CN117077234B - 一种用于确定格构塔的有限元模型的方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本申请的目的是提供一种用于确定格构塔的有限元模型的方法与设备，涉及通信领域，包括：获取目标格构塔对应的三维模型；根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载；获取所述三维模型的荷载组合信息，并基于所述自重荷载、风荷载、平台活荷载以及所述荷载组合信息确定所述三维模型对应的有限元模型。本申请通过格构塔的三维建模过程进行简化，缩短三维建模时间并降低出错率，降低入门难度的同时，使得操作更加简单、快捷，对于格构塔统计人员的专业性要求较低，学习成本低，营造了良好的数据录入环境。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种用于确定格构塔的有限元模型的方法与设备。
背景技术
格构塔，是通信塔的常规类型，主要由塔体、避雷针、爬梯、平台、天线支架组成，是一种挂载通信天线的高耸结构，塔体一般为型钢或钢管作为主材，通过腹杆连接为整体的杆系结构铁塔，一般为三边形或四边形。主材又称塔柱，腹杆按结构特点一般分为横杆、斜杆、横隔及辅助构件。格构塔具有节省钢材、整体刚度大、挂载能力强、安装灵活方便等优势在场地空间较大、塔高要求高、吊装条件差等场景下被大量采用。在对格构塔进行结构设计或承载能力复核时，需考虑的主要荷载工况及组合中风荷载起决定性作用。评判格构塔结构承载能力时，分为强度指标和刚度指标，其中强度指标一般需考虑塔体构件和节点，刚度指标一般考虑整体变形。
现有的格构塔有限元计算模型一般采用常规的计算软件建立，由于此类软件未考虑格构塔的结构特性及通信行业的常规做法，建模时需将结构构件一一建立、定义特性并定位，并需进行加载，手动验算等环节，过程较繁琐且耗时较长、易出错。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种用于确定格构塔的有限元模型的方法与设备。
根据本申请的一个方面，提供了一种用于确定格构塔的有限元模型的方法，该方法包括：
获取目标格构塔对应的三维模型，其中，所述三维模型包括所述目标格构塔的多个塔段模型及挂载设备模型，每个塔段模型包括对应塔段的塔段构件信息及连接信息，所述塔段模型的模型尺寸与对应塔段的塔段尺寸相适应，所述挂载设备模型包括平台模型的挂载位置及平台构件信息；
根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载；
获取所述三维模型的荷载组合信息，并基于所述自重荷载、风荷载、平台活荷载以及所述荷载组合信息确定所述三维模型对应的有限元模型。
根据本申请的另一个方面，提供了一种用于确定格构塔的有限元模型的设备，该设备包括：
一一模块，用于获取目标格构塔对应的三维模型，其中，所述三维模型包括所述目标格构塔的多个塔段模型及挂载设备模型，每个塔段模型包括对应塔段的塔段构件信息及连接信息，所述塔段模型的模型尺寸与对应塔段的塔段尺寸相适应，所述挂载设备模型包括平台模型的挂载位置及平台构件信息；
一二模块，用于根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载；
一三模块，用于获取所述三维模型的荷载组合信息，并基于所述自重荷载、风荷载、平台活荷载以及所述荷载组合信息确定所述三维模型对应的有限元模型。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机设备，其中，该设备包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上任一所述方法的步骤。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令在被执行时使得系统进行执行如上任一所述方法的步骤。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上任一所述方法的步骤。
与现有技术相比，本申请通过格构塔的三维建模过程进行简化，缩短三维建模时间并降低出错率，降低入门难度的同时，使得操作更加简单、快捷，对于格构塔统计人员的专业性要求较低，学习成本低，营造了良好的数据录入环境。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本申请一个实施例的一种用于确定目标格构塔的有限元模型的方法流程图；
图2示出根据本申请另一个实施例的一种计算机设备的设备模块；
图3示出可被用于实施本申请中所述的各个实施例的示例性系统。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述。
在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(例如，中央处理器（Central Processing Unit，CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(Read Only Memory，ROM)或闪存(Flash Memory)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（Phase-Change Memory，PCM）、可编程随机存取存储器(Programmable Random Access Memory，PRAM)、静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)、动态随机存取存储器 (Dynamic Random AccessMemory，DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、数字多功能光盘(Digital Versatile Disc，DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
本申请所指设备包括但不限于用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备通过网络相集成所构成的设备。所述用户设备包括但不限于任何一种可与用户进行人机交互（例如通过触摸板进行人机交互）的移动电子产品，例如智能手机、平板电脑等，所述移动电子产品可以采用任意操作系统，如Android操作系统、iOS操作系统等。其中，所述网络设备包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和信息处理的电子设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、嵌入式设备等。所述网络设备包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云；在此，云由基于云计算（Cloud Computing）的大量计算机或网络服务器构成，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个虚拟超级计算机。所述网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络、无线自组织网络（Ad Hoc网络）等。优选地，所述设备还可以是运行于所述用户设备、网络设备、或用户设备与网络设备、网络设备、触摸终端或网络设备与触摸终端通过网络相集成所构成的设备上的程序。
当然，本领域技术人员应能理解上述设备仅为举例，其他现有的或今后可能出现的设备如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或者更多，除非另有明确具体的限定。
图1示出了根据本申请一个方面的一种用于确定格构塔的有限元模型的方法，其中，该方法应用于计算机设备，包括步骤S101、步骤S102以及步骤S103。在步骤S101中，获取目标格构塔对应的三维模型，其中，所述三维模型包括所述目标格构塔的多个塔段模型及挂载设备模型，每个塔段模型包括对应塔段的塔段构件信息及连接信息，所述塔段模型的模型尺寸与对应塔段的塔段尺寸相适应，所述挂载设备模型包括平台模型的挂载位置及平台构件信息；在步骤S102中，根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载；在步骤S103中，获取所述三维模型的荷载组合信息，并基于所述自重荷载、风荷载、平台活荷载以及所述荷载组合信息确定所述三维模型对应的有限元模型。其中，所述计算机设备包括但不限于用户设备、网络设备或者用户设备与网络设备的集成设备，所述用户设备包括但不限于任何一种可与用户进行人机交互（例如通过触摸板进行人机交互）的移动电子产品，所述网络设备包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云。
具体而言，在步骤S101中，获取目标格构塔对应的三维模型，其中，所述三维模型包括所述目标格构塔的多个塔段模型及挂载设备模型，每个塔段模型包括对应塔段的塔段构件信息及连接信息，所述塔段模型的模型尺寸与对应塔段的塔段尺寸相适应，所述挂载设备模型包括平台模型的挂载位置及平台构件信息。例如，计算机设备根据管理人员的数据要求获取目标格构塔的三维建模所需的建模数据，如目标格构塔的基础信息以及结构信息等，基于对应基础信息、结构信息确定目标格构塔的塔体模型，并基于对应挂载信息确定对应的挂载设备模型，从而将上述塔体模型和挂载设备模型结合生成目标格构塔的完整的三维模型等。其中，所述目标格构塔的基础信息包括目标格构塔的格构塔塔体信息，所述格构塔塔体信息包括对应的格构塔塔体高度、格构塔立面外轮廓尺寸、格构塔横断面外轮廓尺寸以及避雷针类型等，从而能够基于不同部位的尺寸及相同的比例生成目标格构塔的塔体模型，通常，该格构塔的塔体模型用于指示一定比例尺下的格构塔的外形轮廓。在一些实施方式中，采用预先设置的默认型钢尺寸信息按照比例对塔体的构件进行建模，如采用等边角钢4型号按照40*40*5mm的规格作为对应格构塔的型钢尺寸进行建模等；在另一些实施方式中，所述塔体信息还包括格构塔的型钢标识信息，计算机设备可以基于该型钢标识信息确定对应型钢尺寸规格，并基于该尺寸规格对格构塔的型钢尺寸构件进行建模等，如等边角钢型号、结构用无缝钢管等均不作限定。
在一些情形下，对应目标格构塔的格构塔类型通常基于不同的塔柱样式确定，如角钢塔、钢管塔或者增高架等。其中，所述角钢塔为一种有降液管的板式塔，角钢塔的鼓泡区是由相互并列的角钢组成，角钢的排列方向与液流方向平行。角钢的尖角边在下部，截面呈“V”字形，相邻两个角钢之间有一定的栅缝，降液管与一般塔板相同。上一板的液体通过降液管流入“V”字形角钢，而气体则通过栅缝上升时与液体发生鼓泡，进行传质过程，塔板上的气液流动状态与筛板相仿。角钢塔板压降较小，气相通量较大，塔板效率较好，结构简单，加工制造方便，刚度较好。所述钢管塔是指主要部件用钢管、其它部件用钢管或型钢等组成的格构式塔架；所述钢管塔的主材采用法兰连接或相贯连接，斜材与主材之间采用插板连接或相贯连接。钢管构件截面中心对称，截面特性各向同性；材料均匀分布在周边，截面抗弯刚度大。所述增高架是指增高架是用于城市居民楼、写字楼、办公楼的，保证无线通信系统的正常运行的设备，通常把通讯天线安置到最高点以增加通讯天线信号覆盖半径，以达到理想的通讯效果。
在一些实施方式中，所述目标格构塔的塔体信息包括所述目标格构塔的格构塔塔体高度、格构塔立面外轮廓尺寸、格构塔横断面外轮廓尺寸以及避雷针类型。例如，所述格构塔立面外轮廓尺寸用于指示格构塔在竖直截断面上最外面一层范围的连线的尺寸，所述格构塔横断面外轮廓尺寸用于指示格构塔在横截端面最外面一层范围的连线的尺寸。其中，为了获取较为详细的数据，通常所述格构塔横断面外轮廓尺寸可以是格构塔中不同高度下的多个横断面外轮廓的尺寸，如多个塔段中每个塔段对应中间位置的横断面外轮廓尺寸等。基于前述格构塔塔体信息可以按照塔体实际尺寸及确定的目标格构塔外形轮廓，生成对应格构塔的塔体模型。在一些情形下，所述目标格构塔的基础信息还包括目标格构塔的格构塔标识信息，如用于指示目标格构塔的名称、图像或者站点编码等，进一步地，所述目标格构塔的基础信息还包括目标格构塔的格构塔位置，用于对目标格构塔的位置进行描述并记录，从而实现多个格构塔的分布数据统计等。在一些实施例中，所述结构信息包括目标格构塔的塔段信息及法兰信息，该目标格构塔的塔段信息用于指示组成目标格构塔的多个塔段的每个塔段的塔段详情信息，对应法兰信息用于指示该多个塔段连接方式及结构等。
具体地，目标格构塔的三维模型由用户关于格构塔的输入数据生成，该输入数据主要包括格构塔的基础信息、挂载信息以及结构信息，通常，在一些情形下，塔体和避雷针共同组成一个模型文件，挂载设备（平台、天线及抱杆、挂载设备中一种或多种的组合）各为独立的模型文件等，其中，挂载设备的挂载设备模型由对应挂载信息确定，计算机设备基于挂载设备中包含的一个或多个挂载设备的设备详情信息生成对应一个或多个挂载设备模型。其中，建模数据可以是来源于用户输入关于格构塔的设计图纸和/或检测报告中的相关参数。其中，所述目标格构塔的数量可以是一个或多个，换言之，该目标格构塔的三维模型获取可以是单个格构塔的单独获取或者多个格构塔的批量获取等，在此不做限制。在一些实施方式中，所述基础信息包括避雷针类型及避雷针的设备详情信息，所述避雷针类型包括侧置避雷针或顶置避雷针，所述侧置避雷针的设备详情信息包括所述侧置避雷针的避雷针底部直径、避雷针位置以及避雷针高度；所述顶置避雷针的设备详情信息由所述目标格构塔的格构塔塔体信息确定。在一些实施方式中，所述顶置避雷针的避雷针高度为所述格构塔塔体信息的塔体高度的六分之一至十分之一（例如八分之一等），所述顶置避雷针的避雷针底部直径为所述格构塔塔体信息的塔顶外径的0.2-0.6（例如，0.4等）倍。例如，对应目标格构塔的塔体与避雷针为一个模型文件，则对应避雷针通常设置于塔体模型的顶端，目标格构塔的基础信息中还包括避雷针类型，基于不同的避雷针类型，可以在塔体模型中生成对应的避雷针模型，对应避雷针类型包括侧置避雷针或顶置避雷针等。其中，侧置避雷针设置于塔体侧方，对应设置方向可以与该塔体的基准方向（例如，目标格构塔基于管理人员的预先设置将某个方向设置为目标格构塔的基准方向，如正北、正东等）相同，或者基于需求设置于自定义方位，该自定义方位用于指示侧置避雷针相对于塔体中心轴线所处方位等。其中，侧置避雷针的设备详情信息还包括避雷针底部直径、避雷针位置以及避雷针高度等，对应避雷针高度用于指示该避雷针在垂直方向上的总高度，对应避雷针位置用于指示该避雷针设置于目标格构塔的塔体上的位置，该侧置避雷针可以是圆柱形结构，则可以根据避雷针底部直径确定对应避雷针的整体模型，在一些情形下，设备详情信息还包括避雷针的顶部直径，基于顶部直径和底部直径确定圆锥形避雷针的整体模型等。还如，对应避雷针包括顶置避雷针，该顶置避雷针的中心轴线与塔体的中心轴线重合，通常，基于先验经验可以基于塔体的高度、塔顶外径等确定该顶置避雷针的避雷针模型相应数据，如以一定比例（例如，八分之一或者十分之一等）的塔高作为顶置避雷针的避雷针高度，并以格构塔塔顶外径的一定比例（例如，0.4或者0.5等）作为该顶置避雷针的底部直径等，从而可以实现避雷针模型的简单量化并建模等。根据所述目标格构塔的基础信息及所述结构信息确定所述目标格构塔的塔体模型，其中，所述塔体模型包括所述塔段信息对应的多段塔段及所述法兰信息对应的连接部，所述塔体模型的模型尺寸与所述格构塔塔体信息的塔体尺寸相适应。例如，计算机设备获取到目标格构塔的基础信息、结构信息后，可以基于基础信息确定塔体外轮廓信息，并基于各个塔段的塔段信息及法兰信息等确定具体每个塔段的塔段构件模型，从而根据每个塔段构件模型组成对应塔体模型，所述塔段构件模型包括但不限于基于格构塔塔体高度、格构塔立面外轮廓尺寸、格构塔横断面外轮廓尺寸以及避雷针类型等确定塔体整体模型的外形，并基于结构信息确定该塔体模型上不同塔段的构件、所处位置及连接法兰等，其中，法兰是轴与轴之间相互连接的零件，用于格构塔的多个塔段之间的连接。计算机设备获取目标格构塔的基础信息及结构信息后，可以根据前述信息生成实物等比例的塔体模型，如先基于基础信息确定对应整体塔体，并基于结构信息将整体塔体上划分为不同塔段，从而确定对应塔体模型，该塔体模型包括所述塔段信息对应的多段塔段及所述法兰信息对应的连接部，所述塔体模型的模型尺寸与所述格构塔塔体信息的塔体尺寸相适应。
在一些实施方式中，所述目标格构塔的塔段信息包括所述多段塔段的塔段详情信息，所述多段塔段的塔段详情信息包括对应塔段的塔段顶宽度、塔段底宽度直径、塔段高度、横斜杆形式、等分数量以及横隔样式。例如，目标格构塔通常由多段塔段组成，对应目标格构塔的塔段信息由该多段塔段的塔段详情信息组成，每段塔段包括该段塔段的塔段顶宽度、塔段底宽度直径、塔段高度、横斜杆形式、等分数量以及横隔样式等，对应塔体整体上从下至上横截面逐渐减小的柱体/锥形等，由各个塔段的塔段用于指示塔身中规格不变且斜率一致的连续的塔身，每个塔段的柱体的横截面为正方形/长方形等，对应的塔段的塔段顶横截面面积小于塔底横截面面积，相应地，用于塔段的塔段顶横截面的长标识塔段顶宽度，塔段的塔段底横截面的长标识塔段底宽度，由塔段的塔段高度描述该段塔段规格不变且斜率一致的连续的塔身的垂直距离。在一些情形下，相邻两个塔段之间中处于上方的塔段的塔段底宽度与处于下方的塔段的塔段顶宽度的差值小于或等于差值阈值；当然，为了保证塔体的稳定性和承载能力，在一些实施方式中，所述目标格构塔的多段塔段中相邻两段塔段的较大的塔段顶宽度与较小的塔段底宽度相同。格构塔的多个塔段的塔段高度相加确定的总塔段长度与目标格构塔的格构塔塔体高度的高度差值小于或等于高度差值阈值，在一些情形下，该总塔段长度与目标格构塔的格构塔塔体高度相同。所述格构塔的横斜杆形式包括格构塔塔体上重复出现的横杆及斜杆布置形式，如三边形或者四边形分布等；所述等分数量用于指示当前塔段中横斜杆样式的数量，如对应三边形或四边形在轴线上分布数量等；所述横隔样式包括格构塔塔体上同一水平端面的结构构件，如选择三边形，并且塔柱样式为钢管，则为三管塔样式等。其中，格构塔的塔身通常是指组成格构塔空间结构体系的所有结构构件总称，具体包括塔柱（主杆）、斜杆、横杆、横隔杆、副杆等；所述主杆是指格构塔主要受力构件，相当于空间桁架的弦杆；格构塔的腹杆是指连接格构塔各主材的支撑构件，包括水平横杆和斜杆；横隔杆是指用于连接水平横杆的构件；所述副杆是指用于减少受力构件计算长度的构件。获取所述目标格构塔的一个或多个挂载设备对应的挂载信息，并根据所述目标格构塔的挂载信息确定所述一个或多个挂载设备的挂载设备模型，及一个或多个挂载设备模型在所述塔体模型上的挂载位置，其中，所述挂载信息包括所述目标格构塔的一个或多个挂载设备的设备详情信息。例如，计算机设备获取目标格构塔的挂载信息后，根据挂载信息中一个或多个挂载设备的设备详情信息确定每个挂载设备的挂载设备模型，并确定每个挂载设备在塔体模型上的挂载位置，如基于前述塔体模型生成中相同的比例，基于挂载设备的实际尺寸生成对应挂载设备的设备模型，并基于挂载设备的高度、方位等确定挂载设备的挂载位置等。具体地，根据挂载设备的高度与塔体高度进行对比，确定挂载设备相对于塔体的相对高度比例等，从而确定挂载设备模型在塔体模型上的相对高度比例等，对应挂载设备可以是环绕塔体模型设置，如对应装饰平台等；在一些情形下，挂载设备设置于塔体的某个方位上，该方位可以是管理人员预先设置的特定方位，如正北、正东或者其他任意自定义方位等。在一些实施例中，多个相同的挂载设备可以设置于同一高度的不同方位，如多个天线，按照首个天线设置于特定方位，其他天线按照平分360度的方位进行设置，或者按照顺时针/逆时针间隔一定角度（如90度或者120度等）进行多个天线的设置等。
在一些情形下，根据一个或多个挂载设备模型的挂载位置将所述一个或多个挂载设备模型叠加于所述塔体模型，以获取所述目标格构塔的三维模型。例如，计算机设备获取到一个或多个挂载设备模型的挂载位置后，基于该挂载位置将对应挂载设备模型与塔体模型合并，从而生成目标格构塔的三维模型等。在一些情形下，计算机设备还会录入该目标格构塔的信息时，将其三维模型录入格构塔建模系统中，供后续数据统计或校验等。在一些实施方式中，所述挂载设备包括但不限于天线、装饰平台、抱杆、路灯、摄像装置以及爬梯中一种或多种的组合。例如，对应挂载信息中挂载设备包括天线、装饰平台、抱杆、路灯、摄像装置等，其中，天线、装饰平台、抱杆等属于常用挂载设备，路灯及摄像装置属于附属挂载设备。其中，路灯对应设备详情信息包括挂置高度，对应路灯模型通常基于预设尺寸的模型确定，或者根据图纸上数据按照比例确定等，对应挂置高度用于指示路灯处于塔体上的高度等。对应摄像装置通常设置于外伸一米的横杆上远离格构塔的一端等，对应摄像装置的设备详情信息包括挂置高度，对应摄像装置模型通常基于预设尺寸的模型确定，或者根据图纸上数据按照比例确定等，对应挂置高度用于指示摄像装置处于塔体上的高度。其中，路灯或者摄像装置的方位可以是基于前述基准方位设置，还可以是基于管理人员的自定义方位进行设置等。前述常用挂载设备中，天线常与抱杆集成设置，除了设置于塔顶的集束天线之外。在一些实施方式中，所述挂载设备包括天线，所述天线的设备详情信息包括所述天线的天线高度与所述天线直径之一、天线类型及天线高度，所述天线类型用于指示所述天线的挂载设备模型的模型类别，所述天线高度用于指示所述天线的挂载设备模型的模型长度。例如，目标格构塔通常用于设置天线对运营商信号进行广播，每个挂载天线包括天线高度与天线直径之一，天线类型及天线高度等，对应天线类型用于指示天线的挂载设备模型的模型类型，不同模型类型的预设模型不同，通过获取对应预设模型并基于其他天线详情信息中相关参数生成对应天线的挂载设备模型。对应天线高度用于指示天线从最低点至最高点的端点距离，在一些情形下，对应天线的设备详情信息还包括天线的挂置高度或者对应抱杆的挂置高度等。在一些实施方式中，所述天线的天线类型包括但不限于板状天线、集束天线、微波天线、柱状天线。例如，不同天线类型还有一些其他不同参数等，例如，对于板状天线，对应模型为立方体模型，厚度固定为100-200mm（例如，160mm等），板状天线有一定的倾斜，默认为下倾斜0-30度，例如，10度等，板状天线的上/下连接件简化处理，板状天线与抱杆通常同时出现，对应抱杆长度为天线高度+300-1000mm（抱杆上下各多150-500mm，板状天线设置于抱杆中间），例如，500mm（抱杆上下各多250mm，板状天线设置于抱杆中间），对应抱杆伸出为外挑距离等。对于集束天线，对应模型为圆柱体模型，天线挂高以底部为准，天线直径用于指示天线宽度，对应挂载设备模型通过不同颜色与塔体模型进行区分等，天线上方设置有小避雷针，对应小避雷针无需建模等。对于微波天线，对应模型为鼓形模型，鼓面直径为天线高度，对应天线高度与天线宽度相等，鼓形厚度设置为100-500mm，例如取值为250mm，一般一层对应一付鼓形天线，对应天线与抱杆同时出现，抱杆参数与前述同理，不再赘述；对于柱状天线，对应模型为圆柱体模型，对应模型高度为天线高度，模型直径为天线宽度，对应天线与抱杆同时出现，抱杆参数与前述同理，不再赘述等。所述爬梯包括对应格构塔检测的附属设施，对应材质符合《钢管脚手架扣件》规定的可锻铸铁制作的扣件，施工均布活荷载标准值，主要是根据中国长期使用2kN/m2和2.7kN/m2的实际情况的确定，其中，上人爬梯的搭设，采用钢管扣件脚手架搭设，脚手架由钢管扣件连接而成等。
在步骤S102中，根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载。例如，计算机设备基于目标格构塔的基础信息、塔体信息及挂载信息建立对应三维模型后，可以基于建立的三维模型计算确定格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载等。在不影响计算精度的情况下，为简化计算，在建模计算中作如下假定：. 构件节点为理想铰；柱脚连接假定为铰接。格构塔塔身构件的受力状态以轴向拉压为主。格构塔各构件之间的连接一般采用焊接、螺栓抗剪连接或螺栓法兰连接。具体地，所述步骤S102包括子步骤S1021（未示出）、子步骤S1022（未示出）以及子步骤S1023（未示出），在步骤S1021中，根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的自重荷载；在步骤S1022中，根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的风荷载；在步骤S1023中，根据所述平台模型的平台构件信息确定所述目标格构塔的平台活荷载。例如，所述格构塔结构计算最基础的为塔身自重荷载，通常还需考虑的自重荷载包括天线自重荷载、平台自重荷载及其他挂载设备（例如，摄像头、标牌等）自重荷载等，如在一些实施方式中，在步骤S1021中，根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型的重量确定对应所述目标格构塔的塔身自重荷载；根据所述挂载设备模型的设备构件信息及预设规则确定所述挂载设备模型的挂载设备自重荷载。其中，塔身自重荷载包括塔段自重、节点自重以及避雷针自重等，塔段自重根据构件规格及尺寸按实考虑；节点自重宜根据节点类型，按相邻构件自重的一定比例（例如，10%-30%等）进行考虑；对应挂载设备自重荷载通常包括平台自重荷载、天线自重荷载、爬梯自重荷载以及其他挂载设备自重荷载等。通常，避雷针模型包含于塔身模型，则确定塔身自重荷载过程还包括确定避雷针模型对应避雷针自重荷载，如在一些实施方式中，所述塔身模型还包括避雷针模型，所述避雷针模型包括对应避雷针的避雷针类型，所述避雷针模型包括避雷塔或避雷针；所述方法还包括步骤S104（未示出），在步骤S104中，若所述避雷针模型的避雷针类型为避雷塔，则所述避雷针模型的避雷针自重荷载为所述目标格构塔的塔身高度第一预定比率（例如，该第一预定比率取值范围为八分之一至二十分之一等）；若所述避雷针模型的避雷针类型为避雷针，则所述避雷针模型的避雷针自重荷载为第二预定比率（例如，该第二预定比率取值范围为0.1-1.0等）。从而基于不同避雷针类型计算确定对应避雷针自重荷载等。其中，天线自重荷载通常根据天线规格按实际考虑，如在一些实施方式中，所述挂载设备模型还包括天线模型，所述预设规则包括：所述天线模型的天线自重荷载=（所述天线模型的天线重量+RUU数量×预设系数）×重力加速度。其中，所述预设系数取值范围为10-30等，计算机设备根据天线模型及通道数确定天线质量/重量，并基于该天线重量和重力加速度计算得到天线的自重荷载。在一些实施方式中，所述平台模型对应平台自重荷载由对应平台自重系数乘以平台面积确定。例如，对应平台自重系数通常取1-1.5（例如，取值为1.2等），对应平台自重荷载=平台自重系数*平台面积，该平台面积=π*平台宽度*平台宽度/4。在一些实施方中，所述挂载设备模型还包括爬梯模型，所述预设规则包括：若所述目标格构塔的格构塔类型为增高架，则确定所述爬梯模型的爬梯自重荷载为零；若所述目标格构塔的格构塔类型为角钢塔或钢管塔，则基于爬梯单位重量及所述多个塔段的塔段高度计算所述爬梯模型的爬梯自重荷载。例如，对应爬梯基于不同格构塔类型进行不同方式的计算，如当格构塔类型为增加架时，不考虑爬塔自重，则对应爬梯自重荷载为零；当格构塔类型为角钢塔或钢管塔时，每塔段爬塔自重荷载=爬梯单位重量（例如，50kg/m）*塔段高度。在一些情形下，对于其他挂载设备，直接基于挂载设备质量*重力加速度可以计算得到对应其他挂载设备自重荷载等。
在一些实施方式中，在步骤S1022中，根据所述多个塔段的塔段构件信息及连接信息，确定所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数；根据所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数计算所述目标格构塔的塔身风荷载。通常，进行风荷载计算时，需要考虑风向，并确定对应水平风荷载标准值、体型系数等。其中，当格构塔截面为四边形时，在风荷载的作用下，应考虑0°和45°两个方向（垂直边方向及斜对角方向）工况作用；当格构塔截面为三角形时，在风荷载的作用下，应考虑三个方向（垂直底边并从底边指向顶角方向、平行底边方向以及垂直底边并从顶角指向底边方向）工况作用；当格构塔截面为多边形时，在风荷载的作用下，应考虑0°方向工况作用。作用于格构塔表面单位投影面积上的水平风荷载标准值应按下式计算：
其中，为作用在格构塔z高度处单位投影面积上的风荷载标准值（kN/m2，按风向投影）；/>为基本风压（kN/m2）应按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012表E.5数值及E.3.4公式采用，其中重现期不大于20年的风压代表值取值不得小于0.30kN/m2,重现期大于20年的风压代表值取值不得小于0.35kN/m2； />为z高度处的风压高度变化系数，应按《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012表8.2.1采用；/>为风荷载体型系数，应按本标准第3.2.2-3条规定采用；/>为z高度处的风振系数，应按《高耸结构设计标准》GB 50135-2019第4.2.9条采用，其中格构塔的阻尼比一般取0.02。
一些情形下，对于挂载设备的风荷载，采用相同的计算方式确定对应的改在设备风荷载，具体参数基于不同挂载设备的不同属性进行区分。如在一些实施方式中，在步骤S1022中，根据所述挂载设备模型的设备构件信息，确定所述挂载设备模型对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数；根据所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数计算所述挂载设备模型的挂载设备风荷载。例如，体型系数构塔塔身体型系数按《高耸结构设计标准》GB 50135-2019第4.2.7-3条规定采用。或者，常规通信天线的体型系数可按表1规定确定：
表1
其中，高宽比为垂直风方向的天线高度和直径的比值，中间取值可采用插值法。其他挂载设备的体型系数包括：微波天线的体型系数应按《高耸结构设计标准》GB 50135-2019第4.2.7-8条内容执行，一般取1.3；平台及栏杆体型系数为1.9，迎风面积按正面迎风面积计；其他塔身附属物体型系数应根据实际情况确定等。
在一些情形下，挂载设备包括天线设备时，天线挡风面积折减系数由以下方法确定：3副及以上天线均匀安装于同一外挑平台时，天线的总挡风面积可按天线数量乘以天线正面面积，并乘以表2中对应的折减系数K1，如：
表2
其中，当同一外挑平台上安装天线数量非3、6、9副时，按照天线数量取抵挡折减系数（例如同平台有4副天线取0.85，同平台有8副天线取0.75）。其中，对于板状天线和柱状天线，对应天线挡风面积=天线高度*天线宽度*数量+RUU数量*0.12；对于微波天线，对应天线面积=π*天线宽度*天线宽度/4+ RUU数量*0.12。
在一些实施方式中，在步骤S1023中，根据所述平台宽度确定所述平台模型的平台面积，并基于平台面积及对应平台活荷载系数确定所述目标格构塔的平台活荷载。例如，所述平台活荷载按2 kN/m2考虑，对应平台活荷载=2*平台面积，该平台面积=π*平台宽度*平台宽度/4。
在步骤S103中，获取所述三维模型的荷载组合信息，并基于所述自重荷载、风荷载、平台活荷载以及所述荷载组合信息确定所述目标格构塔对应的有限元模型。例如，计算机设备获取到对应三维模型，及三维模型上各个构件的荷载作用后，可以基于各个构件的荷载作用分别将对应荷载作用于三维模型上，从而在三维模型上施加对应荷载，产生形变或者相互作用，从而确定对应有限元模型，如将各塔段的自重及节点自重作用于相应塔段，并基于各个挂载设备的挂载位置（如挂载高度所处的塔段位置等）将对应挂载设备自重荷载、挂载设备风荷载作用于相应挂载位置的塔段。具体地，如荷载作用点包括但不限于：1）天线、平台及避雷针自重荷载采用节点荷载的形式就近均分施加到同一高度（不得低于挂载物实际重心标高）所有塔柱节点；2）爬梯及附属设备自重荷载采用节点荷载的形式就近均分施加到同一高度（不得低于挂载物实际重心标高）单侧2个塔柱节点，施加侧按不利情况考虑（远离风来向的一侧）；3）塔体水平风荷载可按塔架结构形式分段计算，以分段中央高度的风荷载作为该段的平均风荷载，采用节点荷载的方式均分施加到该塔段顶部所有塔柱节点位置；4）天线、平台、避雷针、爬梯及附属设备风荷载采用节点荷载的形式就近均分施加到同一高度（不得低于挂载物实际重心标高）所有塔柱节点；5）平台活荷载采用节点荷载的形式就近均分施加到同一高度（不得低于平台实际标高）所有塔柱节点。当然，在考虑荷载作用时，通常还需要结合多个荷载及对应荷载组合进行相应计算，如计算构件应力比时，采用由风荷载效应控制、考虑平台活荷载作用的基本组合：① 1.3自重荷载+1.5风荷载+1.05平台活荷载 ；② 1.2自重荷载+1.4风荷载+0.98平台活荷载。计算塔顶位移时，采用由风荷载效应控制的标准组合： 1.0恒荷载+1.0风荷载+0.70平台活荷载。计算地脚螺栓应力比时，采用由风荷载效应控制的基本组合： 1.2自重荷载+1.4风荷载。计算机设备可以基于各个构建的荷载及荷载组合，计算对应塔身应力、塔顶位移以及地脚螺栓应力等，从而确定目标格构塔的承载能力。
在一些实施方式中，所述方法还包括步骤S105（未示出）和步骤S106（未示出），在步骤S105中，利用所述有限元模型获取目标格构塔的塔身应力百分比、塔顶位移百分比、地脚螺栓应力百分比；在步骤S106中，将所述目标格构塔的塔身应力百分比、塔顶位移百分比、地脚螺栓应力百分比中数值最大的百分比数值确定为所述目标格构塔的承载能力百分比，根据所述承载能力百分比确定所述目标格构塔的承载状态信息，其中，所述承载状态信息为已超限、已满载或有余量。例如，计算机设备可以根据不同塔身材料信息及壁厚信息等查询确定该目标格构塔的塔身应力设计值，并基于计算参数等计算确定目标格构塔的塔身应力最大值，从而基于该塔身应力最大值与塔身应力设计值得到对应塔身百分比等。如在一些实施方式中，所述塔身应力百分比由所述目标格构塔的最大应力塔段的构件应力设计值及对应构件应力确定，所述最大应力塔段的构件应力设计值由所述最大应力塔段的构件材料确定。例如，基于有限元模型可以对格构塔各个塔段的塔段应力进行计算，确定应力最大的塔段将其作为最大应力塔段，从而根据最大应力塔段的应力值与应力设计值，确定格构塔的塔身应力百分比，其中，所述构件应力设计值由对应构件材料确定，相应地，塔身应力百分比=构件应力最大值/构件应力设计值*100%。在一些实施方式中，所述塔顶位移百分比由所述目标格构塔的塔顶位移值、位移限值确定，所述位移限值由所述目标格构塔的塔高确定。例如，所述塔顶位移值由有限元模型在标准荷载组合下确定，计算机设备获取到格构塔的塔体高度、塔顶位移值后，可以计算得到目标格构塔的塔顶位移百分比，如根据塔高计算位移限值，将塔身位移值与塔身位移限值作比，从而确定对应塔顶位移百分比等，如塔顶位移百分比=塔顶位移/（塔高/75）*100%。在一些实施方式中，地脚螺栓应力百分比由所述目标格构塔的地脚反力设计值中的最大地脚拉力、最大拉力设计值确定，所述最大拉力设计值与所述最大地脚拉力对应同一段塔段。例如，计算机设备可以获取到格构塔的构件相关信息，如地脚螺栓直径、地脚螺栓数量、地脚螺栓材质等，并基于构件相关信息计算对应地脚螺栓拉力，所述地脚螺栓拉力设计值=地脚螺栓直径2*π/4*螺栓抗拉强度设计值，所述螺栓抗拉强度设计值由螺栓材料确定。计算机设备根据有限元模型计算所有地脚反力设计值中的最大拉力，从而确定单个螺栓最大拉力设计值，从而计算地脚螺栓应力百分比=/。
计算机设备获取到塔身应力百分比、塔顶位移百分比以及螺栓应力百分比后，将其中应力百分比最大的值确定为该格构塔的承载能力百分比，并基于该承载能力百分比与预设百分比阈值进行比较，确定该目标格构塔的承载状态信息。在一些实施方式中，所述根据所述承载能力百分比确定所述目标格构塔的承载状态信息，包括：若所述承载能力百分比大于100%，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为已超限；若所述承载能力百分比小于或等于100%且大于预设百分比阈值，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为已满载；若所述承载能力百分比小于或等于预设百分比阈值，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为有余量。例如，若承载能力百分比大于第一预设百分比阈值，则确定为已超限，若承载能力百分比小于或等于第一预设百分比阈值且大于第二预设百分比阈值，则确定为已满载，若承载能力百分比小于或等于第二预设百分比阈值，则确定承载状态信息为有余量等。具体地，为了较为直观地体现是否超限，通常将第一预设百分比阈值设定为100%，则当所述承载能力百分比大于100%，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为已超限；若所述承载能力百分比小于或等于100%且大于预设百分比阈值（例如，95%等），则确定所述目标格构塔的承载状态信息为已满载；若所述承载能力百分比小于或等于预设百分比阈值，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为有余量。
在一些实施方式中，所述方法还包括步骤S107（未示出），在步骤S107中，根据所述塔身应力百分比确定对应塔身挂载面积，其中，所述塔身挂载面积存在对应塔身挂载高度与之对应；根据所述塔顶位移百分比确定对应的塔顶挂载面积，其中，所述塔顶挂载面积存在对应塔顶挂载高度与之对应；根据所述地脚螺栓应力百分比确定对应的螺栓挂载面积，其中，所述地脚螺栓挂载面积存在对应螺栓挂载高度与之对应；将所述塔身挂载面积、所述塔顶挂载面积以及所述螺栓挂载面积中最小值作为所述目标格构塔的预计挂载面积，将所述塔身挂载面积、所述塔顶挂载面积以及所述螺栓挂载面积中最小值对应的挂载高度确定为所述预计挂载面积的挂载高度。计算机设备确定前述三个应力百分比之后，可以从中确定最大值，作为对应承载状态百分比，从而确定该格构塔的承载状态信息。若格构塔的承载状态信息为有余量时，计算机设备还可以计算该格构塔的预计挂载面积及挂载高度等，如通过三个应力百分比可以分别计算每个结构所确定的预计挂载面积，并将其中预计挂载面积的最小值确定为格构塔的最终预计挂载面积，并记录对应预计挂载高度等。
其中，塔身挂载面积的计算过程：预计挂载高度可以由参数计算得到，例如，预计挂载高度=min（天线挂高）-2，该预计挂载高度还可以由用户手动输入等；塔身挂载面积A1=F1/（分项系数*基本风压*天线体型系数*预计挂载高度处的高度系数*预计挂载高度处的风振系数），其中，F=（100%-承载能力百分比）*塔身材料强度设计值*塔柱截面积*构件稳定系数*力臂L1/构件长度/预计挂载高度，对于正三角形塔，L1取值为0.866b，对于正四方形塔，L1取值为1.414b。相应地，螺栓挂载面积的计算过程如下：预计挂载高度可以由参数计算得到，例如，预计挂载高度=min（天线挂高）-2，该预计挂载高度还可以由用户手动输入等；螺栓挂载面积A2=F2/（分项系数*基本风压*天线体型系数*预计挂载高度处的高度系数*预计挂载高度处的风振系数），其中，F2=（100%-最大承载能力百分比）*地脚螺栓拉力设计值*力臂L2/预计挂载高度，对于正三角形塔，L2为0.866B，对于正四边形塔，L1为1.414B。塔顶挂载面积的计算过程如下：预计挂载高度可以由参数计算得到，例如，预计挂载高度=min（天线挂载高度）-2，该预计挂载高度还可以由用户手动输入等，其单位为米；对应塔顶挂载面积A3=F3/（基本风压*天线体型系数*预计挂载高度*预计挂载高度的风振系数），其中，F3=（100%-承载能力百分比）*位移限值/单位水平荷载作用下的位移。其中，基本风压、天线体型系数、风振系数等可以通过相应表格查询得到或者通过计算软件计算确定等。
上文主要对本申请的一个方面的一种确定格构塔的有限元模型的方法的各实施例进行了具体介绍，此外，本申请还提供了能够实施上述各实施例的具体设备，下面结合图2进行具体介绍。
图2示出了根据本申请一个方面的一种用于确定格构塔的有限元模型的计算机设备100，包括一一模块101、一二模块102以及一三模块103。一一模块101，用于获取目标格构塔对应的三维模型，其中，所述三维模型包括所述目标格构塔的多个塔段模型及挂载设备模型，每个塔段模型包括对应塔段的塔段构件信息及连接信息，所述塔段模型的模型尺寸与对应塔段的塔段尺寸相适应，所述挂载设备模型包括平台模型的挂载位置及平台构件信息；一二模块102，用于根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载；一三模块103，用于获取所述三维模型的荷载组合信息，并基于所述自重荷载、风荷载、平台活荷载以及所述荷载组合信息确定所述三维模型对应的有限元模型。
在一些实施方式中，所述一二模块102包括一二一单元（未示出）、一二二单元（未示出）以及一二三单元（未示出）；一二一单元，用于根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的自重荷载；一二二单元，用于根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的风荷载；一二三单元，用于根据所述平台模型的平台构件信息确定所述目标格构塔的平台活荷载。在一些实施方式中，一二一单元，用于根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型的重量确定对应所述目标格构塔的塔身自重荷载；根据所述挂载设备模型的设备构件信息及预设规则确定所述挂载设备模型的挂载设备自重荷载。在一些实施方式中，所述塔身模型还包括避雷针模型，所述避雷针模型包括对应避雷针的避雷针类型，所述避雷针模型包括避雷塔或避雷针；所述设备还包括一四模块（未示出），用于若所述避雷针模型的避雷针类型为避雷塔，则所述避雷针模型的避雷针自重荷载为所述目标格构塔的塔身高度/12；若所述避雷针模型的避雷针类型为避雷针，则所述避雷针模型的避雷针自重荷载为0.6。从而基于不同避雷针类型计算确定对应避雷针自重荷载等。在一些实施方式中，所述平台模型对应平台自重荷载由对应平台自重系数乘以平台面积确定。
在一些实施方式中，一二二单元，用于根据所述多个塔段的塔段构件信息及连接信息，确定所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数；根据所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数计算所述目标格构塔的塔身风荷载。通常，进行风荷载计算时，需要考虑风向，并确定对应水平风荷载标准值、体型系数等。
在一些实施方式中，一二二单元，用于根据所述挂载设备模型的设备构件信息，确定所述挂载设备模型对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数；根据所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数计算所述挂载设备模型的挂载设备风荷载。
在一些实施方式中，一二三单元，用于根据所述平台宽度确定所述平台模型的平台面积，并基于平台面积及对应平台活荷载系数确定所述目标格构塔的平台活荷载。
在一些实施方式中，所述设备还包括一五模块（未示出）和一六模块（未示出），一五模块，用于利用所述有限元模型获取目标格构塔的塔身应力百分比、塔顶位移百分比、地脚螺栓应力百分比；一六模块，用于将所述目标格构塔的塔身应力百分比、塔顶位移百分比、地脚螺栓应力百分比中数值最大的百分比数值确定为所述目标格构塔的承载能力百分比，根据所述承载能力百分比确定所述目标格构塔的承载状态信息，其中，所述承载状态信息为已超限、已满载或有余量。在一些实施方式中，所述塔身应力百分比由所述目标格构塔的最大应力塔段的构件应力设计值及对应构件应力确定，所述最大应力塔段的构件应力设计值由所述最大应力塔段的构件材料确定。在一些实施方式中，所述塔顶位移百分比由所述目标格构塔的塔顶位移值、位移限值确定，所述位移限值由所述目标格构塔的塔高确定。在一些实施方式中，地脚螺栓应力百分比由所述目标格构塔的地脚反力设计值中的最大地脚拉力、最大拉力设计值确定，所述最大拉力设计值与所述最大地脚拉力对应同一段塔段。
在一些实施方式中，所述根据所述承载能力百分比确定所述目标格构塔的承载状态信息，包括：若所述承载能力百分比大于100%，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为已超限；若所述承载能力百分比小于或等于100%且大于预设百分比阈值，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为已满载；若所述承载能力百分比小于或等于预设百分比阈值，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为有余量。
在一些实施方式中，所述设备还包括一七模块（未示出），用于根据所述塔身应力百分比确定对应塔身挂载面积，其中，所述塔身挂载面积存在对应塔身挂载高度与之对应；根据所述塔顶位移百分比确定对应的塔顶挂载面积，其中，所述塔顶挂载面积存在对应塔顶挂载高度与之对应；根据所述地脚螺栓应力百分比确定对应的螺栓挂载面积，其中，所述地脚螺栓挂载面积存在对应螺栓挂载高度与之对应；将所述塔身挂载面积、所述塔顶挂载面积以及所述螺栓挂载面积中最小值作为所述目标格构塔的预计挂载面积，将所述塔身挂载面积、所述塔顶挂载面积以及所述螺栓挂载面积中最小值对应的挂载高度确定为所述预计挂载面积的挂载高度。
在此，所述一一模块101至一七模块对应的具体实施方式与前述步骤S101至步骤S107的实施例相同或相似，因而不再赘述，以引用的方式包含于此。
除上述各实施例介绍的方法和设备外，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机代码，当所述计算机代码被执行时，如前任一项所述的方法被执行。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品被计算机设备执行时，如前任一项所述的方法被执行。
本申请还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个计算机程序；
当所述一个或多个计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如前任一项所述的方法。
图3示出了可被用于实施本申请中所述的各个实施例的示例性系统；
如图3所示在一些实施例中，系统300能够作为各所述实施例中的任意一个上述设备。在一些实施例中，系统300可包括具有指令的一个或多个计算机可读介质(例如，系统存储器或非易失性内存（non-volatile memory， NVM）/存储设备320)以及与该一个或多个计算机可读介质耦合并被配置为执行指令以实现模块从而执行本申请中所述的动作的一个或多个处理器(例如，(一个或多个)处理器305)。
对于一个实施例，系统控制模块310可包括任意适当的接口控制器，以向(一个或多个)处理器305中的至少一个和/或与系统控制模块310通信的任意适当的设备或组件提供任意适当的接口。
系统控制模块310可包括存储器控制器模块330，以向系统存储器315提供接口。存储器控制器模块330可以是硬件模块、软件模块和/或固件模块。
系统存储器315可被用于例如为系统300加载和存储数据和/或指令。对于一个实施例，系统存储器315可包括任意适当的易失性存储器，例如，适当的DRAM。在一些实施例中，系统存储器315可包括双倍数据速率类型四同步动态随机存取存储器(Double DataRate4 SDRAM，DDR4SDRAM)。
对于一个实施例，系统控制模块310可包括一个或多个输入/输出(I/O)控制器，以向NVM/存储设备320及(一个或多个)通信接口325提供接口。
例如，NVM/存储设备320可被用于存储数据和/或指令。NVM/存储设备320可包括任意适当的非易失性存储器(例如，闪存)和/或可包括任意适当的(一个或多个)非易失性存储设备(例如，一个或多个硬盘驱动器(Hard-Disk Drive，HDD)、一个或多个光盘(CompactDisc，CD)驱动器和/或一个或多个数字通用光盘(Digital Video Disc，DVD)驱动器)。
NVM/存储设备320可包括在物理上作为系统300被安装在其上的设备的一部分的存储资源，或者其可被该设备访问而不必作为该设备的一部分。例如，NVM/存储设备320可通过网络经由(一个或多个)通信接口325进行访问。
(一个或多个)通信接口325可为系统300提供接口以通过一个或多个网络和/或与任意其他适当的设备通信。系统300可根据一个或多个无线网络标准和/或协议中的任意标准和/或协议来与无线网络的一个或多个组件进行无线通信。
对于一个实施例，(一个或多个)处理器305中的至少一个可与系统控制模块310的一个或多个控制器(例如，存储器控制器模块330)的逻辑封装在一起。对于一个实施例，(一个或多个)处理器305中的至少一个可与系统控制模块310的一个或多个控制器的逻辑封装在一起以形成系统级封装(System In a Package，SiP)。对于一个实施例，(一个或多个)处理器305中的至少一个可与系统控制模块310的一个或多个控制器的逻辑集成在同一模具上。对于一个实施例，(一个或多个)处理器305中的至少一个可与系统控制模块310的一个或多个控制器的逻辑集成在同一模具上以形成片上系统(System On Chip，SoC)。
在各个实施例中，系统300可以但不限于是：服务器、工作站、台式计算设备或移动计算设备(例如，膝上型计算设备、手持计算设备、平板电脑、上网本等)。在各个实施例中，系统300可具有更多或更少的组件和/或不同的架构。例如，在一些实施例中，系统300包括一个或多个摄像机、键盘、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)屏幕(包括触屏显示器)、非易失性存储器端口、多个天线、图形芯片、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)和扬声器。
需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路（ASIC）、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本申请的软件程序（包括相关的数据结构）可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外，本申请的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。本领域技术人员应能理解，计算机程序指令在计算机可读介质中的存在形式包括但不限于源文件、可执行文件、安装包文件等，相应地，计算机程序指令被计算机执行的方式包括但不限于：该计算机直接执行该指令，或者该计算机编译该指令后再执行对应的编译后程序，或者该计算机读取并执行该指令，或者该计算机读取并安装该指令后再执行对应的安装后程序。在此，计算机可读介质可以是可供计算机访问的任意可用的计算机可读存储介质或通信介质。
通信介质包括藉此包含例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的通信信号被从一个系统传送到另一系统的介质。通信介质可包括有导的传输介质(诸如电缆和线(例如，光纤、同轴等))和能传播能量波的无线(未有导的传输)介质，诸如声音、电磁、射频（Radio Frequency ,RF）、微波和红外。计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据可被体现为例如无线介质(诸如载波或诸如被体现为扩展频谱技术的一部分的类似机制)中的已调制数据信号。术语“已调制数据信号”指的是其一个或多个特征以在信号中编码信息的方式被更改或设定的信号。调制可以是模拟的、数字的或混合调制技术。
作为示例而非限制，计算机可读存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。例如，计算机可读存储介质包括，但不限于，易失性存储器，诸如随机存储器(RAM, DRAM, SRAM)；以及非易失性存储器，诸如闪存、各种只读存储器(ROM,PROM, EPROM, EEPROM)、磁性和铁磁/铁电存储器(MRAM, FeRAM)；以及磁性和光学存储设备(硬盘、磁带、CD、DVD)；或其它现在已知的介质或今后开发的能够存储供计算机系统使用的计算机可读信息/数据。
在此，根据本申请的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本申请的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (17)
1.一种用于确定格构塔的有限元模型的方法，其特征在于，该方法包括：
获取目标格构塔对应的三维模型，其中，所述三维模型包括所述目标格构塔的多个塔段模型及挂载设备模型，每个塔段模型包括对应塔段的塔段构件信息及连接信息，所述塔段模型的模型尺寸与对应塔段的塔段尺寸相适应，所述挂载设备模型包括平台模型的挂载位置及平台构件信息；
根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载；
获取所述三维模型的荷载组合信息，并基于所述自重荷载、风荷载、平台活荷载以及所述荷载组合信息确定所述三维模型对应的有限元模型；
利用所述有限元模型获取目标格构塔的塔身应力百分比、塔顶位移百分比、地脚螺栓应力百分比；将所述目标格构塔的塔身应力百分比、塔顶位移百分比、地脚螺栓应力百分比中数值最大的百分比数值确定为所述目标格构塔的承载能力百分比，根据所述承载能力百分比确定所述目标格构塔的承载状态信息，其中，所述承载状态信息为已超限、已满载或有余量；
所述承载状态信息为有余量时，所述方法还包括：
根据所述塔身应力百分比确定对应塔身挂载面积，其中，所述塔身挂载面积存在对应塔身挂载高度与之对应；
根据所述塔顶位移百分比确定对应的塔顶挂载面积，其中，所述塔顶挂载面积存在对应塔顶挂载高度与之对应；
根据所述地脚螺栓应力百分比确定对应的螺栓挂载面积，其中，所述螺栓挂载面积存在对应螺栓挂载高度与之对应；
将所述塔身挂载面积、所述塔顶挂载面积以及所述螺栓挂载面积中最小值作为所述目标格构塔的预计挂载面积，将所述塔身挂载面积、所述塔顶挂载面积以及所述螺栓挂载面积中最小值对应的挂载高度确定为所述预计挂载面积的挂载高度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载，包括：
根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的自重荷载；
根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的风荷载；
根据所述平台模型的平台构件信息确定所述目标格构塔的平台活荷载。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平台构件信息包括平台模型的平台宽度；其中，所述根据所述平台模型的平台构件信息确定所述目标格构塔的平台活荷载，包括：
根据所述平台宽度确定所述平台模型的平台面积，并基于平台面积及对应平台活荷载系数确定所述目标格构塔的平台活荷载。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述自重荷载包括塔身自重荷载及挂载设备自重荷载；其中，所述根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的自重荷载，包括：
根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型的重量确定对应所述目标格构塔的塔身自重荷载；
根据所述挂载设备模型的设备构件信息及预设规则确定所述挂载设备模型的挂载设备自重荷载。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述塔身模型还包括避雷针模型，所述避雷针模型包括对应避雷针的避雷针类型，所述避雷针模型包括避雷塔或避雷针；其中，所述方法还包括：
若所述避雷针模型的避雷针类型为避雷塔，则所述避雷针模型的避雷针自重荷载为所述目标格构塔的塔身高度的第一预定比率；
若所述避雷针模型的避雷针类型为避雷针，则所述避雷针模型的避雷针自重荷载为第二预定比率。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述平台模型对应平台自重荷载由对应平台自重系数乘以平台面积确定。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述挂载设备模型还包括天线模型，所述预设规则包括：
所述天线模型的天线自重荷载＝(所述天线模型的天线重量+RRU数量×预设系数)×重力加速度。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述挂载设备模型还包括爬梯模型，所述预设规则包括：
若所述目标格构塔的格构塔类型为增高架，则确定所述爬梯模型的爬梯自重荷载为零；
若所述目标格构塔的格构塔类型为角钢塔或钢管塔，则基于爬梯单位重量及所述多个塔段的塔段高度计算所述爬梯模型的爬梯自重荷载。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述风荷载包括塔身风荷载；其中，所述根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的自重荷载，包括：
根据所述多个塔段的塔段构件信息及连接信息，确定所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数；
根据所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数计算所述目标格构塔的塔身风荷载。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述风荷载还包括挂载设备风荷载，其中，所述根据所述三维模型的多个塔段模型组成的塔身模型及所述挂载设备模型确定对应所述目标格构塔的自重荷载，还包括：
根据所述挂载设备模型的设备构件信息，确定所述挂载设备模型对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数；
根据所述目标格构塔的塔身对应的挡风系数、体型系数、风振系数、风压高度变化系数计算所述挂载设备模型的挂载设备风荷载。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述承载能力百分比确定所述目标格构塔的承载状态信息，包括：
若所述承载能力百分比大于100％，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为已超限；
若所述承载能力百分比小于或等于100％且大于预设百分比阈值，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为已满载；
若所述承载能力百分比小于或等于预设百分比阈值，则确定所述目标格构塔的承载状态信息为有余量。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塔身应力百分比由所述目标格构塔的最大应力塔段的构件应力设计值及对应构件应力确定，所述最大应力塔段的构件应力设计值由所述最大应力塔段的构件材料确定。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塔顶位移百分比由所述目标格构塔的塔顶位移值、位移限值确定，所述位移限值由所述目标格构塔的塔高确定。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地脚螺栓应力百分比由所述目标格构塔的地脚反力设计值中的最大地脚拉力、最大拉力设计值确定，所述最大拉力设计值与所述最大地脚拉力对应同一段塔段。
15.一种用于确定格构塔的有限元模型的设备，其特征在于，该设备包括：
一一模块，用于获取目标格构塔对应的三维模型，其中，所述三维模型包括所述目标格构塔的多个塔段模型及挂载设备模型，每个塔段模型包括对应塔段的塔段构件信息及连接信息，所述塔段模型的模型尺寸与对应塔段的塔段尺寸相适应，所述挂载设备模型包括平台模型的挂载位置及平台构件信息；
一二模块，用于根据所述三维模型中多个塔段模型及所述挂载设备模型确定所述目标格构塔的自重荷载、风荷载以及平台活荷载；
一三模块，用于获取所述三维模型的荷载组合信息，并基于所述自重荷载、风荷载、平台活荷载以及所述荷载组合信息确定所述三维模型对应的有限元模型；
一五模块，用于利用所述有限元模型获取目标格构塔的塔身应力百分比、塔顶位移百分比、地脚螺栓应力百分比；一六模块，用于将所述目标格构塔的塔身应力百分比、塔顶位移百分比、地脚螺栓应力百分比中数值最大的百分比数值确定为所述目标格构塔的承载能力百分比，根据所述承载能力百分比确定所述目标格构塔的承载状态信息，所述承载状态信息为已超限、已满载或有余量；
一七模块，用于所述承载状态信息为有余量时，根据所述塔身应力百分比确定对应塔身挂载面积，其中，所述塔身挂载面积存在对应塔身挂载高度与之对应；根据所述塔顶位移百分比确定对应的塔顶挂载面积，其中，所述塔顶挂载面积存在对应塔顶挂载高度与之对应；根据所述地脚螺栓应力百分比确定对应的螺栓挂载面积，其中，所述地脚螺栓挂载面积存在对应螺栓挂载高度与之对应；将所述塔身挂载面积、所述塔顶挂载面积以及所述螺栓挂载面积中最小值作为所述目标格构塔的预计挂载面积，将所述塔身挂载面积、所述塔顶挂载面积以及所述螺栓挂载面积中最小值对应的挂载高度确定为所述预计挂载面积的挂载高度。
16.一种计算机设备，其特征在于，该设备包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如权利要求1至14中任一项所述方法的步骤。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令在被执行时使得系统进行执行如权利要求1至14中任一项所述方法的步骤。
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