纯弯工况下具有较高的精度,而非纯弯工况时则存在偏不安全或偏过于安全的情况。

摘要：以单轴对称截面对称轴上的任意点为扇性极点,基于图乘法分别推导了单轴对称工字形截面、槽形截面的剪心坐标的一般表达式,并进一步得到了与三个特殊的扇性极点对应的剪心坐标计算式。分析了精确的惯性矩表达式、近似的惯性矩表达式对基于图乘法确定的剪心坐标的影响,给出了基于图乘法确定的剪心坐标计算式的适用范围,并对国家标准《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)中常用截面剪心坐标计算式的精度进行了判定。研究表明,基于图乘法推导的剪心坐标的一般表达式,当其中的惯性矩采用精确表达式时,其结果随扇性极点的不同而不同;当惯性矩采用近似表达式时,其结果不受扇性极点选取的影响。GB50017-2003中单轴对称工字形截面的剪心坐标、由GB50018-2002得到的槽形截面的剪心坐标均为近似计算式。

摘要：检验设计标准中设计公式的计算精度及其适用条件是结构工程的重要研究内容之一。为检验现行行业标准《组合结构设计规范》(JGJ138-2016)中SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式的适用范围及其计算精度,将该标准中的5条基本假定表示成数学表达式,基于数学表达式严格推导了SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式的适用条件,建立了型钢腹板承受的轴向合力N_(aw)和其对合力点的力矩M_(aw)的计算式,并提出了适用条件的简化形式。采用文献中的SRC框架梁正截面受弯试件的试验数据,对建立的极限弯矩计算式、适用条件进行了验证,并与JGJ138-2016中的极限弯矩计算式、适用条件进行了对比。研究表明,SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式较JGJ138-2016中的计算式精度更高,JGJ138-2016中SRC框架梁正截面受弯极限弯矩计算式的适用条件需进行修正。

摘要：薄壁构件横截面不对称参数是计算弯扭屈曲临界弯矩的重要几何参数之一。该文推导了非形心主轴坐标系下不对称参数的积分公式,由不对称参数的积分公式推导了不对称参数的通用求和公式,进而化简得到单轴对称截面不对称参数的求和公式。采用不对称参数的通用求和公式推导了部分常用截面的β_x和(或)β_y的精确计算式或近似计算式,并对我国现行国标GB 50017-2003和GB 50018-2002、美国2013版AISI设计手册和SSRC协会的稳定设计指导、澳大利亚标准AS/NZS 4600:2005等现有文献中β_x和(或)β_y计算式的精度进行了判定。研究表明,不对称参数通用求和公式的形式简单、计算可靠、便于应用。

摘要：为研究钢构件弯扭屈曲总势能方程的合理性,该文通过分析推导总势能方程的两个方法——应力法和应变法的基本过程,揭示了应变表达式和位移模式是影响总势能方程推导结果的两个关键因素,建立了这两个关键因素合理性的判定准则,并验证了准则的正确性。依据该文建立的准则,对两种典型位移模式和三种典型总势能方程进行了判定。结果表明:符拉索夫位移模式较Trahair位移模式更为合理,吕烈武等学者的总势能方程较Bleich的总势能方程和Trahair的总势能方程更为合理。最后,建议了推导钢梁临界弯矩Mcr设计公式应采用的总势能方程。

摘要：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。