本发明涉及输变电
技术领域：
，具体而言，涉及一种输电杆塔塔材及模板建模方法。
背景技术：
：我国输电杆塔产业链可从上游的设计院、制图公司延伸至下游的铁塔厂、施工单位及运维单位，杆塔结构设计与加工流程为设计院开展杆塔结构设计，通过三维线框模型生成司令图；制图公司以司令图为基础绘制施工图(蓝图)；铁塔厂以施工图为基准构建铁塔三维模型并生成加工零件图。而现有的杆塔模型由于不具备通用性导致结构设计、绘图、加工等各环节重复性建模，工作效率较低。中国专利公开号为：cn104504747b的发明专利申请公开了一种全参数化三维杆塔建模方法，该方法基于杆塔类型抽象出构成杆塔的所有节点，并进行编号，利用与杆塔工程参数相关的函数表达式描述每个节点的三维坐标，然后通过节点配对的形式描述每根钢材的三维空间位置，实现三维杆塔模型的创建。上述技术方案中，由于需要抽象出构成杆塔的所有节点，在表达每个节点的三维坐标过程中耗费时间较多，并且，仅仅通过节点配对的形式描述钢材的空间位置，使得建模效率较低且准确度较低。技术实现要素：鉴于此，本发明提出了一种输电杆塔塔材及模板建模方法，旨在解决现有技术中由于杆塔模型不具备通用性而导致的建模效率较低的问题。一个方面，本发明提出了一种输电杆塔塔材及模板建模方法，包括以下步骤：塔材及节点文件加载步骤，建立不同类型杆塔的杆件和节点的描述文件；模板文件加载步骤，根据所述塔材及节点参数定义步骤中加载的所述描述文件中的各个参数制定不同类型的节点模板文件；建模完成步骤，根据所述塔材及节点参数定义步骤中的所述描述文件和节点模板定制步骤制定的所述节点模板文件，生成杆塔三维模型。进一步地，上述输电杆塔塔材及模板建模方法中，所述塔材及节点文件加载步骤中，所述描述文件为cad格式的文件。进一步地，上述输电杆塔塔材及模板建模方法中，所述塔材及节点文件加载步骤中的所述描述文件包括：塔高及接腿数量、节点分配表、节点数量、节点详细信息、主材分段数量、主材分段详细信息、杆件材质代号表行数、杆件材质代号表、受力材杆件数量和补助材杆件数量以及杆件详细信息。进一步地，上述输电杆塔塔材及模板建模方法中，当杆塔为单基塔时，定义ie＝0，所述分配表中只记录一行参数：fmin、fmin、fmax、max、lb、bl和var；其中，ie表示塔高及接腿数量；各lb的个位数为该腿所属的本体，十位为该腿所包含的不等高腿的高度数；fmin＝接腿上的最小基础节点编号；fmax＝接腿上的最大基础节点编号；max＝补助材的最大端节点编号，无补助材时记为0；bl＝0；var＝0；当杆塔为多接腿多塔高杆塔时：定义本体数量为a，接腿数量为b，a为大于大于1的整数，b为大于大于1的整数；对每个所述本体a(i)记录多行参数为：tmin(i)、tmin(i)、tmax(i)、tmax(i)、max(i)、bl、var；其中，i表示本体序号，i为大于1的整数；tmin(i)为本体上同接腿有直接连接关系的的节点的最小编号；tmax(i)为本体上的最大节点编号；max(i)为本体上的补助材的最大端节点编号，无补助材时记为0；bl＝0；var＝0；对每个所述接腿b(j)记录多行参数为：jmin(j)、fmin(j)、fmax(j)、max(j)、lb(j)、var；其中，j表示接腿序号，j为大于1的整数；jmin(j)＝接腿上的最小节点编号、fmin(j)＝接腿上的最小基础节点编号、fmax(j)＝接腿上的最大基础节点编号、max(j)＝接腿上的补助材的最大端节点编号，无补助材时记为0；lb(j)的个位数为该腿所属的本体；十位为该腿所包含的不等高腿的高度数；var＝0；所述节点数量为第一类节点和第二类节点的总数量；所述节点详细信息包括：节点编号、节点生成类型、对称性、x坐标或节点编号、y坐标或节点编号、z坐标或节点编号；主材分段详细信息包括：起点-、终点、含单元数量n、第一单元起始节点-终止节点、第二单元起始节点-终止节点直至单元n起始节点-终止节点；所述杆件材质代号表包括：杆件材质和杆件材质代号；所述受力材杆件数量和所述补助材杆件数量之间以空格隔开；所述杆件详细信息包括：起点、终点、对称、杆件规格、起始端、螺栓规格、终止端螺栓规格和杆件重量。进一步地，上述输电杆塔塔材及模板建模方法中，所述模板文件加载步骤中的所述节点模板文件包括：主材标识、左侧角钢标识、右侧角钢标识、主材设置内容、左侧角钢设置内容、右侧角钢设置内容和连接板厚度。进一步地，上述输电杆塔塔材及模板建模方法中，所述主材标识包括：主材朝向和主材肢宽范围值；所述角钢标识包括：角钢相对主材朝向；主材设置内容包括：孔类型、端孔、端距，交叉孔信息，孔所在准线类型；左、右侧角钢设置内容均包括：正负头值，节点偏移值和多个孔类型信息。进一步地，上述输电杆塔塔材及模板建模方法中，所述节点模板文件中，以holetype表示孔类型，para1、para2分别表示某种类型孔的第一个参数和第二个参数，并作出如下定义：若holetype为1，表示孔类型为端孔，para1表示端距，para2表示端孔所在的准线类型；若holetype为2，表示孔类型为偏移孔，para1表示偏移量，para2表示偏移孔所在的准线类型；若holetype为3，表示孔类型为交叉孔，para1交叉杆件在主材的左侧或右侧，para2表示主材左侧或者右侧的交叉杆件的索引；若holetype为4，表示映射孔，para1表示映射主材上第几个孔，para2表示映射孔所在的准线类型；以leftpolenum、rightpolenum分别表示左、右侧角钢数量，offset表示正负头，pointoffset表示节点偏移；以singplatethickness表示连接板厚度。进一步地，上述输电杆塔塔材及模板建模方法中，所述模板文件加载步骤中的所述节点模板包括：第一节点模板和第二节点模板；其中，所述第一节点模板对应的塔材连接形式为：一根斜材杆件设有两个螺栓孔，另一根斜材杆件设有一个螺栓孔；第二节点模板对应的塔材连接形式为：一根主材连接两根斜材杆件和一根横材杆件，并且，两根所述斜材杆件和所述横材杆件均通过一个螺栓孔连接。进一步地，上述输电杆塔塔材及模板建模方法中，所述建模完成步骤包括：根据所述塔材及节点文件加载步骤中的所述描述文件确定不同类型的杆件的连接关系后，自动添加所述模板文件加载步骤中制定的模板以生成杆塔的三维模型。本发明中，通过创建杆塔建模加载文件格式，充分分析了主流杆塔荷载计算软件的荷载结果输出格式，有效提取了输电杆塔的塔型、节点、分段、材质、杆件规格及连接等信息；通过创建输电杆塔单面板模板文件，分析模板的连接方法，总结归纳了模板连接的一般规律，可根据主材和斜材的连接关系有效识别模板的位置，提高了建模的效率，对于后续将杆塔建模延伸到设计环节，减少建模工作量，促进杆塔数字化交付具有重要的指导意义。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本发明实施例提供的输电杆塔塔材及模板建模方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。参阅图1，本发明实施例的输电杆塔塔材及模板建模方法包括以下步骤：塔材及节点文件加载步骤s1，建立不同类型杆塔的杆件和节点的描述文件。具体而言，本实施例中的杆塔可以为角钢塔，塔材包括了承担铁塔主要受力的主材、连接相邻两根主材且交叉设置的斜材、横材等。具体实施时描述文件为cad格式的文件，cad格式的文件包括以下内容：塔高及接腿数量、节点分配表、节点数量、节点详细信息、主材分段数量、主材分段详细信息、杆件材质代号表行数、杆件材质代号表、受力材杆件数量和补助材杆件数量以及杆件详细信息。具体的加载文件格式如下表1所示：表1序号名称1塔高及接腿数量2节点分配表3节点数量4节点详细信息5主材分段数量6分段详细信息7杆件材质代号表行数8杆件材质代号表9受力材杆件数量，补助材杆件数量10杆件详细信息下面对表中各行内容进行说明：当杆塔为单基塔时，定义ie＝0(ie表示不同塔高不同接腿数量的杆塔的类型)，表1中第一行的数据为0。表1中第2部分的节点分配表中只记录一行参数：fmin、fmin、fmax、max、lb、bl和var；其中，ie表示单基塔或者多基塔；各lb的个位数为该腿所属的本体，也就是说各lb的个位数为该接腿的高度号，十位为该腿所包含的不等高腿的高度数，实际情况中最多允许有4个高度；fmin＝接腿上的最小基础节点编号；fmax＝接腿上的最大基础节点编号；max＝补助材的最大端节点编号，无补助材时记为0；bl＝0；var＝0。此时的分配表可表示为表2：表2fminfminfmaxmaxblvar当杆塔为多接腿多塔高杆塔时：定义本体数量为a，接腿数量为b，a为大于大于1的整数，b为大于大于1的整数；本体是指每段塔高对应的杆塔塔身，多接腿是指受地形地物地段的影响，铁塔的四条腿中出线的长短级别不同的接腿。对每个本体a(i)记录多行参数为：tmin(i)、tmin(i)、tmax(i)、tmax(i)、max(i)、bl、var；其中，i表示本体序号，i为大于1的整数；tmin(i)为本体上本体上同接腿有直接连接关系的节点的最小编号；tmax(i)为本体上的最大节点编号；max(i)为本体上的补助材的最大端节点编号，无补助材时记为0；bl＝0；var＝0；对每个接腿b(j)记录多行参数为：jmin(j)、fmin(j)、fmax(j)、max(j)、lb(j)、var；其中，j表示接腿序号，j为大于1的整数；jmin(j)＝接腿上的最小节点编号、fmin(j)＝接腿上的最小基础节点编号、fmax(j)＝接腿上的最大基础节点编号、max(j)＝接腿上的补助材的最大端节点编号，无补助材时记为0；lb(j)的个位数为该腿所属的本体，也就是说各lb的个位数为该接腿的高度号；十位为该腿所包含的不等高腿的高度数；var＝0。此时表1中第2部分的节点分配表可表示为表3：表3节点数量为第一类节点和第二类节点的总数量。第一类节点可以为本领域技术人员所熟知的杆塔关键节点；第二类节点可以为本领域技术人员所熟知的比例节点和偏移节点。具体实施时，将第一类节点和第二类节点的数量统计后填充至表1中第3部分。节点详细信息包括：节点编号、节点生成类型、对称性、x坐标或节点编号、y坐标或节点编号、z坐标或节点编号。具体实施时，对不同的节点进行编号，将不同编号的节点的相关属性和坐标参数填充至表1中第4部分。主材分段数量。具体实施时，将组成杆塔本体的主材进行分段后的段数填充至表1的第5部分。主材分段详细信息包括：起点-、终点、含单元数量n、第一单元起始节点-终止节点、第二单元起始节点-终止节点直至第n单元起始节点-终止节点。具体实施时，可以将主材分为n个单元，每个单元表示一段，然后确定整个主材的起点和终点坐标，并确定分段后每段主材的起点和终点坐标，最后按照上述格式将对主材分段后的相关参数填充至表1中的第6部分。杆件材质代号表行数。也就是说将杆件材质代号表中的行数放至表1的第7部分。杆件材质代号表包括：杆件材质和杆件材质代号。具体实施时，将组成塔材的各杆件的材质和材质代号填充至表1中第8部分，可表示如表4：表4杆件材质杆件材质代号受力材杆件数量和补助材杆件数量之间以空格隔开。具体实施时，将组成主材和补助材的杆件数量分别填充至表1中第9部分并以空格隔开。杆件详细信息包括：起点、终点、对称、杆件规格、起始端、螺栓规格、终止端螺栓规格和杆件重量。具体实施时，将各杆件的起点、终点坐标以及相关属性填充至表1中第10部分中，当起始端、终止端螺栓规格字段不存在时，用“-”代替。模板文件加载步骤s2，根据塔材及节点文件加载步骤中加载的描述文件中的各个参数制定不同类型的节点模板文件。具体而言，节点模板文件可以包括：主材标识、左侧角钢标识、右侧角钢标识、主材设置内容、左侧角钢设置内容、右侧角钢设置内容和连接板厚度(连接主材与左、右侧角钢的钢板厚度)。其中，主材标识包括：主材朝向和主材肢宽范围值；角钢标识包括：角钢相对主材朝向；主材设置内容包括：主材的孔类型、端孔、端距，交叉孔信息，孔所在的准线类型；左、右侧角钢设置内容均包括：正负头值，节点偏移值和多个孔类型信息。需要说明的是，本实施例中的模板为单面板。节点单面板模板文件中，以holetype表示孔类型，para1、para2分别表示某种类型孔的第一个参数和第二个参数，并作出如下定义：(1)若holetype为1，表示孔类型为端孔，para1表示端距，para2表示端孔所在的准线类型；(2)若holetype为2，表示孔类型为偏移孔，para1表示偏移量，para2表示偏移孔所在的准线类型；(3)若holetype为3，表示孔类型为交叉孔，para1表示交叉杆件在主材的左侧或右侧(1表示左侧、2表示右侧)；para2表示主材左侧或者右侧的交叉杆件的索引(从1开始)，其中，交叉杆件为斜材；(4)若holetype为4，表示映射孔，para1表示映射主材上第几个孔(从1开始)，para2表示映射孔所在的准线类型；(5)以leftpolenum、rightpolenum分别表示左、右侧角钢数量，offset表示正负头，pointoffset表示节点偏移；(6)以singplatethickness表示连接板厚度。具体实施时，可以将节点模板文件分为6个部分。其中，可以将poletype、para1和para2的参数值填充至第一部分；将左侧角钢数量leftpolenum的参数值填充至第二部分；将左侧角钢中对应的offset、pointoffset、poletype、para1和para2参数值填充至第三部分；将右侧角钢数量rightpolenum的参数值填充至第四部分；将右侧角钢中对应的offset、pointoffset、poletype、para1和para2的参数值填充至第五部分，将模板厚度填充至第六部分。本实施例中，节点模板可以包括：第一节点模板和第二节点模板；其中，第一节点模板对应的塔材连接形式为：一根斜材杆件设有两个螺栓孔，另一根斜材杆件设有一个螺栓孔。第二节点模板对应的塔材连接形式为：一根主材连接两根斜材杆件和一根横材杆件，并且，两根斜材杆件和横材杆件均通过一个螺栓孔连接。建模完成步骤s3，根据塔材及节点参数定义步骤中的描述文件和节点模板定制步骤制定的单面板，生成杆塔三维模型。具体而言，建模完成步骤包括：根据塔材及节点文件加载步骤中的描述文件确定不同类型的杆件的连接关系后，自动添加模板文件加载步骤中制定的单面板以生成杆塔的三维模型。该步骤的具体过程如下：(1)执行整塔创建命令，读取步骤s1中创建的cad文件，将整塔创建出来。创建的实体包括：所有的第一类节点、所有的第二类节点(比如：比例节点、偏移节点等)和所有的杆件。经过该步骤确定了节点和杆件的位置，但杆件还没有区分主材、斜材或者搭接材，也就是说杆件的搭接关系还没有处理；(2)执行设置主材命令，每次选中4根第一步创建出来的整塔中的主材杆件，然后将选中的4根杆件设置为主材，重复执行该命令可以将整塔中的所有主材进行设置，并调整塔身和横担主材的开口方向；(3)批量设置搭接材命令，通过执行该命令，可以将整塔中的搭接材(斜材和补助材)基本正确的搭接到主材上，并且，可以调整斜材和补助材的肢朝向或者肢侧向；(4)执行自动处理连接杆件命令，可以自动在角钢上添加螺栓孔和单面板，至此，杆塔的三维模型建立完成。上述显然可以得出，本实施例中提供的输电杆塔塔材及模板建模方法，通过创建杆塔建模加载文件格式，充分分析了主流杆塔荷载计算软件的荷载结果输出格式，有效提取了输电杆塔的塔型、节点、分段、材质、杆件规格及连接等信息；通过创建输电杆塔节点模板文件，分析模板的连接方法，总结归纳了模板连接的一般规律，可根据主材和斜材的连接关系有效识别模板的位置，提高了建模的效率。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12