CN105975697A - 输电塔迎风面积确定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种输电塔迎风面积确定方法及装置。其中该方法包括：分段步骤，将输电塔分成若干塔段；各杆件迎风面积系数确定步骤，判断各塔段内的各杆件是否承受迎风载荷以及是否为公共杆件，并根据判断结果确定各塔段内所有杆件的迎风面积系数；公共杆件为在至少两个塔段内均承受迎风荷载的杆件；各塔段迎风面积确定步骤，根据各塔段内所有杆件的迎风面积系数及所有杆件的理论迎风面积确定各塔段的实际迎风面积；输电塔迎风面积确定步骤，根据各塔段的实际迎风面积确定输电塔的迎风面积。本发明的计算准确、可靠，避免了迎风面积的重复计算，大大减少了迎风面积计算的偏差，提高了输电塔的风荷载受力的计算精确，从而确保了输电塔的安全。

Description

输电塔迎风面积确定方法及装置
技术领域
本发明涉及输电塔荷载计算技术领域，具体而言，涉及一种输电塔迎风面积确定方法及装置。
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。
输电塔的风荷载是输电塔受力的主要研究对象，影响了输电塔的结构受力的计算。虽然风荷载的影响参数有很多，但是迎风面积是风荷载的一个主要参数，在对风荷载的受力分析中起到关键性的作用，因而应对输电塔的迎风面积进行单独计算。由于输电塔包括若干个塔段，所以为了计算方便，输电塔的迎风面积是按照输电塔的塔段来分别计算的。目前，迎风面积的计算是按照如下方法计算的，例如A杆在第一塔段内承受迎风荷载，同时在第二塔段内也承受迎风荷载，则第一塔段的迎风面积计算时将A杆的迎风面积计算在内，而第二塔段的迎风面积计算时也将A杆的迎风面积计算在内，这样，A杆的迎风面积为重复计算，进而导致了输电塔迎风面积的增大，使得输电塔的风荷载受力计算不精确，从而影响了输电塔的安全。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种输电塔迎风面积确定方法，旨在解决现有技术中输电塔的迎风面积存在重复计算导致输电塔风荷载受力计算不准确的问题。本发明提出了一种输电塔迎风面积确定装置。
一个方面，本发明提出了一种输电塔迎风面积确定方法，该方法包括：分段步骤，将输电塔分成若干塔段；各杆件迎风面积系数确定步骤，判断各塔段内的各杆件是否承受迎风载荷以及是否为公共杆件，并根据判断结果确定各塔段内所有杆件的迎风面积系数；其中，公共杆件为在至少两个塔段内均承受迎风荷载的杆件；各塔段迎风面积确定步骤，根据各塔段内所有杆件的迎风面积系数及所有杆件的理论迎风面积确定各塔段的实际迎风面积；输电塔迎风面积确定步骤，根据各塔段的实际迎风面积确定输电塔的迎风面积。
进一步地，上述输电塔迎风面积确定方法中，各杆件迎风面积系数确定步骤进一步包括：第一判断子步骤，判断各塔段内的各杆件是否承受迎风荷载；第二判断子步骤，当杆件不承受迎风荷载时，杆件的迎风面积系数为零；当杆件承受迎风荷载时，进一步判断杆件是否为公共杆件；第三迎风面积系数确定子步骤，当杆件不是公共杆件时，杆件的迎风面积系数为1；当杆件是公共杆件时，计算公共杆件在迎风荷载方向上所属的塔段数量，并将所属的塔段数量的倒数确定为杆件的迎风面积系数。
进一步地，上述输电塔迎风面积确定方法中，各塔段迎风面积确定步骤进一步包括：根据各塔段内各杆件的理论迎风面积和相应的迎风面积系数的乘积确定该塔段内各杆件的实际迎风面积；将各塔段内各杆件的实际迎风面积之和确定为各塔段的实际迎风面积。
进一步地，上述输电塔迎风面积确定方法中，输电塔迎风面积确定步骤中，将各塔段的实际迎风面积之和确定为输电塔的迎风面积。
进一步地，上述输电塔迎风面积确定方法中，迎风面积包括正面迎风面积和侧面迎风面积。
进一步地，上述输电塔迎风面积确定方法中，第三迎风面积系数确定子步骤中，当杆件是公共杆件时，则将杆件所属的塔段数量的倒数确定为杆件的自重系数，以及将杆件的理论自重与自重系数的乘积确定为杆件在塔段内的实际自重。
本发明中，通过确定各塔段内各杆件的迎风面积系数，根据各杆件的迎风面积系数和理论迎风面积计算各塔段的实际迎风面积，进而计算出输电塔的迎风面积，计算准确、可靠，避免了输电塔迎风面积的重复计算，大大减少了迎风面积计算的偏差，进而提高了输电塔的风荷载受力的计算精确，解决了现有技术中输电塔的迎风面积存在重复计算导致输电塔风荷载受力计算不准确的问题，从而确保了输电塔的安全。
另一方面，本发明还提出了一种输电塔迎风面积确定装置，该装置包括：分段模块，用于将输电塔分成若干塔段；各杆件迎风面积系数确定模块，用于判断各塔段内的各杆件是否承受迎风载荷以及是否为公共杆件，并根据判断结果确定各塔段内所有杆件的迎风面积系数；其中，公共杆件为在至少两个塔段内均承受迎风荷载的杆件；各塔段迎风面积确定模块，用于根据各塔段内所有杆件的迎风面积系数及所有杆件的理论迎风面积确定各塔段的实际迎风面积；输电塔迎风面积确定模块，用于根据各塔段的实际迎风面积确定输电塔的迎风面积。
进一步地，上述输电塔迎风面积确定装置中，各杆件迎风面积系数确定模块还包括：第一判断子模块，用于判断各塔段内的各杆件是否承受迎风荷载；第二判断子模块，用于当杆件不承受迎风荷载时，杆件的迎风面积系数为零；当杆件承受迎风荷载时，进一步判断杆件是否为公共杆件；第三迎风面积系数确定子模块，用于当杆件不是公共杆件时，杆件的迎风面积系数为1；当杆件是公共杆件时，计算公共杆件在迎风荷载方向上所属的塔段数量，并将所属的塔段数量的倒数确定为杆件的迎风面积系数。
进一步地，上述输电塔迎风面积确定装置中，各塔段迎风面积确定模块还用于根据各塔段内各杆件的理论迎风面积和相应的迎风面积系数的乘积确定该塔段内各杆件的实际迎风面积；以及将该塔段内各杆件的实际迎风面积之和确定为各塔段的实际迎风面积。
进一步地，上述输电塔迎风面积确定装置中，输电塔迎风面积确定模块还用于将各塔段的实际迎风面积之和确定为输电塔的迎风面积。
本发明的计算准确、可靠，避免了输电塔迎风面积的重复计算，大大减少了迎风面积计算的偏差，进而提高了输电塔的风荷载受力的计算精确，解决了现有技术中输电塔的迎风面积存在重复计算导致输电塔风荷载受力计算不准确的问题，从而确保了输电塔的安全。
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迎风面积确定方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的输电塔迎风面积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迎风面积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迎风面积确定装置的结构框图；
图5为本发明实施例提供的输电塔迎风面积确定装置的又一结构框图；
图6为本发明实施例提供的输电塔结构示意图；
图7为本发明实施例提供的输电塔中，部分塔段在正面迎风荷载方向上的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的输电塔中，部分塔段在侧面迎风荷载方向上的结构示意图。
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迎风面积确定方法的流程图。如图所示，输电塔迎风面积确定方法包括如下步骤：
分段步骤S1，将输电塔分成若干塔段，在对输电塔进行分段是可以根据输电塔的结构特点来进行划分。参见图6，图中标号①、②、③、④等分别表示一个塔段。
各杆件迎风面积系数确定步骤S2，判断各塔段内的各杆件是否承受迎风荷载以及是否为公共杆件，其中，公共杆件为在至少两个塔段内均承受迎风荷载的杆件。根据判断结果确定各塔段内所有杆件的迎风面积系数。
具体地，参见图2，该各杆件迎风面积系数确定步骤S2还可以包括：
第一判断子步骤S21，判断各塔段内的各杆件是否承受迎风荷载。具体实施时，每个塔段内的每个杆件均进行判断。
第二判断子步骤S22，当杆件不承受迎风荷载时，该杆件的迎风面积系数为零；当杆件承受迎风荷载时，进一步判断杆件是否为公共杆件。也就是说，当某一塔段内的某一杆件经判断为不承受迎风荷载，表示该杆件无需计算迎风面积，则该杆件的迎风面积系数为零。当该杆件经判断为承受迎风荷载，还需要进一步判断该杆件是否在至少两个塔段内均承受迎风荷载。
第三迎风面积系数确定子步骤S23，当杆件不是公共杆件时，即该杆件只在该塔段内承受迎风荷载，在其他塔段内不承受迎风荷载，则该杆件的迎风面积系数为1。当杆件是公共杆件时，即该杆件不仅在该塔段内承受迎风荷载，在其他的塔段内也承受迎风荷载，则计算该公共杆件在迎风荷载方向上所属的塔段数量，并将所属的塔段数量的倒数确定为该杆件的迎风面积系数。
具体地，杆件所承受的迎风荷载的方向是不同的，则计算出的迎风面积也会不相同，例如，某杆件在某一塔段内承受的迎风荷载的方向为沿输电塔线路方向，该杆件在相邻的塔段内承受的迎风荷载的方向可以为垂直于输电塔线路的方向，因此迎风面积应根据迎风荷载的不同方向分别进行计算。当杆件是公共杆件时，该公共杆件在所承受的迎风荷载的方向上至少属于两个以上的塔段，则将所述塔段数量的倒数确定为杆件的迎风面积系数。
例如，参见图7，在第⑤塔段内，杆件1300-1301承受迎风荷载，并且在如图所示的迎风荷载方向上，该杆件1300-1301在第⑥塔段内也承受迎风荷载，所以该杆件1300-1301为公共杆，该杆件1300-1301在如图所示的迎风荷载方向上所属的塔段数为2，则该杆件1300-1301的迎风面积系数为1/2。
各塔段迎风面积确定步骤S3，根据各塔段内所有杆件的迎风面积系数及所有杆件的理论迎风面积确定各塔段的实际迎风面积。
具体地，参见图3，该各塔段迎风面积确定步骤S3还可以包括：
第一步骤S31，根据各塔段内各杆件的理论迎风面积和相应的迎风面积系数的乘积确定该塔段内各杆件的实际迎风面积。在计算时，应先计算每个塔段内每个杆件的实际迎风面积，该杆件的实际迎风面积为该杆件的理论迎风面积乘以上述第三迎风面积系数确定子步骤S23中确定出的该杆件的迎风面积系数。其中，杆件的理论迎风面积是根据该杆件的规格等参数计算出的理论值。
例如，参见图7，在计算第⑤塔段内各杆件的实际迎风面积时，杆件1300-1301的实际迎风面积为杆件1300-1301的理论迎风面积与迎风面积系数1/2的乘积。在计算第⑥塔段内各杆件的实际迎风面积时，杆件1300-1301的实际迎风面积为杆件1300-1301的理论迎风面积与迎风面积系数1/2的乘积。
第二步骤S32，将每个塔段内各杆件的实际迎风面积之和确定为各塔段的实际迎风面积。
输电塔迎风面积确定步骤S4，根据各塔段的实际迎风面积确定输电塔的迎风面积。具体地，将各塔段的实际迎风面积之和确定为输电塔的迎风面积。
可以看出，本实施例中，通过确定各塔段内各杆件的迎风面积系数，根据各杆件的迎风面积系数和理论迎风面积计算各塔段的实际迎风面积，进而计算出输电塔的迎风面积，计算准确、可靠，避免了输电塔迎风面积的重复计算，大大减少了迎风面积计算的偏差，进而提高了输电塔的风荷载受力的计算精确，解决了现有技术中输电塔的迎风面积存在重复计算导致输电塔风荷载受力计算不准确的问题，从而确保了输电塔的安全。
上述实施例中，迎风面积包括正面迎风面积和侧面迎风面积，正面迎风面积与侧面迎风面积之间具有一定的夹角。优选的，正面迎风面积与侧面迎风面积之间呈90度夹角。在本实施例中，正面迎风面积是指沿输电塔线路方向的迎风面积。
上述各实施例中，第三迎风面积系数确定子步骤S23中，当杆件是公共杆件时，则将杆件所属的塔段数量的倒数确定为杆件自重系数，以及将该杆件的理论自重与自重系数的乘积确定为杆件在该塔段内的实际自重。
当杆件不是公共杆件时，该杆件的自重系数为1，则该塔段包含了该杆件的所有自重。当杆件是公共杆件时，则将包含该杆件的所有塔段数量的倒数确定为自重系数。该杆件的理论自重是根据该杆件的规格计算出的理论自重值。该杆件的实际自重为理论自重与自重系数的乘积。按照上述方法依次计算每个塔段内各个杆件的实际自重，将每个塔段内各杆件的实际自重之和确定为该塔段的实际自重，再将各塔段的实际自重求和为该输电塔的自重。
例如，参见图8，杆件1300-1302在第⑤塔段、第⑥塔段和第⑦塔段内均承受自重，则该杆件1300-1302为公共杆件，由于杆件1300-1302所属的塔段数量为3，所以该杆件1300-1302的自重系数为1/3。在计算第⑤塔段内各杆件的实际自重时，杆件1300-1302的实际自重为杆件1300-1302的理论自重与自重系数1/3的乘积；在计算第⑥塔段内各杆件的自重时，杆件1300-1302的实际自重为杆件1300-1302的理论自重与自重系数1/3的乘积；在计算第⑦塔段内各杆件的自重时，杆件1300-1302的实际自重为杆件1300-1302的理论自重与自重系数1/3的乘积。
可以看出，本实施例中，通过计算杆件的自重系数，再根据自重系数与该杆件的理论自重计算出该杆件的实际自重，能够使得各杆件的自重计算更加准确，进而确保各塔段的自重计算准确，提高了自重计算的精度。
综上所述，本实施例计算准确、可靠，避免了输电塔迎风面积的重复计算，大大减少了迎风面积计算的偏差，进而提高了输电塔的风荷载受力的计算精确，从而确保了输电塔的安全。
装置实施例：
本发明还提出一种输电塔迎风面积确定装置。参见图4，图4为本发明实施例提供的输电塔迎风面积确定装置的结构框图。如图所示，该装置包括分段模块100、各杆件迎风面积系数确定模块200、各塔段迎风面积确定模块300和输电塔迎风面积确定模块400。其中，分段模块100用于将输电塔分成若干塔段。各杆件迎风面积系数确定模块200用于判断各塔段内的各杆件是否承受迎风载荷以及是否为公共杆件，并根据判断结果确定各塔段内所有杆件的迎风面积系数；其中，公共杆件为在至少两个塔段内均承受迎风荷载的杆件。各塔段迎风面积确定模块300用于根据各塔段内所有杆件的迎风面积系数及所有杆件的理论迎风面积确定各塔段的实际迎风面积。输电塔迎风面积确定模块400用于根据各塔段的实际迎风面积确定输电塔的迎风面积。
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，本实施例的计算准确、可靠，避免了输电塔迎风面积的重复计算，大大减少了迎风面积计算的偏差，进而提高了输电塔的风荷载受力的计算精确，解决了现有技术中输电塔的迎风面积存在重复计算导致输电塔风荷载受力计算不准确的问题，从而确保了输电塔的安全。
参见图5，图5为本发明实施例提供的输电塔迎风面积确定装置的又一结构框图。如图所示，上述实施例中，各杆件迎风面积系数确定模块200还可以包括：第一判断子模块210、第二判断子模块220和第三迎风面积系数确定子模块230。其中，第一判断子模块210用于判断各塔段内的各杆件是否承受迎风荷载。第二判断子模块220用于当杆件不承受迎风荷载时，杆件的迎风面积系数为零；当杆件承受迎风荷载时，进一步判断杆件是否为公共杆件。第三迎风面积系数确定子模块230用于当杆件不是公共杆件时，杆件的迎风面积系数为1；当杆件是公共杆件时，计算公共杆件在迎风荷载方向上所属的塔段数量，并将所属的塔段数量的倒数确定为杆件的迎风面积系数。其中，该装置中各杆件迎风面积系数确定模块的具体实施过程参见上述方法实施例中关于各杆件迎风面积系数确定步骤S2的说明即可，本实施例在此不再赘述。
可以看出，本实施例中，各杆件迎风面积系数确定模块对各塔段内各杆件的所有情况均考虑在内，使得各塔段迎风面积系数计算的准确、可靠，防止出现重复计算或者遗漏的现象，进而确保了各塔段实际迎风面积计算的准确度。
上述各实施例中，各塔段迎风面积确定模块300还可以用于根据各塔段内各杆件的理论迎风面积和相应的迎风面积系数的乘积确定该塔段内各杆件的实际迎风面积，以及将该塔段内各杆件的实际迎风面积之和确定为各塔段的实际迎风面积。其中，该装置中各塔段迎风面积确定模块的具体实施过程参见上述方法实施例中关于各塔段迎风面积确定步骤S3的说明即可，本实施例在此不再赘述。
可以看出，本实施例中，各塔段实际迎风面积是根据每个杆件的实际迎风面积来计算的，提高了计算精度，减少了计算偏差。
上述各实施例中，输电塔迎风面积确定模块400还可以用于将各塔段的实际迎风面积之和确定为输电塔的迎风面积。
可以看出，本实施例，计算简单、准确。
综上所述，本实施例的计算准确、可靠，避免了输电塔迎风面积的重复计算，大大减少了迎风面积计算的偏差，进而提高了输电塔的风荷载受力的计算精确，从而确保了输电塔的安全。
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 (10)

1.一种输电塔迎风面积确定方法，其特征在于，包括：
分段步骤，将输电塔分成若干塔段；
各杆件迎风面积系数确定步骤，判断各塔段内的各杆件是否承受迎风载荷以及是否为公共杆件，并根据判断结果确定各塔段内所有杆件的迎风面积系数；其中，所述公共杆件为在至少两个塔段内均承受迎风荷载的杆件；
各塔段迎风面积确定步骤，根据各塔段内所有杆件的迎风面积系数及所有杆件的理论迎风面积确定各塔段的实际迎风面积；
输电塔迎风面积确定步骤，根据各塔段的实际迎风面积确定输电塔的迎风面积。
2.根据权利要求1所述的输电塔迎风面积确定方法，其特征在于，所述各杆件迎风面积系数确定步骤进一步包括：
第一判断子步骤，判断各所述塔段内的各杆件是否承受迎风荷载；
第二判断子步骤，当所述杆件不承受迎风荷载时，所述杆件的迎风面积系数为零；当所述杆件承受迎风荷载时，进一步判断所述杆件是否为公共杆件；
第三迎风面积系数确定子步骤，当所述杆件不是公共杆件时，所述杆件的迎风面积系数为1；当所述杆件是公共杆件时，计算所述公共杆件在迎风荷载方向上所属的塔段数量，并将所属的塔段数量的倒数确定为所述杆件的迎风面积系数。
3.根据权利要求2所述的输电塔迎风面积确定方法，其特征在于，所述各塔段迎风面积确定步骤进一步包括：
根据各塔段内各杆件的理论迎风面积和相应的迎风面积系数的乘积确定该塔段内各杆件的实际迎风面积；
将各塔段内各杆件的实际迎风面积之和确定为各塔段的实际迎风面积。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的输电塔迎风面积确定方法，其特征在于，所述输电塔迎风面积确定步骤中，将各塔段的实际迎风面积之和确定为输电塔的迎风面积。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的输电塔迎风面积确定方法，其特征在于，所述迎风面积包括正面迎风面积和侧面迎风面积。
6.根据权利要求2所述的输电塔迎风面积确定方法，其特征在于，所述第三迎风面积系数确定子步骤中，当所述杆件是公共杆件时，则将所述杆件所属的塔段数量的倒数确定为所述杆件的自重系数，以及将所述杆件的理论自重与所述自重系数的乘积确定为所述杆件在所述塔段内的实际自重。
7.一种输电塔迎风面积确定装置，其特征在于，包括：
分段模块(100)，用于将输电塔分成若干塔段；
各杆件迎风面积系数确定模块(200)，用于判断各塔段内的各杆件是否承受迎风载荷以及是否为公共杆件，并根据判断结果确定各塔段内所有杆件的迎风面积系数；其中，所述公共杆件为在至少两个塔段内均承受迎风荷载的杆件；
各塔段迎风面积确定模块(300)，用于根据各塔段内所有杆件的迎风面积系数及所有杆件的理论迎风面积确定各塔段的实际迎风面积；
输电塔迎风面积确定模块(400)，用于根据各塔段的实际迎风面积确定输电塔的迎风面积。
8.根据权利要求7所述的输电塔迎风面积确定装置，其特征在于，所述各杆件迎风面积系数确定模块(200)还包括：
第一判断子模块(210)，用于判断各所述塔段内的各杆件是否承受迎风荷载；
第二判断子模块(220)，用于当所述杆件不承受迎风荷载时，所述杆件的迎风面积系数为零；当所述杆件承受迎风荷载时，进一步判断所述杆件是否为公共杆件；
第三迎风面积系数确定子模块(230)，用于当所述杆件不是公共杆件时，所述杆件的迎风面积系数为1；当所述杆件是公共杆件时，计算所述公共杆件在迎风荷载方向上所属的塔段数量，并将所属的塔段数量的倒数确定为所述杆件的迎风面积系数。
9.根据权利要求7所述的输电塔迎风面积确定装置，其特征在于，所述各塔段迎风面积确定模块(300)还用于根据各塔段内各杆件的理论迎风面积和相应的迎风面积系数的乘积确定该塔段内各杆件的实际迎风面积；以及将该塔段内各杆件的实际迎风面积之和确定为各塔段的实际迎风面积。
10.根据权利要求7所述的输电塔迎风面积确定装置，其特征在于，所述输电塔迎风面积确定模块(400)还用于将各塔段的实际迎风面积之和确定为输电塔的迎风面积。
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