(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210739642.8 (22)申请日 2022.06.28 (71)申请人 中国电力工程顾问集团西南电力设 计院有限公司 地址 610056 四川省成 都市成华区东 风路 16号 (72)发明人 何松洋　向越　梁明　韩大刚　 高元　鄢秀庆　马海云　王劲　 冯勇　黄兴　辜良雨　蒲凡　 周建军　肖兵　李钟　余霞　 何江华　高见　余国庆　李林　 廖邢军　王梦杰　龚涛　谢玉洁　 刘琴　张利如　李磊　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 张杰(51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/24(2006.01) G01L 5/16(2020.01) G06F 17/15(2006.01) (54)发明名称 一种+字形组合角钢构件填板 剪力计算方法 (57)摘要 本发明提供了一种+字形 组合角钢构件填板 剪力计算方法， 包括考虑填板连接的受力与组合 角钢构件极限破坏时的破坏模式， 根据二阶弯曲 的变形特点， 建立组合角钢构 件中性层横向剪力 与组合角钢构件受压时的跨中二阶弯曲变形的 函数关系； 计算组合角钢构 件受压时的跨中二阶 弯曲变形， 得出组合角钢构件中性层横向剪力； 根据剪力互等定理， 得出组合角钢构件中性层纵 向剪力； 根据填板布置型式， 确定填板处截面的 剪应力不均匀系数， 计算组合角钢构件的最不利 纵向剪力和最大纵向剪力。 克服原有的计算方法 的局限性， 对于不同填板布置型式的填板处截面 的剪应力的进行充分考量， 真实反映填板连接的 实际受力状态， 具有较强的实际应用价值和良好 的经济性。 权利要求书3页 说明书7页 附图5页 CN 115096695 A 2022.09.23 CN 115096695 A 1.一种+字形组合角钢构件填板 剪力计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 考虑填板连接的受力与组合角钢构件极限破坏时的破坏模式， 根据二阶弯曲的变 形特点， 建立组合角钢构件中性层横向剪力与组合角钢构件受压时的跨中二阶弯曲变形的 函数关系； S2、 计算组合角钢构件受压时的跨中二阶弯 曲变形， 并将计算结果带入S1所建立的函 数关系中， 得 出组合角钢构件中性层横向剪力表达式； S3、 根据剪力互等定理， 得 出组合角钢构件中性层纵向剪力表达式； S4、 根据填板布置型式， 确定填板处截面的剪应力不均匀系数， 并根据S3计算组合角钢 构件的最 不利纵向剪力和最大纵向剪力。 2.根据权利要求1所述的一种+字形组合角钢构件填板剪力计算方法， 其特征在于， 步 骤S1包括： S11、 根据组合角钢构件二阶弯曲的变形 特点， 计算 二阶弯矩； S12、 根据S11中的二阶弯矩， 建立组合角钢构件中性层横 向剪力与组合角钢构件受压 时的跨中二阶弯曲变形的函数关系。 3.根据权利要求2所述的一种+字形组合角钢构件填板剪力计算方法， 其特征在于， 步 骤S11中二阶弯 矩的计算方法如下： 步骤S12中组合角钢构件中性层横向剪力与组合角钢构件受压时的跨中二阶弯曲变形 的函数关系为： 其中： N为组合角钢构件受压时的轴压力； M为组合角钢构件受压时的二阶弯矩； f为组 合角钢构件受压时的跨中二阶弯曲变形； z为组合角钢构件长度方向上的坐标值； l为组合 角钢构件的长度。 4.根据权利要求3所述的一种+字形组合角钢构件填板剪力计算方法， 其特征在于， 步 骤S2包括： S21、 根据边缘屈服准则， 在弯曲最大截面下建立组合角钢构件截面的最大正应力与二 阶弯曲变形的函数关系； S22、 考虑最小轴失稳和平行轴失稳， 计算组合角钢构件的有效长细比； S23、 根据组合角钢构件的有效长细比确定稳定系数； S24、 根据S21， 计算组合角钢构件受压时的跨中二阶弯曲变形； S25、 将S24的计算结果带入到S12所建立的函数关系中， 得到组合角钢构件中性层横向 剪力表达式。 5.根据权利要求 4所述的一种+字形组合角钢构件填板 剪力计算方法， 其特 征在于， 步骤S21中， 组合角钢构件 截面的最大正应力与二阶弯曲变形的函数关系为： 其中， Mmax为组合角钢构件受压时的最大二阶弯矩； σmax为组合角钢构件截面的最大正权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115096695 A 2应力； A为组合角钢构件截面面积； W为组合角钢构件截面的弯曲模量； I为组合角钢构件截 面的惯性矩； h1为组合角钢构件 截面边缘屈服的高度； fd为组合角钢构件抗弯设计强度； 步骤S22中， 组合角钢构件的有效长细比计算方法为： 其中， λh为组合角钢构件 的有效长细比； λ0为组合角钢构件 的长细比； λ1为填板间单个 角钢构件的长细比； l1为填板间距； i为组合角钢构件的计算回转半径， 包括最小轴失稳和 平行轴失稳两种情况， 需要考虑填板对组合截面特性的影响； i1为单个角钢的最小回转半 径； 步骤S24中， 令组合角钢构件截面的最大正应力与组合角钢构件抗弯设计强度相等， 且 I＝Ai2， 则根据步骤S21中 的函数关系， 得出组合角钢 构件受压时的跨中二阶弯曲 变形为： 步骤S25中， 组合角钢构件中性层横向剪力表达式为： 6.根据权利要求5所述的一种+字形组合角钢构件填板剪力计算方法， 其特征在于， 在 步骤S3中， 根据剪力互等定理， 在组合角钢剪力错动的中性层上， 纵向剪力与横向剪力相 等， 则组合角钢构件中性层纵向剪力表达式与S25中角钢构件中性层横向剪力表达式相同。 7.根据权利要求6所述的一种+字形组合角钢构件填板剪力计算方法， 其特征在于， 所 述填板的布置形式包括一字形、 +字 分离式和+字焊接式， 当填板的布置形式为一字形或+字 分离式时， 填板处截面的剪应力不均匀系数的取值在3.2～3.4之间； 当填板的布置形式为 + 字焊接式时， 填板处截面的剪应力不均匀系数的取值在2.5～ 2.7之间。 8.根据权利要求7所述的一种+字形组合角钢构件填板剪力计算方法， 其特征在于， 组 合角钢的两端铰接连接， 填板按照长度方向三等分布置， 最接近铰接端的填板剪力最不利， 则组合角钢构件的最 不利纵向剪力为： 其中， n为填板布置分段数； t为填板厚度； η为不同填板布置型式时填板处截面的剪应 力不均匀系数。 9.根据权利要求8所述的一种+字形组合角钢构件填板剪力计算方法， 其特征在于， 剪 力最不利的填板的等分节点处剪力最大， 则组合角钢构件的最大纵向剪力为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115096695 A 3