专利名称：一种特高压钢管塔内力计算方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及特高压输电设备技术领域，特别涉及一种特高压钢管塔内力计 算方法及装置。
背景技术：
为了减少输电损耗，提高输电质量，我国目前建设了首条特高压输电线路。
特高压交流输电，是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技 术。特高压输电技术具有远距离、大容量、低损耗和经济性等特点。虽然特高 压输电技术具有以上优点，但是由于特高压的电压等级很高，对输电线路铁塔 都有很高的要求。
由于钢管的截面特性优良、构件体形系数小、外形美观，并且钢管塔能显 著降低塔重，因此钢管塔在我国特高压输电线路的建设中被广泛采用。特高压 钢管塔作为特高压输电线路的重要组成部分， 一旦发生事故，对电网将造成灾 难性的冲击。特高压电网的安全稳定运^"关系着我国能源结构的安全，这对特 高压钢管塔的可靠性提出了更高的要求。
目前关于钢管塔的内力计算均采用整体空间桁架法进行^^莫型简化计算。整 体空间桁架法分析钢管塔的内力时，假定所有杆架均为两端铰接只受轴向力作 用的杆单元。
SZT2钢管试验塔是国内第一基1000kV特高压双回路输电线路真型试验 塔，目前还没有成熟的杆塔设计技术规程，试验钢管塔设计主要参照《1000kV 交流架空输电线路设计暂行技术规定》(Q/GDW 178-2008)及《架空送电线 路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154 - 2002 )中的有关条文进行设计，整 塔采用整体空间桁架法进行内力分析计算。试验结果表明塔身主材试验分析所 得的实测内力均比理论计算内力偏大，并且受压腿部和塔身主材端部出现了明 显的局部屈曲现象。
因此，目前这种利用整体空间街架法计算钢管塔的内力与实际内力不一 致，计算不准确。
发明内容
6本发明要解决的技术问题是提供一种特高压钢管塔内力计算方法及装置， 能够准确计算钢管塔的内力。
本发明实施例提供一种特高压钢管塔内力计算方法，包括 将钢管塔的主材釆用梁单元模型来计算内力； 将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元模型来计算内力。 优选地，所述钢管塔的主材包括
上导线横担上平面主材、上导线横担下平面主材、中导线横担上平面主材、 中导线横担下平面主材、下导线横担上平面主材、下导线横担下平面主材、地 线支架上平面主材、地线支架下平面主材和塔身主材。
优选地，还包括将大风工况作为塔身主材控制工况。
优选地，所述将钢管塔的主材采用梁单元模型计算内力，具体为
分别计算梁单元的强度应力和稳定应力；
选取所述梁单元的强度应力和稳定应力中的较大值作为梁单元的受力。 优选地，所述将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元模型计算内力，具 体为
分别计算杆单元的强度应力和稳定应力；
选取所述杆单元的强度应力和稳定应力中的较大值作为杆单元的受力。 优选地，所述梁单元的强度应力的计算具体为
4 一 ^『"—^『"z
其中/y、 ^为与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于圓管截面^、 h取值均为1.15; Mv、 M-分别为同一截面处绕y轴和绕z轴的弯矩；环；和 P^分别为对y轴和对z轴的净截面模量；
N为杆件轴力，An为杆件净截面积；
公式中的加号和减号选择具体为轴力与弯矩产生同向应力时取加号，反
向应力时取减号；
所述梁单元的稳定应力的计算具体为
_， W ,其中<formula>formula see original document page 8</formula>
p为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；
m为所计算主材段范围内的最大弯矩；
^为在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量；
凡为等效弯矩系数<formula>formula see original document page 8</formula>m,和M2为端弯矩，使构件产生同
向曲率时取同号，使构件产生反向曲率时取异号，|m，|^m2|; N为^H牛轴力，A为^H牛毛截面积。 优选地，所述杆单元的强度应力的计算具体为<formula>formula see original document page 8</formula>
N为杆件轴力，An为杆件的净截面积； 所述杆单元的稳定应力的计算具体为
<formula>formula see original document page 8</formula>
^为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；N为杆件轴力，A为杆件 的毛截面积、。
本发明实施例还提供一种特高压钢管塔内力计算装置，包括梁单元内力 计算单元和杆单元内力计算单元；
所述梁单元内力计算单元，用于将钢管塔的主材采用梁单元模型来计算内
力；
所述杆单元内力计算单元，用于将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元 模型来计算内力。
优选地，所述梁单元内力计算单元包括梁单元强度应力计算模块、梁单元 稳定应力计算模块和梁单元内力比较模块；
所述梁单元强度应力计算模块，用于通过以下公式计算梁单元的强度应
力4 Wv尺'l
其中A为与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于圆管截面/, A取值均为1.15; M, M:分别为同一截面处绕y轴和绕z轴的弯矩；Pf^.和 『^分别为对y轴和对z轴的净截面才莫量；
N为杆件轴力，An为杆件净截面积；
公式中的加号和减号选择具体为轴力与弯矩产生同向应力时取加号，反 向应力时取减号；
所述梁单元稳定应力计算模块，用于通过以下公式计算梁单元的稳定应
力
^丄+
其中A^=;r2￡^/(1.U2);
P为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；
M为所计算主材段范围内的最大弯矩；
巧为在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量；
/ 为等效弯矩系数，A = 0.65 +0.35M,和A为端弯矩，使构件产生同
向曲率时取同号，使构件产生反向曲率时取异号，IM,I^M"; N为杆件轴力，A为杆件毛截面积；
所述梁单元内力比较单元，用于比较所述梁单元强度应力计算模块和梁单 元稳定应力计算模块计算的力的大小，将较大值作为梁单元的内力。
优选地，所述杆单元内力计算单元包括杆单元强度应力计算模块、杆单元 稳定应力计算模块和杆单元内力比较模块；
所述杆单元强度应力计算模块，用于通过以下公式计算杆单元的强度应
力
o"3 =——
9N为杆件轴力，An为杆件净截面积；
所述杆单元稳定应力计算模块，用于通过以下公式计算杆单元的温度受
力
cr4 =——
p为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；N为杆件轴力，A为杆件 毛截面积；
所述杆单元内力比较单元，用于比较所述杆单元强度应力计算模块和杆单
元稳定应力模块计算的力的大小，将较大的力作为杆单元的内力。 与现有技术相比，本发明具有以下优点
本发明提供的特高压钢管塔内力计算方法和装置，将钢管塔的主材建立为 梁单元计算其受力情况，将除了主材以外的部分建立杆单元计算其受力情况。
由于杆单元为杆件两端4交接的单元类型，单元两个杆端节点均只可产生三个方 向的线位移，只能承受轴向力而不能承受弯矩；梁单元为杆件两端刚接的单元 类型，单元两个杆端节点均可产生三个方向的线位移和三个方向的转动位移， 能够承受轴向力和弯矩。这样计算出来的钢管塔受力更接近真实钢管塔的受力 情况，比现有技术中完全将钢管塔按照杆单元来计算其受力更加准确。
图1是本发明特高压钢管塔内力计算方法第一实施例流程图； 图2是本发明特高压钢管塔示意图3是本发明特高压钢管塔内力计算方法第二实施例流程图； 图4是本发明特高压钢管塔内力计算装置第一实施例结构图； 图5是本发明特高压钢管塔内力计算装置第二实施例结构图。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对 本发明的具体实施方式
估文详细的i兌明。 方法实施例一
参见图1,该图为本发明特高压钢管塔内力计算方法第一实施例流程图。 S101:将钢管塔的主材采用梁单元模型来计算内力。参见图2，该图为本发明特高压钢管塔示意图。
所述钢管塔的主材包括
上导线横担上平面主材201、上导线横担下平面主材202、中导线一黄4旦上 平面主材203、中导线冲黄:担下平面主材204、下导线4黄4旦上平面主材205、下 导线;f黄担下平面主材206、地线支架上平面主材207、地线支架下平面主材208 和塔身主材209。
以上所述主材均采用梁单元模型来计算这些部件的受力情况。梁单元为杆 件两端刚接的单元类型，单元两个杆端节点均可产生三个方向的线位移和三个 方向的转动位移，能够承受轴向力和弯矩。
梁单元既承受轴向力又承受弯矩。
S102:将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元模型来计算内力。
如图2所示，除了主材以外的其他部分均采用杆单元模型来计算其受力情
况。杆单元为杆件两端铰接的单元类型，单元两个杆端节点均只可产生三个方
向的线位移，只能承受轴向力而不能承受弯矩。
需要说明的是，S101和S102的时间顺序不做限制。
本发明提供的特高压钢管塔内力计算方法，将钢管^^的主材建立为梁单元 模型计算其受力情况，将除了主材以外的部分建立杆单元模型计算其受力情
况。由于杆单元为杆件两端铰接的单元类型，单元两个杆端节点均只可产生三 个方向的线位移，只能承受轴向力而不能承受弯矩；梁单元为杆件两端刚接的 单元类型，单元两个杆端节点均可产生三个方向的线位移和三个方向的转动位 移，能够承受轴向力和弯矩。这样计算出来的钢管塔受力更接近真实钢管塔的 受力情况，比现有技术中完全将钢管塔按照杆单元来计算其受力更加准确。
方法实施例二
下面详细介绍梁单元和杆单元受力的计算方法。
无论是梁单元还是杆单元均从强度和稳定性两个方面分别计算其受力情 况，取其中较大值作为受力标准。
参见图3，该图为本发明特高压钢管塔内力计算方法第二实施例流程图。 所述将钢管塔的主材采用梁单元模型计算内力，具体为
iiS301:分别计算梁单元的强度应力和稳定应力, 梁单元的强度应力的计算具体为
<formula>formula see original document page 12</formula>
其中^、 A为与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于圆管截面4、 ^:f又值均为1.15; M, M,分别为同一截面处绕y轴和绕z轴的弯矩；fT^和 『 2分别为对y轴和对z轴的净截面模量；
N为杆件轴力，A。为杆件净截面积；
公式中的加号和减号选择具体为轴向力与弯矩产生同向应力时取加号， 反向应力时取减号。
梁单元的稳定应力的计算具体为
,2 =上+ ^^
w五
;^(1 — 0.87) 其中《=;rl&4/(l.U2);
p为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；
m为所计算主材段范围内的最大弯矩；
巧为在弯矩作用平面内对较大受压纤维的净截面模量；
〃为等效弯矩系数，^=0.65 + 0.35^; M,和M2为端弯矩，使构件产生同
向曲率时M,和M2取同号，使构件产生反向曲率时M,和M2取异号，iMd—Md; N为杆件轴力，A为杆件毛截面积。
S302:比较梁单元的强度应力(jl和稳定应力o"2的大小，取其中的较大值 作为梁单元的内力。
S303:分别计算杆单元的强度应力和稳定应力。 杆单元的强度应力的计算具体为
N为杆件轴力，An为杆件净截面积。
12杆单元的稳定应力的计算具体为
<formula>formula see original document page 13</formula>
^为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；N为杆件轴力，A为杆件 毛截面积。
S304:比较杆单元的强度应力a3和稳定应力cr4的大小，取其中的l交大值 作为杆单元的内力。
需要说明的是，上述计算梁单元的内力和杆单元的内力没有先后顺序。 计算出梁单元的内力和杆单元的内力以后，在设计钢管塔时以此内力为依
据进行选材，使钢管能够承受较大的内力，以免在实际应用中出现拉、压或压
弯的破坏情况。
下面结合具体一个钢管塔模型介绍应用本发明所述方法计算出来的钢管 塔各个杆件的内力状态。
特高压双回路钢管塔呼高51m,全高98m,塔重198t。 水平档3巨460m，垂直档3巨365m ~ 700m。 设计风速30m/s,覆水厚度15mm。
上导线横担上平面主材、上导线横担下平面主材、中导线横担上平面主材、 中导线横担下平面主材、下导线横担上平面主材、下导线横担下平面主材、地 线支架上平面主材、地线支架下平面主材及塔身主材采用梁单元，其余塔材采 用杆单元，建立梁杆混合单元计算^t型。
分别对该模型进行大风工况、覆水工况、断线工况、安装工况等共计79 个工况的分析计算。
将钢管塔梁单元和杆单元受力最大的工况作为基准，以此工况下的受力作 为依据来选择钢管塔的材料。
其中60度大风工况作为塔身主材的控制工况。
在60度大风塔身主材的控制工况下，以塔身变坡处上、下主材及塔腿处 塔身主材为例说明梁单元主材的内力计算结果，并按照《钢结构设计规范》(GB 50017-2003 )中关于压弯构件强度和稳定的计算公式进行内力计算，然后比较 计算结果，以较大的力作为内力。塔身变坡处上主材轴压力为6536.16kN，两端弯矩最大值分别为 424.52kN-m和51.95kN.m,其强度应力为322.25MPa，稳、定应力为297.28MPa。
塔身变坡处下主材轴压力为7061.16kN，两端弯矩最大值分别为 427.57kN-m和49.54kN'm,其强度应力为340.85MPa,稳、定应力为344.93MPa。
塔腿处塔身主材轴压力为7136.64kN,两端弯矩最大值分别为252.41kN-m 和2.96kN-m，其强度应力为275.19MPa，稳定应力为283.40MPa。
采用输电铁塔通用计算方法整体空间桁架模型对该特高压钢管塔进行计 算分析。60度大风工况下
塔身变坡处上主材轴压力为6632.54kN,弯矩值为零，控制应力值为 247.2MPa。塔身变坡处下主材轴压力为7164.90kN,弯矩值为零，控制应力值 为266.3MPa。塔腿处塔身主材轴压力为7387.28kN,弯矩值为零，控制应力值 为252.7MPa。
将特高压钢管塔梁杆混合单元模型下主材梁单元的计算结果与整体空间 街架模型主材杆单元的计算结果进行对比分析。
梁杆混合模型下主材强度应力和稳定应力与整体空间桁架模型下主材控 制应力的比值，塔身变坡处上主材强度应力比为1.304，稳定应力比为1.203; 塔身变坡处下主材强度应力比为1.280,稳定应力比为1.295;塔腿处塔身主材 强度应力比为1.089，稳定应力比为1.121。
由此可见，特高压钢管塔梁杆混合单元模型下，计算的主材应力较整体空 间桁架模型下计算的主材应力有明显的提高。
稳定应力的提高可以解释特高压钢管塔真型试验塔身主材端部的局部屈 曲现象，强度应力的提高可以解释特高压钢管塔真型试验实测应力较理论计算 应力偏大的问题。梁杆混合单元计算模型能够更加准确地反映特高压钢管塔的 实际受力状态，计算方法更加合理。
基于上述一种特高压钢管i^内力计算方法，本发明还提供了一种特高压钢 管塔内力计算装置，下面结合具体实施例来详细说明其组成部分。
参见图4,该图为本发明特高压钢管塔内力计算装置第一实施例结构图。
本实施例提供的特高压钢管塔内力计算装置包括梁单元内力 算单元 401和杆单元内力计算单元402。所述梁单元内力计算单元401,用于将钢管塔的主材采用梁单元模型来计 算内力。
所述钢管塔的主材包括
上导线横担上平面主材、上导线横担下平面主材、中导线横担上平面主材、 中导线横担下平面主材、下导线横担上平面主材、下导线横担下平面主材、地
线支架上平面主材、地线支架下平面主材和塔身主材。
以上所述主材均采用梁单元模型来计算这些部件的受力情况。梁单元为杆 件两端刚接的单元类型，单元两个杆端节点均可产生三个方向的线位移和三个 方向的转动位移，能够承受轴向力和弯矩。
梁单元既承受轴向力又承受弯矩。
所述杆单元内力计算单元402,用于将钢管塔除了主材以外的部分釆用杆 单元模型来计算内力。
除了主材以外的其他部分均采用杆单元模型来计算其受力情况。杆单元为 杆件两端铰接的单元类型，单元两个杆端节点均只可产生三个方向的线位移， 只能承受轴向力而不能承受弯矩。
本发明提供的特高压钢管塔内力计算装置，将钢管i^的主材建立为梁单元 计算其受力情况，将除了主材以外的部分建立杆单元计算其受力情况。由于杆 单元为杆件两端铰接的单元类型，单元两个杆端节点均只可产生三个方向的线 位移，只能承受轴向力而不能承受弯矩；梁单元为杆件两端刚接的单元类型， 单元两个杆端节点均可产生三个方向的线位移和三个方向的转动位移，能够寿义 受轴向力和弯矩。这样计算出来的钢管塔受力更接近真实钢管塔的受力情况， 比现有技术中完全将钢管塔按照杆单元来计算其受力更加准确。
参见图5，该图为本发明特高压钢管塔内力计算装置第二实施例结构图。
本实施例提供的梁单元内力计算单元包括梁单元强度应力计算模块501、 梁单元稳定应力计算才莫块502和梁单元内力比较模块503。
所述梁单元强度应力计算模块501,用于通过以下公式计算梁单元的强度 应力其中^、 ；^为与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于圓管截面^、 ^取值均为1.15; M, M,分别为同一截面处绕y轴和绕z轴的弯矩；『^和 『 2分别为对y轴和对z轴的净截面模量；
N为杆件轴力，An为杆件净截面积；
公式中的加号和减号选择具体为轴力与弯矩产生同向应力时取加号，反 向应力时取减号；
所述梁单元稳定应力计算模块502，用于通过以下公式计算梁单元的稳定 应力
^ ，-0.8^)
其中《=兀2^&4/(1.1;12);
p为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；
m为所计算主材段范围内的最大弯矩；
^为在弯矩作用平面内对较大受压纤维的净截面模量；
/ 为等效弯矩系数，^=0.65 + 0.35^; m,和似2为端弯矩,使构件产生同
向曲率时取同号，使构件产生反向曲率时取异号，|^|^m2|; N为杆件轴力，A为杆件毛截面积；
所述梁单元内力比较单元503，用于比较所述梁单元强度应力计算模块和 梁单元稳定应力计算模块计算的力的大小，将较大的力作为梁单元的内力。
本实施例提供的杆单元内力计算单元包括杆单元强度应力计算模块504、 杆单元稳定应力计算模块505和杆单元内力比较模块506。
所述杆单元强度应力计算模块504,用于通过以下公式计算杆单元的强度 应力
N为杆件轴力，An为杆件净截面积；
所述杆单元稳定应力计算模块505,用于通过以下公式计算杆单元的稳定应力
<t4 =—
^为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；N为杆件轴力，A为杆件
毛截面积；
所述杆单元内力比较单元506,用于比较所述杆单元强度应力计算模块和杆单元稳定应力模块计算的力的大小，将较大值作为杆单元的内力。
计算出梁单元的内力和杆单元的内力以后，在设计钢管塔时以此内力为依据进行选材，使钢管能够承受较大的内力，以免在实际应用中出现拉、压或压弯的破坏情况。
实验证明，本发明将特高压钢管塔按照梁杆混合单元的模型计算出来的内力比原来仅按照杆单元计算出来的内力要大，这样更符合实际钢管塔的受力情况，按照梁杆混合单元计算出来的内力来设计钢管塔可以满足各种工况下的内力要求，防止钢管塔出现拉、压或压弯破坏，从而保障特高压输电线路的稳定安全运行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1、一种特高压钢管塔内力计算方法，其特征在于，包括将钢管塔的主材采用梁单元模型来计算内力；将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元模型来计算内力。
2、 根据权利要求1所述的特高压钢管塔内力计算方法，其特征在于，所 述钢管塔的主材包括上导线横担上平面主材、上导线横担下平面主材、中导线横担上平面主材、 中导线横担下平面主材、下导线横担上平面主材、下导线横担下平面主材、地 线支架上平面主材、地线支架下平面主材和i^身主材。
3、 根据权利要求1所述的特高压钢管塔内力计算方法，其特征在于，还 包括将大风工况作为塔身主材控制工况。
4、 根据权利要求1所述的特高压钢管塔内力计算方法，其特征在于，所 述将钢管塔的主材采用梁单元模型计算内力，具体为分别计算梁单元的强度应力和稳定应力；选取所述梁单元的强度应力和稳定应力中的较大值作为梁单元的受力。
5、 根据权利要求1所述的特高压钢管塔内力计算方法，其特征在于，所 述将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元模型计算内力，具体为分别计算杆单元的强度应力和稳定应力；选取所述杆单元的强度应力和稳定应力中的较大值作为杆单元的受力。
6、 根据权利要求4所述的特高压钢管塔内力计算方法，其特征在于，所 述梁单元的强度应力的计算具体为其中yy、 ；^为与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于圆管截面;^、 ^取值均为1.15; My、 Mz分别为同一截面处绕y轴和绕z轴的弯矩；『^和 『^分别为对y轴和对z轴的净截面才莫量；N为杆件轴力，An为杆件净截面积；公式中的加号和减号选择具体为轴力与弯矩产生同向应力时取加号，反 向应力时取减号；所述梁单元的稳定应力的计算具体为其中<formula>formula see original document page 3</formula>p为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；M为所计算主材段范围内的最大弯矩；^为在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面^^莫量；/ 为等效弯矩系数，0.65 + 0.35M,和i^为端弯矩，使构件产生同<formula>formula see original document page 3</formula>向曲率时取同号，使构件产生反向曲率时取异号，iMj^il^l; N为杆件轴力，A为杆件毛截面积。
7、 根据权利要求5所述的特高压钢管塔内力计算方法，其特征在于，所 述杆单元的强度应力的计算具体为<formula>formula see original document page 3</formula>N为杆件轴力，An为杆件的净截面积； 所述杆单元的稳定应力的计算具体为<formula>formula see original document page 3</formula>^为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；N为杆件轴力，A为杆件 的毛截面积。
8、 一种特高压钢管塔内力计算装置，其特征在于，包括梁单元内力计 算单元和杆单元内力计算单元；所述梁单元内力计算单元，用于将钢管塔的主材采用梁单元模型来计算内力；所述杆单元内力计算单元，用于将钢管塔除了主材以外的部分釆用杆单元 模型来计算内力。
9、 根据权利要求8所述的特高压钢管塔内力计算装置，其特征在于，所 述梁单元内力计算单元包括梁单元强度应力计算模块、梁单元稳定应力计算模块和梁单元内力比较模块；所述梁单元强度应力计算模块，用于通过以下公式计算梁单元的强度应力其中;^为与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于圆管截面^、 ^取J直均为1.15; M, M^分别为同一截面处绕y轴和绕z轴的弯矩；『^和 『^分别为对y轴和对z轴的净截面才莫量；N为杆件轴力，An为杆件净截面积；公式中的加号和减号选择具体为轴力与弯矩产生同向应力时取加号，反 向应力时取减号；所述梁单元稳定应力计算模块，用于通过以下公式计算梁单元的稳定应力<formula>formula see original document page 4</formula>其中 <formula>formula see original document page 4</formula>P为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；m为所计算主材段范围内的最大弯矩；^为在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量；A为等效弯矩系数，A =0.65 +0.35m,和碼为端弯矩，使构件产生同Mi .向曲率时取同号，使构件产生反向曲率时取异号，|m,|^m2|; N为杆件轴力，A为杆件毛截面积；所述梁单元内力比较单元，用于比较所述梁单元强度应力计算模块和梁单 元稳定应力计算模块计算的力的大小，将较大值作为梁单元的内力。
10、根据权利要求8所述的特高压钢管塔内力计算装置，其特征在于，所 述杆单元内力计算单元包括杆单元强度应力计算模块、杆单元稳定应力计算模 块和杆单元内力比较模块；所述杆单元强度应力计算模块，用于通过以下公式计算杆单元的强度应力N为杆件轴力，An为杆件净截面积；所述杆单元稳定应力计算模块，用于通过以下公式计算杆单元的温度受力cr4 =—w为弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；N为杆件轴力，A为杆件毛截面积；所述杆单元内力比较单元，用于比较所述杆单元强度应力计算模块和杆单 元稳定应力模块计算的力的大小，将较大的力作为杆单元的内力。
全文摘要
本发明提供一种特高压钢管塔内力计算方法及装置。所述方法包括将钢管塔的主材采用梁单元模型来计算内力；将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元模型来计算内力。由于杆单元为杆件两端铰接的单元类型，单元两个杆端节点均只可产生三个方向的线位移，只能承受轴向力而不能承受弯矩；梁单元为杆件两端刚接的单元类型，单元两个杆端节点均可产生三个方向的线位移和三个方向的转动位移，能够承受轴向力和弯矩。这样计算出来的钢管塔受力更接近真实钢管塔的受力情况，比现有技术中完全将钢管塔按照杆单元来计算其受力更加准确。
文档编号G01N3/00GK101634619SQ20091016826
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者刘振亚, 昕 孙, 峰 李, 李茂华, 杨靖波, 杨风利, 韩军科 申请人:中国电力科学研究院;国家电网公司