一种输电杆塔抗风加固效果评价方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种输电杆塔抗风加固效果评价方法、系统、设备及介质，所述方法包括获取外角加固装置中各个加劲肋单元的节点信息和物理参数，根据节点信息和物理参数得到加劲肋单元的抗弯刚度，再累加得到加劲肋的系统矩阵，并结合获取的外角加固装置中直角加固件的系统矩阵得到外角加固装置的系统矩阵，以及根据获取到的第一主材杆件的系统矩阵和外角加固装置的系统矩阵得到第一系统受力模型，并根据获得的输电杆塔体系的系统矩阵和第一系统受力模型得到第二系统受力模型，且建立第二系统风荷载模型结合第二系统受力模型对输电杆塔抗风加固效果进行评价。本发明专利技术可定量准确地评定输电杆塔抗风加固效果及加固装置的稳定性，适用范围广、分析精度高。分析精度高。分析精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种输电杆塔抗风加固效果评价方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及输电杆塔抗风加固
，特别是涉及一种基于外 角加固装置的输电杆塔抗风加固效果评价方法、系统、计算机设备及 存储介质。

技术介绍

[0002]输电杆塔是重要的能源基础设施，在国内外被广泛应用。输电杆 塔长期在野外使用，遭受风吹日晒，承受着各种强烈荷载作用和恶劣 环境作用，其使用的安全性非常重要。我国南部沿海地区是强台风区， 近年来已经发生了多起输电杆塔的风致倒塌事故，造成了严重的经济 损失和次生灾害。因此，开展输电杆塔的抗风加固工作，提高输电杆 塔应对强风的能力，具有重要的实际意义。
[0003]目前，国内外针对输电杆塔的风致破坏问题都开展了相关研究， 也提出了一些不同类型的加固装置，如：主材加固装置、斜材加固装 置、横隔材加固装置、动力吸振器、耗能阻尼器等，且因采用加固装 置的方法具有简单实用、造价低廉、环境适应性好等优点而得到了较 广泛的重视。然而，输电杆塔抗风加固装置及其性能评定的工作主要 集中于加固装置机械构造和装置设计开发方面，虽然提出了一些新型 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电杆塔抗风加固效果评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取外角加固装置中各个加劲肋单元的节点信息和物理参数；所述节点信息包括节点坐标和加劲肋几何外形参数；所述物理参数包括弹性模量、剪切模量和密度；根据各个加劲肋单元的节点信息和物理参数，得到加劲肋单元的抗弯刚度；所述抗弯刚度包括y轴抗弯刚度、z轴抗弯刚度和惯性积；根据加劲肋单元的抗弯刚度，得到加劲肋的系统矩阵；所述系统矩阵包括刚度矩阵和质量矩阵；获取外角加固装置中直角加固件的系统矩阵，并根据所述加劲肋与直角加固件的系统矩阵，得到外角加固装置的系统矩阵；获取第一主材杆件的系统矩阵，并根据所述外角加固装置和第一主材杆件的系统矩阵，得到第一系统受力模型；所述第一主材杆件包括多个安装外角加固装置的主材杆件单元；所述第一系统由外角加固装置和第一主材杆件构成；获取输电杆塔体系的系统矩阵，并根据所述输电杆塔体系的系统矩阵和所述第一系统受力模型，得到第二系统受力模型；所述第二系统由第一系统和输电杆塔系统构成；所述输电杆塔体系包括第二主材杆件、斜材和辅助材；所述第二主材杆件包括多个未安装外角加固装置的主材杆件单元；建立第二系统风荷载模型，并根据所述第二系统风荷载模型和第二系统受力模型，对输电杆塔抗风加固效果进行评价。2.如权利要求1所述的输电杆塔抗风加固效果评价方法，其特征在于，所述根据各个加劲肋单元的节点信息和物理参数，得到加劲肋单元的抗弯刚度的步骤包括：根据节点坐标和加劲肋几何外形参数，得到对应加劲肋单元的第一抗弯刚度；所述加劲肋单元的第一抗弯刚度为加劲肋单元绕质心的抗弯刚度；根据所述加劲肋单元的第一抗弯刚度，得到加劲肋单元的第二抗弯刚度；所述加劲肋单元的第二抗弯刚度为加劲肋单元绕外角加固装置中心的抗弯刚度；根据所述加劲肋单元的第二抗弯刚度，得到加劲肋单元的抗弯刚度；所述加劲肋单元的抗弯刚度为加劲肋单元绕坐标系Ozy的抗弯刚度；所述抗弯刚度表示为：式中，
其中，O和C分别表示外角加固装置中心和加劲肋单元质心；I
yw
、I
zw
和I
ywzw
分别表示加劲肋单元在坐标系Ozy中的y轴抗弯刚度、z轴抗弯刚度和惯性积；I
yo
、I
zo
和I
yCzC
分别表示加劲肋单元绕点O的y轴抗弯刚度、z轴抗弯刚度和惯性积；I
yC
、I
zC
和I
yCzC
分别表示加劲肋单元绕点C的y轴抗弯刚度、z轴抗弯刚度和惯性积；b为加劲肋宽度；h为加劲肋高度；θ表示加劲肋单元与外角加固装置的水平向夹角。3.如权利要求1所述的输电杆塔抗风加固效果评价方法，其特征在于，所述根据加劲肋单元的抗弯刚度，得到加劲肋的系统矩阵的步骤包括：根据各个加劲肋单元的抗弯刚度、弹性模量、剪切模量、长度、密度、横截面积和横截面扭转惯性矩，得到加劲肋单元的系统矩阵；所述加劲肋单元的系统矩阵表示为：所述加劲肋单元的系统矩阵表示为：式中，
A
w
＝bh其中，和分别表示加劲肋单元的刚度矩阵和质量矩阵；I
yw
和I
zw
分别表示加劲肋单元在坐标系Ozy中的y轴抗弯刚度和z轴抗弯刚度；E
w
、l
w
、J
w
、G
w
、ρ
w
和A
w
分别表示加劲肋单元的弹性模量、长度、横截面扭转惯性矩、剪切模量、密度和横截面积；根据各个加劲肋单元的系统矩阵，得到所述加劲肋的系统矩阵；所述加劲肋的系统矩阵表示为：式中，K
w
和M
w
分别表示加劲肋的刚度矩阵和质量矩阵；和分别表示第e个加劲肋单元的刚度矩阵和质量矩阵；nw表示加劲肋单元的数量。4.如权利要求1所述的输电杆塔抗风加固效果评价方法，其特征在于，所述获取外角加固装置中直角加固件的系统矩阵，并根据所述加劲肋与直角加固件的系统矩阵，得到外角加固装置的系统矩阵的步骤包括：根据材料力学公式，得到直角加固件的抗弯刚度；根据所述直角加固件的抗弯刚度，通过有限元方法，得到直角加固件的系统矩阵；通过有限元方法，获取螺栓的质量矩阵，并根据螺栓的质量矩阵，以及所述加劲肋与直角加固件的系统矩阵，计算得到外角加固装置的系统矩阵；所述外角加固装置的系统矩阵表示为：式中，K
s
和M
s
分别表示外角加固装置的刚度矩阵和质量矩阵；K
w
和K
r
分别表示加劲肋的刚度矩阵与直角加固件的刚度矩阵；M
r
、M
w
和M
b
分别表示直角加固件的质量矩阵、加劲肋的质量矩阵，以及螺栓的质量矩阵。5.如权利要求1所述的输电杆塔抗风加固效果评价方法，其特征在于，所述获取第一主材杆件的系统矩阵，并根据所述外角加固装置和第一主材杆件的系统矩阵，得到第一系统受力模型的步骤包括：通过有限元方法，得到第一主材杆件单元的系统矩阵；根据所述第一主材杆件单元的系统矩阵，得到第一主材杆件的系统矩阵；所述第一主材杆件的系统矩阵表示为：
式中，K
m,w
和M
m,w
分别表示第一主材杆件的刚度矩阵和质量矩阵；和分别表示第一主材杆件单元的刚度矩阵和质量矩阵；nw为第一主材杆件单元数量；根据所述第一主材杆件和外角加固装置的系统矩阵，得到所述第一系统受力模型；所述第一系统受力模型表示为：式中，K
sm
和M
sm
分别表示第一系统的刚度矩阵和质量矩阵；K
s
和M
s
分别表示外角加固装置的刚度矩阵和质量矩阵；K
m,w
和M
m,w
分别表示第一主材杆件的刚度矩阵和质量矩阵；K
w
和M
w
分别表示加劲肋的刚度矩阵和质量矩阵；K
r
和M
r
分别表示直角加固件的刚度矩阵和质量矩阵；M
b
表示螺栓的质量矩阵。6.如权利要求1所述的输电杆塔抗风加固效果评价方法，其特征在于，所述获取输电杆塔体系的系统矩阵，并根据所述输电杆塔体系的系统矩阵和所述第一系统受力模型，得到第二系统受力模型的步骤包括：通过有限元方法，分别得到所述第二主材杆件、斜材和辅助材的系统矩阵；根据所述第二主材杆件、斜材和辅助材的系统矩阵，得到输电杆塔体系的系统矩阵；所述输电杆塔体系的系统矩阵表示为：式中，K
T
和M
T
分别表示输电杆塔体系的刚度矩阵和质量矩阵；和分别表示第二主材杆件单元的刚度矩阵和质量矩阵；和分别表示斜材单元的刚度矩阵和质量矩阵；和分别表示辅材单元的刚度矩阵和质量矩阵；nm、nc和nf分别表示为第二主材杆件单元数量、斜材单元数量和辅材单元数量；根据所述输电杆塔体系的系统矩阵和所述第一系统受力模型，得到所述第二系统受力模型；所述第二系统受力模型表示为：式中，K和M分别表示第二系统的刚度矩阵和质量矩阵；K
T
和M
T
分别表示输电杆塔体系的刚度矩阵和质量矩阵；K
sm
和M
sm
分别表示第一系统的刚度矩阵和质量矩阵；K
m,w
和M
m,w
分别表示第一主材杆件的刚度矩阵和质量矩阵；K
w
和M
w
分别表示加劲肋的刚度矩阵和质量矩阵；K
r
和M
r
分别表示直角加固件的刚度矩阵和质量矩阵；M
b
表示螺栓的质量矩阵。
7.如权利要求4所述的输电杆塔抗风加固效果评价方法，其特征在于，所述建立第二系统风荷载模型，并根据所述第二系统风荷载模型和第二系统受力模型，对输电杆塔抗风加固效果进行评价的步骤包括：分别计算外角加固装置风荷载和输电杆塔体系风荷载；根据所述外角加固装置风荷载和输电杆塔体系风荷载，建立所述第二系统风荷载模型；所述第二系统风荷载模型表示为：式中，式中，其中，F
w
、F
s
、F
T
和F0分别表示第二系统、外角加固装置和输电杆塔体系和主材被遮挡部分的风荷载；A0为主材被遮...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄增浩，廖永力，朱登杰，张志强，赵林杰，龚博，李昊，何锦强，李文斌，王伟煌，林俊哲，马池，吴佳佳，
申请(专利权)人：广东电网能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：