一种输电杆塔结构损伤评估方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种输电杆塔结构损伤评估方法及系统，包括，基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到所述输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角，从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标，基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态；本发明专利技术通过构建模型和静力推覆方式计算修正的节间位移角，通过修正的节间位移角选取损伤指标，通过损伤指标，有效的得到输电杆塔结构的损伤状态。

【技术实现步骤摘要】
一种输电杆塔结构损伤评估方法及系统
本专利技术涉及电力工程防灾减灾领域，具体讲涉及一种输电杆塔结构损伤评估方法及系统。
技术介绍
目前建筑结构损伤指标一般有四种，强度指标、变形指标、能量指标和变形能量双重指标，这些指标难以直接应用于输电杆塔结构，对输电杆塔结构的损伤等级的评估存在困难。在输电杆塔结构的损伤评估方面，主要存在的问题有：一是，目前尚无针对输电杆塔结构破坏等级划分及对应宏观现象。二是，目前的输电杆塔结构的设计是以杆件的应力为基础的，但是杆件的数目较多，在实际的应用中，难以对所有的杆件的应力进行有效的量测，难以推广应用。而采用整体位移作为输电杆塔结构的损伤指标，有非常大的离散性，不同输电塔的整体位移差别非常大，且难以评估输电杆塔结构的损伤位置和损伤程度。涉及能量的损伤指标计算繁琐，难以广泛应用。三是，损伤评估是采取有效修复措施的基础，对于输电杆塔结构，目前尚无有效的评估方法，给输电杆塔结构的修复带来困难。
技术实现思路
针对现有技术，无法对输电杆塔的损伤状态进行评估。本专利技术提出了一种输电杆塔结构损伤评估方法，包括：基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到所述输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角；从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标；基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态。优选的，所述基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到所述输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角，包括：将输电杆塔模型划分多个节段，获取每个节段的位移数据；基于所述每个节段的位移数据，通过输电杆塔结构的最大水平位移与节间高度的比值，计算节间位移角；基于所述节间位移角，减去下一节段的旋转角，得到修正的节间位移角。优选的，所述从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标，包括：通过倒三角型荷载模式模拟地震计算不同地震作用下输电杆塔的剪力分布；基于输电杆塔修正的节间位移角和剪力分布建立输电杆塔静力推覆曲线，得到修正的节间位移角的限值；以所述限值的倍数为各损伤指标设定阈值；基于各损伤指标设定的阈值，确定输电杆塔最大修正的节间位移角所在的阈值区间对应的损伤指标。优选的，基于输电杆塔修正的节间位移角和剪力分布建立输电杆塔静力推覆曲线，得到修正的节间位移角的限值，包括：基于静力推覆曲线，曲线中线弹性段最大修正的节间位移角为弹性的节间位移角的限值。优选的，所述基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态，包括：基于每个节段的位移数据，选取位移中最大水平节间位移；基于最大节间水平位移计算最大修正的节间位移角；基于最大修正的节间位移角，判断最大的节间位移角所在的阈值区间得到对应的损伤指标；基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态。优选的，所述节间位移角，按下式计算：式中：i是节间编号；ISDR(i)是第i个节间修正的节间位移角；t是在时程响应分析中的t时刻；ui(t)和ui-1(t)分别是顶部和底部在第t时刻的位移；hi和hi-1分别是第i个节间的顶部和底部的高度；θi-1(t)是第i-1个节间t时刻的旋转角。基于同一专利技术构思，本专利技术提供了一种输电杆塔结构损伤评估系统，包括计算模块、选择模块和评估模块：所述计算模块：用于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到所述输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角；所述选择模块：用于从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标；所述评估模块：损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态。优选的，所述计算模块包括划分子模块、获取子模块和节间位移角子模块；所述划分子模块：将输电杆塔模型划分多个节段，获取每个节段的位移数据；所述获取子模块：用于对所述每个节段的位移数据，通过输电杆塔结构的最大水平位移与节间高度的比值，计算节间位移角；所述节间位移角子模块：用于将所述节间位移角，减去下一节段的旋转角，得到修正的节间位移角。优选的，所述选择模块包括模拟子模块、限值子模块、阈值子模块和指标子模块：所述模拟子模块：通过倒三角型荷载模式模拟地震计算不同地震作用下输电杆塔的剪力分布；所述限值子模块：用于对输电杆塔修正的节间位移角和剪力分布建立输电杆塔静力推覆曲线，得到修正的节间位移角的限值；所述阈值子模块：以所述限值的倍数为各损伤指标设定阈值；所述指标子模块：用于对各损伤指标设定的阈值，确定输电杆塔最大修正的节间位移角所在的阈值区间对应的损伤指标。优选的，所述评估模块包括选取子模块、最大节间位移角子模块、判断子模块和状态子模块：所述选取子模块：用于对每个节段的位移数据，选取位移中最大水平节间位移；所述最大水平节间位移子模块：用于对最大节间水平位移计算最大修正的节间位移角；所述判断子模块：用于对最大修正的节间位移角，判断最大的节间位移角所在的阈值区间得到对应的损伤指标；所述状态子模块：用于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、一种输电杆塔结构损伤评估方法，包括，基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到所述输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角，从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标，基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态；本专利技术通过构建模型和静力推覆方式计算修正的节间位移角，通过修正的节间位移角选取损伤指标，通过损伤指标，有效的得到输电杆塔结构的损伤状态。2、本专利技术通过判断最大修正的节间位移角所在的限值区间对应的损伤指标，得到输电杆塔的损伤程度，有效的判断出输电杆塔的状态。附图说明图1为本专利技术的输电杆塔结构损伤评估方法示意图；图2为本专利技术的节间位移角示意图；图3为本专利技术的节间示意图。具体实施方式结合附图对本专利技术的实施例作进一步的说明。实施例1结合图1，本专利技术提供了一种输电杆塔结构损伤评估方法，包括：步骤一：基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角；步骤二：从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标；步骤三：基于损伤指标，评估输电杆塔结构的损伤状态。其中，步骤一：基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角，包括：将输电杆塔模型划分多个节段，获取每个节段的位移数据；基于每个节段的位移数据，通过输电杆塔结构的最大水平位移与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电杆塔结构损伤评估方法，其特征在于，包括：/n基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到所述输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角；/n从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标；/n基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种输电杆塔结构损伤评估方法，其特征在于，包括：
基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到所述输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角；
从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标；
基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于为被评估的输电杆塔构建的模型，采用静力推覆方式得到所述输电杆塔的节间位移计算输电杆塔修正的节间位移角，包括：
将输电杆塔模型划分多个节段，获取每个节段的位移数据；
基于所述每个节段的位移数据，通过输电杆塔结构的最大水平位移与节间高度的比值，计算节间位移角；
基于所述节间位移角，减去下一节段的旋转角，得到修正的节间位移角。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从输电杆塔的节间位移角中选择最大修正的节间位移角，通过最大修正的节间位移角选择损伤指标，包括：
通过倒三角型荷载模式模拟地震计算不同地震作用下输电杆塔的剪力分布；
基于输电杆塔修正的节间位移角和剪力分布建立输电杆塔静力推覆曲线，得到修正的节间位移角的限值；
以所述限值的倍数为各损伤指标设定阈值；
基于各损伤指标设定的阈值，确定输电杆塔最大修正的节间位移角所在的阈值区间对应的损伤指标。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于输电杆塔修正的节间位移角和剪力分布建立输电杆塔静力推覆曲线，得到修正的节间位移角的限值，包括：
基于静力推覆曲线，曲线中线弹性段最大修正的节间位移角为弹性的节间位移角的限值。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态，包括：
基于每个节段的位移数据，选取位移中最大水平节间位移；
基于最大节间水平位移计算最大修正的节间位移角；
基于最大修正的节间位移角，判断最大的节间位移角所在的阈值区间得到对应的损伤指标；
基于损伤指标，评估所述输电杆塔结构的损伤状态。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述节间位移角，按下式计算：



式中：i是节间编号；ISDR(i)是第i个节间修...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，黄国，朱彬荣，杨风利，张宏杰，汪长智，田晓，刘海锋，李清华，胡晓光，苏志钢，韩军科，李茂华，夏开全，沈祥，章立宗，姜文东，姚一杨，毛航银，廖海林，倪宏宇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司，国家电网有限公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11