一种变电站结构构架设计方法及系统与流程

1.本发明属于结构设计技术领域，涉及一种变电站结构构架设计方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.变电站在电力系统中起着变压、分流的作用，是输配电网络中的线路连接点。变电站构架支撑设备、承受导线拉力，是变电站中的重要组成部分。
4.变电站按照电压可以分为低压变电站、中压变电站、高压变电站、超高压变电站。不同级别的变电站构架承担的导线压力不同，使用的构架类型也有区别，有形式简单的钢管柱、钢管梁，也有人字柱、格构柱、格构梁等类型。
5.使用通用设计软件建立构架模型时，结构所有信息均需要手工输入调整，并且模型编辑繁琐，拖长设计工期。生成bim(building information modeling，建筑信息)模型，需要根据施工图图纸进行翻模，模型所有信息均需要重新输入，不能有效的利用现有数据，不符合设计快速、流程化的特点。


技术实现要素：

6.本发明为了解决上述问题，提出了一种变电站结构构架设计方法及系统，本发明采用参数化建模的方式快速建立各种类型的构架，并根据规范进行参数的自动处理，在有限元软件分析后，根据计算结果生成施工图模型，并形成三维数据，在三维软件中可以显示构架模型的整体信息，支持与其他专业的协同设计。
7.根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
8.一种变电站结构构架设计方法，包括以下步骤：
9.根据变电站级别选定构架的布置方案和使用的构件类型；
10.进行构件类型的定义，基于构件进行构架智能拼装，形成整体构架；
11.设置变电站尺寸参数和环境参数；
12.定义导线荷载、地线荷载，根据导线布置进行荷载指定；
13.利用有限元软件进行结构设计，根据设计结果对模型进行调整，使所有构件，在变电站尺寸参数和环境参数下，均满足结构受力要求；
14.生成构架施工图，在生成施工图的过程中，进行节点设计和构件统计，对施工图进行微调；
15.在单构件和轴测图中切换显示三维视图，查看单构件的三维信息模型和构架的整体信息模型，生成三维数据模型。
16.作为可选择的实施方式，进行构件类型的定义时，所述构件类型包括柱、梁、基础、地线柱、避雷针和爬梯，输入构件几何参数、截面信息等参数，根据构件特点建立模型指定设计参数，实现参数化方式快速定义构件。
17.作为可选择的实施方式，所述变电站尺寸参数包括柱高度、梁跨度、长细比限值和计算长度系数，所述环境参数包括风振系数、抗震烈度、特征周期和阻尼比。
18.作为可选择的实施方式，导线荷载和地线荷载分类型按照工况进行定义，支持多种定义方式，进行荷载布置时，一次布置所有荷载工况荷载。
19.作为可选择的实施方式，根据设计结果调整模型，使整个模型的构件均满足规范的承载力要求，对不满足的构件给予提示，并显示设计过程，根据设计结果调整构件布置或者构件截面等。
20.作为可选择的实施方式，在生成施工图的过程中，根据受力进行节点设计，生成节点布置，采用不同的节点布置时，通过编辑功能进行节点样式的调整和节点数据编辑。
21.作为可选择的实施方式，对施工图进行编辑与调整，修改默认的设置，调整杆件分段、节点类型和法兰信息，施工图修改后，数据表格的数据进行更新，保证施工图表达与数据的一致性。
22.作为可选择的实施方式，生成三维数据模型后，将模型数据导出交换数据，并支持不同细度的模型导出。
23.一种变电站结构构架设计系统，包括：
24.选择模块，被配置为根据变电站级别选定构架的布置方案和使用的构件类型；
25.拼接模块，被配置为进行构件类型的定义，基于构件进行构架智能拼装，形成整体构架；
26.设置模块，被配置为设置变电站尺寸参数和环境参数；
27.荷载指定模块，被配置为定义导线荷载、地线荷载，根据导线布置进行荷载指定；
28.模拟模块，被配置为利用有限元软件进行结构设计，根据设计结果对模型进行调整，使所有构件，在变电站尺寸参数和环境参数下，均满足结构受力要求；
29.施工图生成模块，被配置为生成构架施工图，在生成施工图的过程中，进行节点设计和构件统计，对施工图进行微调；
30.三维显示模块，被配置为在单构件和轴测图中切换显示三维视图，查看单构件的三维信息模型和构架的整体信息模型，生成三维数据模型。
31.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述方法中的步骤。
32.一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的方法中的步骤。
33.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
34.本发明基于bim技术的变电站结构构架设计方法使用参数化方式建模，快速建立复杂的构架模型，有效提升建模的效率。显示模型的三维信息模型，可以直观的查看模型的整体情况。直接生成三维数据模型，将其导入通用的三维设计平台，不需要进行重复的翻模工作，减少重复工作。
附图说明
35.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示
意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
36.图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
37.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
38.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
39.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
40.如图1所示，一种基于bim技术的变电站结构构架设计方法，包括如下步骤:
41.1)根据变电站级别初选构架的布置方案和使用的构件类型；
42.2)待步骤1)后，进行构件类型的定义，包括：柱、梁、基础、地线柱、避雷针、爬梯等构件，柱类型有单根钢管柱、人字柱、格构柱，梁类型有钢管梁、三角形格构梁、矩形格构梁，基础类型有独立基础、二联基础、三联基础、四联基础，地线柱有钢管地线柱、格构地线柱，避雷针有钢管避雷针、格构避雷针，所有构件均采用参数化方式进行定义，方便模型的建立与编辑调整；
43.3)待步骤2)后，根据构架布置进行构架拼装，构架按照梁、柱的位置进行拼装，可连续添加相同类型构件，梁构件根据布置位置进行智能判断，筛选可添加的梁类型；
44.4)待步骤3)后，按照规范默认设置长细比限值、计算长度系数、风振系数等各项参数，提供编辑窗口对参数进行调整；
45.5)待步骤4)后，定义导线荷载、地线荷载，所有工况同时进行定义，根据导线布置进行荷载指定，一次指定挂线点的多个荷载工况下的荷载值，荷载组合根据规范自动生成；
46.6)待步骤5)后，调用有限元软件sap2000进行结构分析与设计，自动生成sap2000有限元模型，模型文件可独立保存和查看；
47.7)待步骤6)后，设计结果显示应力比、长细比等结果，根据设计结果对模型进行调整，可以调整杆件截面、构件布置、材料等信息，重复执行2-6步，使所有构件均满足结构受力要求；
48.8)待步骤7)后，按照构件类型分类生成构架施工图，在生成施工图的过程中，进行节点设计、构件统计，生成材料表；
49.9)待步骤8)后，施工图支持编辑，调整杆件分段、节点类型、法兰信息、对节点设置多种类型选择等，并对施工图进行重新统计，施工图可以导出为dxf文件，进行施工交付；
50.10)待步骤9)后，在单构件和轴测图中切换显示三维视图，查看单构件的三维信息模型和构架的整体信息模型，模型按照构件各部件的尺寸和位置显示，可以查看整个模型构件的排布情况；
51.11)待步骤10)后，生成三维数据模型，将模型数据导出交换数据，模型按照bim规范，支持不同细度的模型导出；
52.12)待步骤11)后，在revit中导入交换数据，生成revit三维模型，可以对构件进行编辑、查看，对模型进行后续的设计。
53.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
54.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
55.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
56.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
57.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
58.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。