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在薄壁構(gòu)件的彎扭失穩(wěn)問(wèn)題上近20年以來(lái)存在著傳統(tǒng)的和較新的兩種不同的理論,這兩種理論的并存使得一些國(guó)家的規(guī)范和一些著作出現(xiàn)不一致,例如我國(guó)的(GB50017—2003)和N.S.Trahair的著作犤17犦仍然采用傳統(tǒng)理論的結(jié)果,而(GB50018—2003)、ISO的鋼結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)的金屬結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)解說(shuō)卻采用較新理論的結(jié)果。作者發(fā)現(xiàn)被忽視的橫向正應(yīng)力也是影響薄壁構(gòu)件穩(wěn)定的重要因素。本文在考慮非線性橫向應(yīng)變能的基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了薄壁構(gòu)件的總勢(shì)能方程。從板的理論出發(fā),全面考慮微元上各種應(yīng)力以及外荷載的影響,用假想荷載法導(dǎo)出了薄壁構(gòu)件的彎扭失穩(wěn)平衡微分方程。這組平衡微分方程和本文提出能量法的是一致的,這進(jìn)一步證實(shí)了本文提出理論的正確性。
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為研究鋼梁彎扭屈曲總勢(shì)能方程中的各勢(shì)能項(xiàng)對(duì)臨界彎矩Mcr通用公式中各系數(shù)取值的影響,由總勢(shì)能方程推導(dǎo)臨界彎矩Mcr的通用公式及3種典型總勢(shì)能方程下各系數(shù)的計(jì)算式,揭示各勢(shì)能項(xiàng)與各個(gè)系數(shù)的聯(lián)系,計(jì)算無(wú)側(cè)向支撐簡(jiǎn)支鋼梁臨界彎矩Mcr通用公式中各系數(shù)的數(shù)值,并分別分析現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50018—2002和GB 50017—2003的整體穩(wěn)定系數(shù)φb設(shè)計(jì)公式存在取值各異的問(wèn)題。結(jié)果表明:系數(shù)C1、C2和C3的取值除都與非線性正應(yīng)變能和非線性剪應(yīng)變能有關(guān)外,系數(shù)C1的取值還與圣維南扭轉(zhuǎn)應(yīng)變能有關(guān),系數(shù)C2的取值還與外荷載勢(shì)能有關(guān),而影響系數(shù)C3取值的勢(shì)能項(xiàng)則因總勢(shì)能方程而異;現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50018—2002和GB 50017—2003的φb設(shè)計(jì)公式應(yīng)采用統(tǒng)一的形式,且應(yīng)統(tǒng)一φb設(shè)計(jì)公式中系數(shù)C3的取值。
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