[發明專利]一種輸電塔抗風能力評估方法和相關裝置

有效

• 申請號: 202010972684.7
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112100724B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 黃正;聶銘;謝文平;羅嘯宇;劉小璐;劉石;李德波;劉志剛
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

本申請公開了一種輸電塔抗風能力評估方法和相關裝置，方法包括：將輸電塔的結構模型轉換為塑性鉸法分析模型；根據輸電塔的路線信息，設置塑性鉸法分析模型的第一參數和第二參數；根據荷載分段信息、參考風速和高度，計算各風向角的輸電塔的風荷載和重力荷載；根據節點不平衡力向量的二范數設置塑性鉸法分析模型的收斂準則和不收斂準則；對于每個風向角，逐步增加參考風速后重新計算風荷載，將節點不平衡力向量的二范數用于收斂判斷，得到使非線性推覆分析不收斂的最小風速；將各風向角的倒塔風速中的最小值作為輸電塔的抗風承載的極限風速。解決了現有的設計軟件不能準確地計算出輸電塔的整體抗風能力的技術問題。

技術領域

本申請涉及輸電線路結構分析技術領域，尤其涉及一種輸電塔抗風能力評估方法和相關裝置。

背景技術

近年來，隨著全球氣候的變化，臺風頻發給沿海地區輸電線路運行安全性帶來嚴重的威脅，盡管一條線路可能采用相同設計風速，但線路中桿塔受檔距、高差、地形等因素的影響，實際抗風承載能力并不相同；為了滿足抗風設計目標的要求，通常采用差異化加固以提升桿塔的抗風能力，因此，研究輸電塔抗風能力具有重要的意義。

當前的設計軟件在校核輸電塔抗風承載能力時，通常將構件看作是軸心受力構件，使用軸向應力利用率作為評價準則，并對鋼材設計強度按規范進行折減，來考慮構件的連接形式對構件承載能力的影響，然而實際上輸電塔構件受到拉壓和彎矩荷載的共同作用；而且剛度折減是對構件承載能力的粗略估算；導致當前的設計軟件不能準確地計算出輸電塔的整體抗風能力。

發明內容

本申請實施例提供了一種輸電塔抗風能力評估方法和相關裝置，用于解決現有的設計軟件不能準確地計算出輸電塔的整體抗風能力的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種輸電塔抗風能力評估方法，所述方法包括：

S1、將輸電塔的結構模型轉換為塑性鉸法分析模型，得到所述輸電塔的風荷載分段信息、節點坐標和類型、節點位移、構件連接關系和截面屬性；

S2、將第一參數輸入到所述塑性鉸法分析模型，得到所述輸電塔的重力荷載，所述第一參數包括：檔距、高差、導地線和絕緣子串；

S3、將第二參數輸入到所述塑性鉸法分析模型，計算所述輸電塔的各風向角的風荷載，所述第二參數包括：風向角、地形地貌、所述檔距、所述高差、所述導地線、所述絕緣子串、參考風速和所述風荷載分段信息；

S4、根據節點不平衡力向量的二范數設置所述塑性鉸法分析模型的收斂準則和不收斂準則，所述節點不平衡力向量的二范數為所述節點的外荷載向量與內力向量之差的二范數，所述節點的內力向量由所述節點坐標和類型、所述節點位移、所述構件連接關系和所述截面屬性生成；

S5、結合所述風荷載和所述重力荷載，判斷各所述風向角的非線性推覆分析是否收斂，若是，增大所述參考風速后，重復步驟S3-S5，直至所述非線性推覆分析不收斂，得到各所述風向角的倒塔風速，否則，輸出各所述風向角的倒塔風速；

S6、將各所述風向角的倒塔風速中的最小值，作為所述輸電塔的抗風承載的極限風速。

可選地，所述將輸電塔的結構模型轉換為塑性鉸法分析模型，具體包括：

建立所述輸電塔的結構模型，通過道亨接口程序將所述結構模型轉換為所述塑性鉸法分析模型。

可選地，所述根據節點不平衡力向量的二范數設置所述塑性鉸法分析模型的收斂準則和不收斂準則，具體包括：

將所述節點不平衡力向量的二范數小于10^-3作為所述塑性鉸法分析模型收斂準則，將所述節點不平衡力向量的二范數大于10作為所述塑性鉸法分析模型不收斂準則。

可選地，步驟S5之前還包括：

當所述參考風速小于所述輸電塔設計風速時，設置風速步長為2m/s；