CN105975654B - 输电铁塔辅助材支撑力确定方法及装置 - Google Patents

输电铁塔辅助材支撑力确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种输电塔辅助材支撑力确定方法及装置。其中，该方法包括如下步骤：支撑点选取步骤，从预先构建的输电塔空间模型中选取支撑点；支撑杆确定步骤，确定与各支撑点相对应的被支撑杆；辅助材支撑面确定步骤，确定各被支撑杆的辅助材支撑面；支撑力放大系数确定步骤，确定各被支撑杆的支撑力放大系数；支撑力确定步骤，根据计算出的支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力，本发明的确定方法简单、方便，提高了计算的精准度，并且能够将辅助材支撑面与其他支撑面之间的夹角的影响考虑在内，使得辅助材支撑面的支撑力能够满足设计标准的要求，提高了输电塔的稳定性。

Description

输电铁塔辅助材支撑力确定方法及装置
技术领域
本发明涉及输变电工程技术领域，具体而言，涉及一种输电塔辅助材支撑力确定方法及装置。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，在促进国民经济不断提高的同时，我国的电力行业也在不断发展。输电线路为我国的电力供应提供了基础和保障，在电力供应系统中发挥着关键性的作用。其中，输电塔是支持高压或超高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物，是架空输电线路的重要组成部分，起着支撑导线、地线及其他附件的作用。
输电塔的空间模型包括受力材和辅助材，辅助材用于支撑受力材。输电塔空间模型计算时，辅助材是按零杆考虑的，也就是说不考虑辅助材对结构受力的影响。完成受力材的选材后，首先计算辅助材在支撑面内的支撑力，然后根据计算出的支撑力经过有限元的计算确定辅助材的轴力，最后根据辅助材的轴力来对辅助材进行逐根选材。其中，辅助材的支撑力的计算，通常是按照《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》中“杆塔辅助材在其支撑点所提供的支撑力一般不低于所支撑主材内力的2％、斜材内力的5％”的要求来确定的。
然而，对于整个输电塔而言，辅助材的端点处所汇交的杆件类型不同、辅助材所处的平面不同等因素均会影响辅助材支撑力的确定。如果所有的辅助材均按照《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》来计算，则辅助材的支撑力就无法满足输电塔设计标准的要求，大大降低了输电塔的稳定性，使得输电塔存在重大安全隐患。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种输电塔辅助材支撑力确定方法及装置，旨在解决现有技术中输电塔辅助材支撑力的计算方法易导致降低输电塔的稳定性、存在安全隐患的问题。
一个方面，本发明提出了一种输电塔辅助材支撑力确定方法，该方法包括如下步骤：支撑点选取步骤，从预先构建的输电塔空间模型中选取支撑点；支撑杆确定步骤，确定与各支撑点相对应的被支撑杆；辅助材支撑面确定步骤，确定各被支撑杆的辅助材支撑面；支撑力放大系数确定步骤，确定各被支撑杆的支撑力放大系数；支撑力确定步骤，根据计算出的支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力。
进一步地，上述输电塔辅助材支撑力确定方法中，支撑点选取步骤中，选取的支撑点为辅助材的端点，并且，仅有一根受力材通过端点；共线设置且统材信息相同的两根受力材视为一根受力材。
进一步地，上述输电塔辅助材支撑力确定方法中，被支撑杆确定步骤中，将通过支撑点的受力材确定为被支撑杆。
进一步地，上述输电塔辅助材支撑力确定方法中，辅助材支撑面确定步骤进一步包括：支撑面确定子步骤，选取与被支撑杆相连接的所有杆件，并确定被支撑杆与各杆件确定的支撑面；计算子步骤，在各支撑面中，计算出含有辅助材的支撑面数量和只含受力材的支撑面数量；辅助材支撑面确定子步骤，根据含有辅助材的支撑面数量和只含受力材的支撑面数量确定辅助材支撑面。
进一步地，上述输电塔辅助材支撑力确定方法中，辅助材支撑面确定子步骤进一步包括：辅助材支撑面第一确定子步骤，在只含受力材的支撑面数量为1时，如果含有辅助材的支撑面数量也为1，则将含有辅助材的支撑面确定为辅助材支撑面；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含有辅助材的各支撑面与只含受力材的支撑面之间的夹角，并将与只含受力材的支撑面之间的夹角最接近90度的支撑面确定为辅助材支撑面；辅助材支撑面第二确定 子步骤，在只含受力材的支撑面数量为0时，如果含有辅助材的支撑面数量为1，则将含有辅助材的支撑面确定为辅助材支撑面；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含有辅助材的各支撑面之间的夹角，并将最接近90度夹角的两个含有辅助材的支撑面均确定为辅助材支撑面。
进一步地，上述输电塔辅助材支撑力确定方法中，支撑力放大系数确定步骤进一步包括：夹角第一计算子步骤，计算辅助材支撑面第一确定子步骤确定出的辅助材支撑面与只含受力材支撑面之间的夹角β；夹角第二计算子步骤，在只含受力材的支撑面数量为0时，如果含有辅助材的支撑面数量为1，则夹角β为90度；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算辅助材支撑面第二确定子步骤确定出的两个辅助材支撑面之间的夹角β；支撑力放大系数确定步骤，将1/sinβ确定为支撑力放大系数。
进一步地，上述输电塔辅助材支撑力确定方法中，辅助材支撑面确定步骤之后还包括：筛选步骤，当只含受力材的支撑面数量大于等于2时，则剔除支撑点选取步骤中选取的对应支撑点。
进一步地，上述输电塔辅助材支撑力确定方法中，支撑力确定步骤进一步包括：轴压力确定步骤，当被支撑杆为一根受力材时，轴压力为受力材的最大轴压力；当被支撑杆为共线设置且统材信息相同的两根受力材时，轴压力为两根受力材中的最大轴压力；计算步骤，将支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和确定出的轴压力的乘积确定为在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力。
进一步地，上述输电塔辅助材支撑力确定方法还包括：搜寻步骤，任选一个支撑点N，在预先构建的输电塔空间模型中搜寻与支撑点N交汇的所有杆件上包含的各支撑点M；再依次搜寻与各支撑点M交汇的所有杆件上包含的支撑点R；依照上述方法逐层搜索，直至没有新增支撑点，则搜寻到的所有支撑点为一个支撑点关联组；分组步骤，依照搜寻步骤的搜寻方法对支撑点选取步骤中选取出的所有支撑点进行搜寻，以对所有支撑点进行关联分组；属于一个 支撑点关联组内的支撑点不能同时施加支撑力，属于不同支撑点关联组内的支撑点能够同时施加支撑力。
本发明中，在选取支撑点后，确定被支撑杆、辅助材支撑面和支撑力放大系数，再通过支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力共同确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力，该确定方法简单、方便，减少了计算辅助材支撑力的工作量，提高了计算的精准度，并且能够将辅助材支撑面与其他支撑面之间的夹角的影响考虑在内，使得辅助材支撑面的支撑力能够满足设计标准的要求，提高了输电塔的稳定性，解决了现有技术中输电塔辅助材支撑力的计算方法易导致降低输电塔的稳定性、存在安全隐患的问题。
另一方面，本发明还提出了一种输电塔辅助材支撑力确定装置，该装置包括：支撑点选取模块，用于从预先构建的输电塔空间模型中选取支撑点；支撑杆确定模块，用于确定与各支撑点相对应的被支撑杆；辅助材支撑面确定模块，用于确定各被支撑杆的辅助材支撑面；支撑力放大系数确定模块，用于确定各被支撑杆的支撑力放大系数；支撑力确定模块，用于根据计算出的支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力。
本发明中，在选取支撑点后，确定被支撑杆、辅助材支撑面和支撑力放大系数，再通过支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力共同确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力，简单、方便，减少了计算辅助材支撑力的工作量，提高了计算的精准度，并且能够将辅助材支撑面与其他支撑面之间的夹角的影响考虑在内，使得辅助材支撑面的支撑力能够满足设计标准的要求，提高了输电塔的稳定性，解决了现有技术中输电塔辅助材支撑力的计算方法易导致降低输电塔的稳定性、存在安全隐患的问题。
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塔辅助材支撑力确定方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图；
图3为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图；
图4为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图；
图5为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图；
图6为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图；
图7为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图；
图8为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定装置的结构框图；
图9为本发明实施例提供的输电塔的整体结构示意图；
图10为本发明实施例提供的输电塔的局部结构示意图。
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。
方法实施例：
参见图1，图1为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的流程图。如图所示，本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法包括如下步骤：
支撑点选取步骤S1，从预先构建的输电塔空间模型中选取支撑点。参见图 9和图10，输电塔空间模型为预先根据相关设计规定构建的，在输电塔空间模型中设置有多根受力材600和辅助材700。受力材600用于构建输电塔的骨架，辅助材700用于支撑受力材600，提高输电塔的稳定性。在输电塔空间模型中有很多受力材600与辅助材700的交点或者辅助材700与辅助材700的交点或者受力材600与受力材600的交点等，从这些交点中选取所需的支撑点。
具体地，选取的支撑点为辅助材的端点，并且，仅有一根受力材通过该端点；共线设置且统材信息相同的两根受力材视为一根受力材。也就是说，如果该辅助材的端点处只有一根受力材通过，则该端点为支撑点。如果该辅助材的端点有两根或者两根以上受力材通过时，则该端点不能作为支撑点，但是如果该辅助材的端点有两根受力材通过，并且，两根受力材共线设置且统材信息相同，则这两根受力材可以视为一根受力材，该端点可以作为支撑点。
例如，参见图10，图中的支撑点为1090、4130和4170等。具体地，如点1090处为辅助材1090-4190的端点，并且该点1090处只有一根受力材1070-1071通过，则此点1090为支撑点。如点4130处为辅助材4130-4140和辅助材4130-4170的交点，并且该点4130处只有一根受力材1130-1151通过，则此点4130为支撑点。再如点4170处为辅助材4130-4170、辅助材4150-4170、辅助材4230-4170和辅助材4250-4170的交点，并且该点4170处只有一根受力材1130-1150通过，则此点4170为支撑点。
支撑杆确定步骤S2，确定与各支撑点相对应的被支撑杆。
具体地，各支撑点处汇交的杆件至少为两根，从支撑点处汇交的杆件中将通过支撑点的受力材确定为被支撑杆。
具体实施时，支撑力是通过支撑点施加于被支撑杆，所以被支撑杆是用于承受支撑力的，必为受力材。若仅有一根受力材通过该支撑点，则该受力材为被支撑杆，若有两根共线设置且统材信息相同的受力材通过该支撑点，则这两根受力材视为一根受力材，该受力材为被支撑杆。
例如，参见图10，对于支撑点1090来说，该点1090处汇交的杆件有受力 材1070-1071和辅助材1090-4190，则将受力材1070-1071作为被支撑杆。对于支撑点4130来说，该点4130处汇交的杆件有受力材1130-1151、辅助材4130-4140和辅助材4130-4170，则将受力材1130-1151作为被支撑杆。对于支撑点4170来说，该点4170处汇交的杆件有受力材1130-1150、辅助材4130-4170、辅助材4150-4170、辅助材4230-4170和辅助材4250-4170，则将受力材1130-1150作为被支撑杆为。
辅助材支撑面确定步骤S3，确定各被支撑杆的辅助材支撑面。
具体地，在输电塔空间模型中，每个被支撑杆均可以位于不同的平面内，被支撑杆在各个平面内所起的支撑作用是不同的，因而，需要确定每个被支撑杆的辅助材支撑面，施加于该支撑杆的支撑力是作用在该辅助材支撑面内。
支撑力放大系数确定步骤S4，确定各被支撑杆的支撑力放大系数。
具体地，由于被支撑杆所在的辅助材支撑面与其他的支撑面有一定的夹角，所以为了确保该辅助材支撑面内辅助材的支撑能力能够达到设计标准要求，需要确定被支撑杆的支撑力放大系数。当夹角越大时，辅助材支撑面所起的支撑作用越好，支撑力放大系数越小；反之，夹角越小时，辅助材支撑面所起的支撑作用越差，支撑力放大系数越大。
支撑力确定步骤S5，根据计算出的支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力。
具体地，根据《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》中“杆塔辅助材在其支撑点所提供的支撑力一般不低于所支撑主材内力的2％、斜材内力的5％”来确定被支撑杆的支撑力系数。轴压力为被支撑杆的轴压力，再结合上述支撑力放大系数确定步骤S4中确定出的支撑力放大系数来确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力。
可以看出，本实施例中，在选取支撑点后，确定被支撑杆、辅助材支撑面和支撑力放大系数，再通过支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力共同确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力，该确定方法简单、方便， 减少了计算辅助材支撑力的工作量，提高了计算的精准度，并且能够将辅助材支撑面与其他支撑面之间的夹角的影响考虑在内，使得辅助材支撑面的支撑力能够满足设计标准的要求，提高了输电塔的稳定性，解决了现有技术中输电塔辅助材支撑力的计算方法易导致降低输电塔的稳定性、存在安全隐患的问题。
参见图2，图2为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图。如图所示，上述各实施例中，该辅助材支撑面确定步骤S3进一步包括：
支撑面确定子步骤S31，选取与被支撑杆相连接的所有杆件，并确定被支撑杆与各杆件确定的支撑面。
具体地，选取与被支撑杆相连接的所有杆件，被支撑杆与各杆件可以构成多个支撑面，识别出被支撑杆与各杆件构成的所有的支撑面。
计算子步骤S32，在各支撑面中，计算出含有辅助材的支撑面数量和只含受力材的支撑面数量。
具体地，在上述支撑面确定子步骤S6中识别出的所有支撑面中，有些支撑面中含有受力材600和辅助材，有些支撑面中只含有受力材600，分别计算出含有辅助材的支撑面的数量和只含受力材的支撑面的数量。
辅助材支撑面确定子步骤S33，根据含有辅助材的支撑面数量和只含受力材的支撑面数量确定辅助材支撑面。
其中，参见图3，该辅助材支撑面确定子步骤S33可以进一步包括：
辅助材支撑面第一确定子步骤S331，在只含受力材的支撑面数量为1时，如果含有辅助材的支撑面数量也为1，则将含有辅助材的支撑面确定为辅助材支撑面；如果含有辅助材的支撑面的数量大于等于2，则计算含有辅助材的各支撑面与只含受力材的支撑面之间的夹角，并将与只含受力材的支撑面之间的夹角最接近90度的支撑面确定为辅助材支撑面。
具体地，如果含有辅助材的支撑面的数量大于等于2，计算含有辅助材的各支撑面与只含受力材的支撑面之间的夹角，并将各夹角的大小进行比较，选 取出最接近90度的夹角所对应的含有辅助材的支撑面，将该支撑面确定为辅助材支撑面。这是因为含有辅助材的支撑面与只含受力材的支撑面之间的夹角越接近90度，在含有辅助材的支撑面内施加于支撑点的支撑力所起到的支撑作用越好，选取该支撑面为辅助材支撑面，计算出的施加于支撑点的支撑力才能更好的满足设计标准的要求，输电塔的稳定性更好。反之，含有辅助材的支撑面与只含受力材的支撑面之间的夹角越小，在含有辅助材的支撑面内施加于支撑点的支撑力所起到的支撑作用越差，进而计算出的施加于支撑点的支撑力也就无法满足设计标准的要求，增大了输电塔的安全隐患。
辅助材支撑面第二确定子步骤S332，在只含受力材的支撑面数量0时，如果含有辅助材的支撑面数量为1，则将含有辅助材的支撑面确定为辅助材支撑面。如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含辅助材的各支撑面之间的夹角，并将最接近90度夹角的两个含有辅助材的支撑面均确定为辅助材支撑面。
具体地，如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含辅助材的各支撑面之间的夹角，并将各夹角的大小进行比较，选取出夹角最接近90度的两个含有辅助材的支撑面，将这两个含有辅助材的支撑面均确定为辅助材支撑面。这是因为这两个含有辅助材的各支撑面之间的夹角越接近90度，在含有辅助材的支撑面内施加于支撑点的支撑力所起到的支撑作用越好，将这两个含有辅助材的支撑面选取为辅助材支撑面，计算出的施加于支撑点的支撑力才能更好的满足设计标准的要求，输电塔的稳定性更好。
例如，参见图10，被支撑杆为1130-1150包含两个支撑面，分别为第一支撑面1130-1150-1151、第二支撑面1130-1150-1152，在第一支撑面1130-1150-1151内含有辅助材4150-4130、辅助材4170-4130、辅助材4150-4170、辅助材4140-4150、辅助材4150-4180、辅助材4140-4180，则第一支撑面1130-1150-1151为含有辅助材的支撑面，在第二支撑面1130-1150-1152内含有辅助材4230-4170、辅助材4250-4170、辅助材4230-4250、辅助材4180-4250、 辅助材4240-4250、辅助材4180-4240，则第二支撑面1130-1150-1152也为含有辅助材的支撑面。由于这两个支撑面均为含有辅助材的支撑面，所以只含受力材的支撑面的数量为0，这两个含有辅助材的支撑面均为辅助材支撑面。再如，被支撑杆为1130-1151包含一个支撑面，为支撑面1151-1130-1150，在该支撑面内含有辅助材4150-4130、辅助材4170-4130、辅助材4150-4170、辅助材4140-4150、辅助材4150-4180、辅助材4140-4180，则该支撑面为含有辅助材的支撑面，由于只含受力材的支撑面的数量为0，所以该支撑面1151-1130-1150为辅助材支撑面。
可以看出，本实施例中，根据含有辅助材的支撑面数量和只含受力材的支撑面数量的几种不同情况分别确定辅助材支撑面，这种辅助材支撑面的确定方法一方面能够更好地确定施加于支撑点的支撑力的方向；另一方面，由于含有辅助材的支撑面与只含受力材的支撑面之间的夹角或者各个含有辅助材的支撑面之间的夹角越接近90度，支撑面的支撑作用就越好，所以将夹角接近90度的含有辅助材的支撑面作为辅助材支撑面，不仅能够将支撑作用最好的支撑面确定出来，使得辅助材支撑力能够更好的满足设计标准的要求，进而提高输电塔的稳定性，而且使得作用于该辅助材支撑面的支撑力的计算更准确。
参见图5，上述实施例中，在辅助材支撑面确定步骤S3之后还可以包括：
筛选步骤S6：当只含受力材的支撑面数量大于等于2时，则剔除支撑点选取步骤S1中选取的对应的支撑点。
如果只含受力材的支撑面数量大于等于2，则只含受力材的支撑面就已经起到了很好的支撑作用，这时含有辅助材的支撑面不再起支撑作用，所以剔除支撑点选取步骤S1中选取的支撑点，即忽略含有辅助材的支撑面内支撑点的支撑力的作用。
可以看出，本实施例中，当只含受力材的支撑面数量大于等于2时，由于只含受力材的支撑面能够起到很好的支撑作用，可以忽略含有辅助材的支撑面的支撑作用，所以剔除支撑点选取步骤S1中选取的支撑点，有效地减少了辅 助材支撑力的计算工作量，提高了计算的工作效率。
参见图4，图4为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图。如图所示，上述实施例中，该支撑力放大系数确定步骤S4进一步包括：
夹角第一计算子步骤S41，计算上述辅助材支撑面第一确定子步骤S331确定出的辅助材支撑面与只含受力材支撑面之间的夹角β。
具体地，在只含受力材的支撑面数量为1时，如果含有辅助材的支撑面数量也为1，则计算只含受力材的支撑面与上述辅助材支撑面第一确定子步骤S331确定出的辅助材支撑面之间的夹角β；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算只含受力材的支撑面与上述辅助材支撑面第一确定子步骤S331确定出的辅助材支撑面之间的夹角β。
夹角第二计算子步骤S42，在只含受力材的支撑面数量为0时，如果含有辅助材的支撑面数量为1，则夹角β为90度；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算上述辅助材支撑面第二确定子步骤S332确定出的两个辅助材支撑面之间的夹角β。
具体地，如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含辅助材的各支撑面之间的夹角，并选取出夹角最接近90度的两个含有辅助材的支撑面，将这两个含有辅助材的支撑面均确定为辅助材支撑面，这两个辅助材支撑面之间的夹角为β。
支撑力放大系数确定步骤S43：将1/sinβ确定为支撑力放大系数。
具体地，当β越大时，根据1/sinβ确定出的支撑力放大系数越小，辅助材支撑面的支撑作用越好，在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力越小。反之，当β越小时，根据1/sinβ确定出的支撑力放大系数越大，辅助材支撑面的支撑作用越差，在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力越大。因此，应选取β最接近90度的角，才能使得辅助材支撑面的支撑作用更好，由此确定出的辅助材支撑力更准确。
可以看出，本实施例中，根据确定出的辅助材支撑面和只含受力材的支撑面来确定夹角β，再根据1/sinβ确定为支撑力放大系数，有效地确保了支撑力放大系数的准确度，进而保证了在辅助材支撑面内施加于支撑点的支撑力的准确计算。
参见图6，图6为本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定方法的又一流程图。如图所示，上述各实施例中，该支撑力确定步骤S5进一步包括：
轴压力确定步骤S51，当被支撑杆为一根受力材时，轴压力为受力材的最大轴压力；当被支撑杆为共线设置且统材信息相同的两根受力材时，轴压力为两根受力材中的最大轴压力。
具体地，当被支撑杆为一根受力材时，由于输电塔计算时会有很多个工况，在不同工况下受力材会有不同的轴压力，所以轴压力应选取受力材的最大轴压力。当被支撑杆为共线设置且统材信息相同的两根受力材时，该两根受力材视为一根受力材，但是两根受力材的轴压力可以相同，也可以不同，并且每根受力材的轴压力在不同工况下也是不同的，所以应选取两根受力材中最大的轴压力。
计算步骤S52，将支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和确定出的轴压力的乘积确定为在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力。
可以看出，本实施例中，该辅助材支撑力的确定方法简单、方便，减少了计算辅助材支撑力的工作量，提高了计算的精准度。
一般而言，输电塔会包括很多支撑点，对各支撑点逐一施加支撑力，并分别对各施加的支撑力进行辅助材受力计算，工作量很大。为了减小计算工作量，对上述方法还可以进行如下改进：对各支撑点进行关联分组，属于一个支撑点关联组内的支撑点不能同时施加支撑力，属于不同支撑点关联组内的支撑点能够同时施加支撑力。对各支撑点进行分组的方法具体包括：
搜寻步骤S7，任选一个支撑点N，在预先构建的输电塔空间模型中搜寻与该支撑点N交汇的所有杆件上包含的各支撑点M；再依次搜寻与各支撑点M 交汇的所有杆件上包含的支撑点R；依照上述方法逐层搜索，直至没有新增支撑点，则搜寻到的所有支撑点为一个支撑点关联组。
例如，参见图10，任选一个支撑点N为4130，在输电塔空间模型中搜寻与支撑点N4130交汇的所有杆件上包含的支撑点，与支撑点N4130交汇的所有杆件分别为4130-1151、4130-1130、4130-4140、4170-4130。其中，杆4130-1151的端点1151为受力点并且为两根受力材的交点，则1151不是支撑点，即杆4130-1151没有支撑点。杆4130-1130的端点1130为受力点并且为六根受力材的交点，则1130不是支撑点，即杆4130-1130没有支撑点。杆4130-4140的端点4140为辅助材的端点并且仅有一根受力材通过该端点，则4140为支撑点，记为M1。杆4170-4130的端点4170为辅助材的端点并且仅有一根受力材通过该端点，则4170为支撑点，记为M2。再分别搜寻与M1、M2交汇的所有杆件上包含的支撑点，与M14140交汇的所有杆件为4140-1131、4140-1150、4140-4130和4140-4180。其中，杆4140-1131的端点1131不是支撑点，即杆4140-1131没有支撑点。杆4140-1150的端点1150不是支撑点，即杆4140-1150没有支撑点。杆4140-4130的端点为4130为支撑点N。杆4140-4180的端点4180为辅助材的端点并且仅有一根受力材通过，则4180为支撑点，记为R1。同样的方法，与M24170相交汇的所有杆件上的支撑点为4230，记为R2。再分别搜寻与R1、R2交汇的所有杆件上包含的支撑点，与R1相交汇的所有杆件上的支撑点为4240，记为X1；与R1相交汇的所有杆件上的支撑点为M24170、X14240。所以，支撑点4130、4170、4140、4180、4230、4240为一个支撑点关联组。
分组步骤S8，依照上述搜寻步骤S7的搜寻方法对支撑点选取步骤S1中选取出的所有支撑点进行搜寻，以对所有支撑点进行关联分组。属于一个支撑点关联组内的支撑点不能同时施加支撑力，属于不同支撑点关联组内的支撑点能够同时施加支撑力。
具体地，支撑点选取步骤S1选取了多个支撑点，对所有支撑点按照上述 搜寻步骤S7中的搜寻方法进行搜寻，将所有的支撑点进行关联分组。属于一个支撑点关联组内的支撑点不能同时施加支撑力，是因为在同一个关联组内，各支撑点之间均是通过杆件连接关联在一起的，当对其中一个支撑点施加支撑力时，其他的支撑点的支撑力会受到影响，进而导致其他支撑点的支撑力的计算不准确，降低了精准度。属于不同支撑点关联组内的支撑点能够同时施加支撑力，是因为各个支撑点在不同的关联组内，各支撑点处的杆件并不关联，当对其中一个支撑点关联组内的一个支撑点施加支撑力时，其他关联组内的支撑点的支撑力均不会受到影响。
可以看出，本实施例中，通过将选取的所有支撑点进行搜寻，并关联分组，属于一个支撑点关联组内的支撑点不能同时施加支撑力，属于不同支撑点关联组内的支撑点能够同时施加支撑力，大大地减小了计算工作量。
综上所述，本实施例中，在选取支撑点后，确定被支撑杆、辅助材支撑面和支撑力放大系数，再通过支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力共同确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力，该确定方法简单、方便，减少了计算辅助材支撑力的工作量，提高了计算的精准度，并且能够将辅助材支撑面与其他支撑面之间的夹角的影响考虑在内，使得辅助材支撑面的支撑力能够满足设计标准的要求，提高了输电塔的稳定性。
装置实施例：
本实施例还提出了一种输电塔辅助材支撑力确定装置，参见图8至图10，图中示出了本发明实施例提供的输电塔辅助材支撑力确定装置的优选结构。如图所示，该装置包括支撑点选取模块100、支撑杆确定模块200、辅助材支撑面确定模块300、支撑力放大系数确定模块400和支撑力确定模块500。其中，支撑点选取模块100用于从预先构建的输电塔空间模型中选取支撑点。支撑杆确定模块200用于确定与各支撑点相对应的被支撑杆。辅助材支撑面确定模块300用于确定各被支撑杆的辅助材支撑面。支撑力放大系数确定模块400用于确定各被支撑杆的支撑力放大系数。支撑力确定模块500用于根据计算出的支 撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力确定在辅助材支撑面内施加于支撑点的支撑力。其中，该装置的具体实施过程参见上述方法实施例中的说明即可，本实施例在此不再赘述。
可以看出，本实施例中，在选取支撑点后，确定被支撑杆、辅助材支撑面和支撑力放大系数，再通过支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力共同确定在辅助材支撑面内应施加于支撑点的支撑力，简单、方便，减少了计算辅助材支撑力的工作量，提高了计算的精准度，并且能够将辅助材支撑面与其他支撑面之间的夹角的影响考虑在内，使得辅助材支撑面的支撑力能够满足设计标准的要求，提高了输电塔的稳定性解决了现有技术中输电塔辅助材支撑力的计算方法易导致降低输电塔的稳定性、存在安全隐患的问题。
需要说明的是，本发明中的输电塔辅助材支撑力确定方法和输电塔辅助材支撑力确定装置的原理相似，相关之处可以相互参照。
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。

Claims (6)

1.一种输电塔辅助材支撑力确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
支撑点选取步骤，从预先构建的输电塔空间模型中选取支撑点；选取的支撑点为辅助材的端点，并且，仅有一根受力材通过所述端点；共线设置且统材信息相同的两根受力材视为一根受力材；
支撑杆确定步骤，确定与各所述支撑点相对应的被支撑杆，将通过所述支撑点的受力材确定为被支撑杆；
辅助材支撑面确定步骤，确定各所述被支撑杆的辅助材支撑面；
支撑力放大系数确定步骤，确定各所述被支撑杆的支撑力放大系数；
支撑力确定步骤，根据计算出的所述支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力确定在所述辅助材支撑面内应施加于所述支撑点的支撑力；
其中，所述辅助材支撑面确定步骤进一步包括：支撑面确定子步骤，选取与所述被支撑杆相连接的所有杆件，并确定所述被支撑杆与各杆件确定的支撑面；计算子步骤，在各所述支撑面中，计算出含有辅助材的支撑面数量和只含受力材的支撑面数量；辅助材支撑面确定子步骤，根据含有辅助材的支撑面数量和只含受力材的支撑面数量确定辅助材支撑面；
所述辅助材支撑面确定子步骤进一步包括：
辅助材支撑面第一确定子步骤，在只含受力材的支撑面数量为1时，如果含有辅助材的支撑面数量也为1，则将含有辅助材的支撑面确定为辅助材支撑面；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含有辅助材的各支撑面与只含受力材的支撑面之间的夹角，并将与所述只含受力材的支撑面之间的夹角最接近90度的支撑面确定为辅助材支撑面；
辅助材支撑面第二确定子步骤，在只含受力材的支撑面数量为0时，如果含有辅助材的支撑面数量为1，则将含有辅助材的支撑面确定为辅助材支撑面；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含有辅助材的各支撑面之间的夹角，并将最接近90度夹角的两个含有辅助材的支撑面均确定为辅助材支撑面。
2.根据权利要求1所述的输电塔辅助材支撑力确定方法，其特征在于，所述支撑力放大系数确定步骤进一步包括：
夹角第一计算子步骤，计算所述辅助材支撑面第一确定子步骤确定出的所述辅助材支撑面与只含受力材支撑面之间的夹角β；
夹角第二计算子步骤，在只含受力材的支撑面数量为0时，如果含有辅助材的支撑面数量为1，则夹角β为90度；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算所述辅助材支撑面第二确定子步骤确定出的两个所述辅助材支撑面之间的夹角β；
支撑力放大系数确定步骤，将1/sinβ确定为支撑力放大系数。
3.根据权利要求1所述的输电塔辅助材支撑力确定方法，其特征在于，所述辅助材支撑面确定步骤之后还包括：
筛选步骤，当只含受力材的支撑面数量大于等于2时，则剔除所述支撑点选取步骤中选取的对应所述支撑点。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的输电塔辅助材支撑力确定方法，其特征在于，所述支撑力确定步骤进一步包括：
轴压力确定步骤，当所述被支撑杆为一根受力材时，所述轴压力为所述受力材的最大轴压力；当所述被支撑杆为共线设置且统材信息相同的两根受力材时，所述轴压力为两根所述受力材中的最大轴压力；
计算步骤，将所述支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和确定出的轴压力的乘积确定为在所述辅助材支撑面内应施加于所述支撑点的支撑力。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的输电塔辅助材支撑力确定方法，其特征在于，还包括：
搜寻步骤，任选一个支撑点N，在预先构建的输电塔空间模型中搜寻与所述支撑点N交汇的所有杆件上包含的各支撑点M；再依次搜寻与各支撑点M交汇的所有杆件上包含的支撑点R；依照上述方法逐层搜索，直至没有新增支撑点，则搜寻到的所有支撑点为一个支撑点关联组；
分组步骤，依照所述搜寻步骤的搜寻方法对支撑点选取步骤中选取出的所有支撑点进行搜寻，以对所有支撑点进行关联分组；属于一个支撑点关联组内的支撑点不能同时施加支撑力，属于不同支撑点关联组内的支撑点能够同时施加支撑力。
6.一种输电塔辅助材支撑力确定装置，其特征在于，包括：
支撑点选取模块(100)，用于从预先构建的输电塔空间模型中选取支撑点，选取的支撑点为辅助材的端点，并且，仅有一根受力材通过所述端点；共线设置且统材信息相同的两根受力材视为一根受力材；
支撑杆确定模块(200)，用于确定与各所述支撑点相对应的被支撑杆；
辅助材支撑面确定模块(300)，用于确定各所述被支撑杆的辅助材支撑面，其中，根据含有辅助材的支撑面数量和只含受力材的支撑面数量确定辅助材支撑面；
在只含受力材的支撑面数量为1时，如果含有辅助材的支撑面数量也为1，则将含有辅助材的支撑面确定为辅助材支撑面；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含有辅助材的各支撑面与只含受力材的支撑面之间的夹角，并将与所述只含受力材的支撑面之间的夹角最接近90度的支撑面确定为辅助材支撑面；
在只含受力材的支撑面数量为0时，如果含有辅助材的支撑面数量为1，则将含有辅助材的支撑面确定为辅助材支撑面；如果含有辅助材的支撑面数量大于等于2，则计算含有辅助材的各支撑面之间的夹角，并将最接近90度夹角的两个含有辅助材的支撑面均确定为辅助材支撑面；
支撑力放大系数确定模块(400)，用于确定各所述被支撑杆的支撑力放大系数；
支撑力确定模块(500)，用于根据计算出的所述支撑力放大系数、被支撑杆的支撑力系数和轴压力确定在所述辅助材支撑面内应施加于所述支撑点的支撑力。
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