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均布与集中荷载共同作用下固支梁弯扭屈曲临界弯矩精确解研究

2022-01-07张文福杭昭明刘迎春赵文艳华俊凯

结构工程师 2021年5期

张文福 杭昭明 刘迎春 赵文艳 严 威 华俊凯

(1.东北石油大学土木建筑工程学院,大庆 163318;2.南京工程学院建筑工程学院,南京 211167;3.苏州科技大学建筑工程学院,苏州 215000)

0 引言

钢梁由于强度高、自重轻等优点,广泛应用于厂房场馆、铁路、桥梁等方面。钢梁截面通常做成长而窄的形式,而这种形式的缺点是绕强轴和弱轴的惯性矩相差较大,因而钢梁极易发生弯扭屈曲。目前我国规范仅给出了单一荷载下钢梁弯扭屈曲的设计公式,尚未给出多种荷载共同作用下钢梁弯扭屈曲的设计建议。

在复合荷载下钢梁弯扭屈曲研究方面,国外从1940 年开始,Vlasov[1]和Galambos 等[2]就陆续基于平衡法和经典能量法,将屈曲模态取为单一三角函数给出了钢梁在复合荷载下的一阶近似解析解。近年来,国内学者对此也开始了一些探索和研究工作[3-4]。

2017 年,郭兵等[5]对端弯矩和集中荷载共同作用下的简支梁进行了理论屈曲分析,采用Rayleigh-Ritz 法推导了简支梁临界弯矩的通用计算公式,形式与传统公式相同,并且通过算例验证了公式的正确性与泛用性。

2018 年,刘占科等[6]采用Galerkin 法推导了复合荷载下钢梁弯扭屈曲临界弯矩的公式,这里他们考虑了横向荷载作用点高度和截面不对称参数。同时,他们确定了7 种常见工况的等效弯矩系数理论计算式并给出了6种特殊工况的Cb实用计算式,并与国内外文献进行了对比,验证了公式的正确性与适用性。

2019 年,支圆圆和王杜欣[7-8]分别对复合荷载下固支钢梁和连续钢梁弯扭屈曲的临界弯矩进行了研究,他们都基于课题组提出的钢梁临界弯矩计算通式对多种荷载下相应的理论临界弯矩公式进行了推导,并使用有限元方法进行了验证和参数分析。……

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