钢材因其质量轻、强度高,以及较好的力学性能,被广泛应用到各种建筑结构中。然而,对于钢结构构件而言,在受横向荷载下,且无足够的侧向支撑作用的情况下,若技术设计上处理不当,易导致钢结构构件出现局部屈曲和整体屈曲失稳。当前,对于单一荷载下的工字形钢梁稳定的理论研究较为成熟,钢结构设计规范中也给出了相关的设计标准。但在实际工程中,建筑结构可能作用两种或两种以上的荷载形式。因不同种荷载间存在相互影响,此时构件的受力状态对构件的影响不同于单一荷载,且更为复杂。这也是目前钢结构设计规范未给出相关设计标准的重要原因。因此对多种荷载共同作用下工字形钢梁稳定的理论研究具有一定价值。为此,本文对常见几种复合荷载工况下的单轴对称工字形简支钢梁、固支钢梁和悬臂钢梁弯扭屈曲进行了相关理论研究。主要研究内容如下:(1)基于能量变分法,分别推导了均布荷载和跨中集中荷载、均布荷载和跨中对称集中荷载、端弯矩和均布荷载、端弯矩和跨中集中荷载、端弯矩和跨中对称集中荷载下单轴对称工字形简支钢梁弯扭屈曲总势能方程,其中截面弯扭变形的位移和转角分别选用一项、二项和无穷项的傅里叶级数。并根据势能驻值原理以及引入相关无量纲参数,获得相应荷载下的弯扭屈曲无量纲临界弯矩解析解。通过对无穷级数形式解答的无量纲临界弯矩解析解进行收敛性分析,可得到精确解。应用有限元软件ANSYS对复合荷载下的工字形简支钢梁弯扭屈曲进行了数值模拟研究,与本文理论精确解进行了对比验证。(2)基于能量变分法,推导了单一均布荷载、跨中集中荷载、跨中对称集中荷载以及均布荷载和跨中集中荷载、均布荷载和跨中对称集中荷载下单轴对称工字形固支钢梁的弯扭屈曲总势能方程,其中截面弯扭变形的位移和转角分别选用一项、二项和无穷项的傅里叶级数来表达模态试函数。并根据势能驻值原理以及引入相关无量纲参数,获得此种荷载下的无量纲临界弯矩解析解。通过对无穷级数形式解答的无量纲临界弯矩解析解进行收敛性分析,可得到精确解析解。应用有限元软件ANSYS对五种荷载工况下工字形固支钢梁弯扭屈曲进行了数值模拟研究,对本文理论解进行了验证。(3)基于能量变分法,推导了均布荷载和端部集中荷载下单轴对称工字形悬臂钢梁弯扭屈曲总势能方程,其中截面弯扭变形的位移和转角分别选用一项、二项和无穷项的傅里叶级数来表达模态试函数。并根据势能驻值原理以及引入相关无量纲参数,获得此种荷载下的无量纲临界弯矩解析解。通过对无穷级数形式解答的无量纲临界弯矩解析解进行收敛性分析,可得到精确解析解。应用有限元软件ANSYS对均布荷载和端部集中荷载下的工字形悬臂钢梁弯扭屈曲进行了数值模拟研究,对本文理论解进行了验证。