专利名称：连接管钢梁不同平面间的斜角钢制弯计算方法
技术领域：
本发明涉及一种计算方法，特别是一种应用于管钢梁收ロ结构处的针对于不同平面内的主钢管间连接用斜角钢的制弯计算方法。
背景技术：
电カ系统中500kV及以上变电站架构的钢梁大部分是三角形管钢梁，即钢梁的外形呈三角形结构。钢梁包括三条主钢管以及连接三根主钢管的侧面角钢斜材和底面角钢斜材。对于管钢梁的中间部分，由于三根主钢管相互平行，计算构件的结构尺寸在平面内进行，因此相对比较简単。但是对于管钢梁的两端的收ロ部分，由于收ロ部分底面上的两根钢管不平行，则顶面的钢管与底面的两根钢管间也不平行，因此这部分结构是一空间立体结构，手工计算连接三根主钢管的侧面角钢斜材的构件尺寸便非常困难。管钢梁的收ロ处组装时，在收ロ开始处用三根直角钢分别焊接在三根主钢管之间，形成一个三棱形结构；在收ロ的端部也采用三根直角钢分别焊接在三根主钢管之间，同样形成ー个三角形的结构。由于收ロ结构处的三根主钢管互不平行，顶面主钢管与底面的两根主钢管又不在ー个平面上，因此还需在顶面主钢管端部的端点和底面的主钢管之间分别采用直角钢进行固定，这两根直角钢与底面两根主钢管的连接处均交点，两焊接点之间再焊接一根直角钢，此三根角钢形成ー个三角形平面，该三角形平面垂直于顶层钢管。然而仅通过上述方式，管钢梁在收ロ处的牢固性仍不能保证，仍需在顶面主钢管收ロ的端部与底面主钢管收ロ开始处连接斜角钢才能保证管钢料的牢固性；但是在这两点之间连接斜角钢时需要通过连接板将斜角钢连接起来，又由于顶面主钢管与底面主钢管不在ー个平面上，因此这部分结构是ー个空间立体结构，因此固定斜角钢便非常困难。目前，收ロ部分结构处连接不同平面内主钢管的斜角钢的方法有两种。一种处理方法是斜角钢不制弯。斜角钢两端的连接板不通过钢管的轴线，即连接板与钢管的交线与钢管轴线方向不平行，通过调整斜角钢两端的连接板的角度，使斜角钢上端的连接板与斜角钢下端的连接板在ー个平面上，因此斜角钢不用制弯。这种方法由于存在组装角度不易控制、连接板与钢管的交线不是直线而是一条曲线不易计算和加工等缺点，较少使用。另ー种处理方法比较常用，是使斜角钢上下两端的连接板都通过钢管的轴线，SP连接板与钢管的交线与钢管轴线方向平行，由于顶面主钢管与底面主钢管不在ー个平面上，上下两块连接板不在ー个平面上，因此斜角钢两端需要制弯。这种方法的难点在于不易计算斜角钢两端的制弯点及制弯角度。以往都是根据经验先估计角度，管钢梁全部加工后再进行整体试组装，如果角度不合适则对斜角钢进行返修，如果斜角钢长度不合适则必须重新加工斜角钢。由于组装中各种误差的存在，很难找到试组装不合格的原因是斜角钢的制弯点位置不准确或者制弯角度不准确，还是其它因素导致的试组不合格，因此经常要反复修改很多次才能通过验收，既延长了加工エ期，又造成了材料的浪费。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是针对第二种处理方法提供ー种斜角钢制弯的计算方法，能够精确计算管钢梁收ロ结构处连接不在同一平面内的两根主钢管间斜角钢的制弯点和制弯角度，进ー步减少材料的浪费，提高工作效率。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。连接管钢梁不同平面间的斜角钢制弯计算方法，设定管钢梁的三条主钢管分别为钢管G1、钢管G2以及钢管G3,管钢梁收ロ部分底面的钢管G2和钢管G3不平行，顶面的钢管G1与底面的钢管G2和钢管G3也不平行，收ロ部分钢管G1的两端点为P1和P3，P1的坐标为X1^ Y1^ Z1, P3的坐标为x3、y3、Z3 ;钢管G2的两端点为P4和P9, P4的坐标为x4、y4、Z4 ；
过点P1且与钢管G1垂直的平面与钢管G2的交点为P2，P2的坐标为x2、y2、Z2 ;钢管G1和钢管G2之间分别通过直角钢P1P2、直角钢P3P4以及斜角钢J连接，斜角钢J通过上端连接板和下端连接板分别与钢管G1和钢管G2连接，其中上端连接板位于由Pi、P2、P3点构成的平面M中，上端连接板与钢管G1连接的交线平行于钢管G1的轴线；下端连接板位于由P2、P4、P3点构成的平面N中，下端连接板与钢管G2连接的交线平行于钢管G2的轴线；其特征在于该方法包括以下步骤
第一歩，计算斜角钢J与上端连接板连接时的制弯点；首先计算P4点在平面M上的投影点P5，进ー步计算斜角钢J与上端连接板连接的制弯点P6至P1端点的距离Q1，最后根据投影点P5的坐标值以及4的值计算制弯点P6的坐标值；
第二歩，计算斜角钢J与下端连接板连接时的制弯点；首先计算出平面M和平面N的交线I与直线P1P5的交点P7,进ー步计算斜角钢J与下端连接板连接时的制弯点P8至端点P4的距离q2，最后根据交点P7的坐标值以及q2的值计算制弯点P8的坐标值；
第三步，计算制弯点的制弯角度；利用余弦定理或向量的数量积计算斜角钢J与上端连接板连接时制弯点P6处的制弯角度Z P1P6P8,以及斜角钢J与下端连接板连接时的制弯点P8处的制弯角度Z P4P8P6 =上述步骤一具体包括以下计算过程
首先，计算P4点在平面M上的投影；建立平面M的方程，设定平面M的法向量为&法向
量S分别与P1Bi、P1P1均垂直，且
权利要求
1.连接管钢梁不同平面间的斜角钢制弯计算方法，设定管钢梁的三条主钢管分别为钢管G1、钢管G2以及钢管G3,管钢梁收口部分底面的钢管G2和钢管G3不平行，顶面的钢管G1与底面的钢管G2和钢管G3也不平行，收口部分钢管G1的两端点为P1和P3A1的坐标为Xl、Yi> Z1, P3的坐标为x3、y3、Z3 ;钢管G2的两端点为P4和P9, P4的坐标为x4、y4、Z4 ； 过点P1且与钢管G1垂直的平面与钢管G2的交点为P2，P2的坐标为x2、y2、Z2 ;钢管G1和钢管G2之间分别通过直角钢P1P2、直角钢P3P4以及斜角钢J连接，斜角钢J通过上端连接板和下端连接板分别与钢管G1和钢管G2连接，其中上端连接板位于由Pi、P2、P3点构成的平面M中，上端连接板与钢管G1连接的交线平行于钢管G1的轴线；下端连接板位于由P2、P4、P3点构成的平面N中，下端连接板与钢管G2连接的交线平行于钢管G2的轴线；其特征在于该方法包括以下步骤 第一步，计算斜角钢J与上端连接板连接时的制弯点；首先计算P4点在平面M上的投影点P5，进一步计算斜角钢J与上端连接板连接的制弯点P6至P1端点的距离Q1，最后根据投影点P5的坐标值以及&的值计算制弯点P6的坐标值； 第二步，计算斜角钢J与下端连接板连接时的制弯点；首先计算出平面M和平面N的交线I与直线P1P5的交点P7,进一步计算斜角钢J与下端连接板连接时的制弯点P8至端点P4的距离q2，最后根据交点P7的坐标值以及q2的值计算制弯点P8的坐标值； 第三步，计算制弯点的制弯角度；利用余弦定理或向量的数量积计算斜角钢J与上端连接板连接时制弯点P6处的制弯角度Z P1P6P8,以及斜角钢J与下端连接板连接时的制弯点P8处的制弯角度Z P4P8P6 =
2.根据权利要求I所述的连接管钢梁不同平面间的斜角钢制弯计算方法，其特征在于所述步骤一具体包括以下计算过程 首先，计算P4点在平面M上的投影；建立平面M的方程，设定平面M的法向量为^法向量S分别与P1P2、巧乃均垂直，且
3.根据权利要求I所述的连接管钢梁不同平面间的斜角钢制弯计算方法，其特征在于所述步骤二具体包括以下计算过程 首先计算出平面M和平面N的交线I与 直线P1P5的交点P7,令Hl=(X1-X5); H=(Y1-Y5) ； P=(Z1-Z5) 则直线P1P5的参数方程为X=X^mt ；y=y!+nt ；z=zx+pt式(7) 平面M与平面N的交线I的方程为
全文摘要
本发明涉及一种连接管钢梁不同平面间的斜角钢制弯计算方法，主要包括在斜角钢与主钢管连接时，对管钢梁收口处的斜角钢的制弯点以及制弯角度的计算过程。本发明根据解析几何与投影几何理论，用解析方法建立了管钢梁收口部分的结构方程，精确计算出管钢梁斜角钢的制弯点和制弯角度，减少了材料的浪费，提高了工作效率。
文档编号G06F17/50GK102629292SQ20121008141
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者梁静, 董桂西 申请人:河北省送变电公司