[发明专利]一种特高压钢管塔内力计算方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及特高压输电设备技术领域，特别涉及一种特高压钢管塔内力计算方法及装置。

背景技术

为了减少输电损耗，提高输电质量，我国目前建设了首条特高压输电线路。

特高压交流输电，是指1000kV及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。特高压输电技术具有远距离、大容量、低损耗和经济性等特点。虽然特高压输电技术具有以上优点，但是由于特高压的电压等级很高，对输电线路铁塔都有很高的要求。

由于钢管的截面特性优良、构件体形系数小、外形美观，并且钢管塔能显著降低塔重，因此钢管塔在我国特高压输电线路的建设中被广泛采用。特高压钢管塔作为特高压输电线路的重要组成部分，一旦发生事故，对电网将造成灾难性的冲击。特高压电网的安全稳定运行关系着我国能源结构的安全，这对特高压钢管塔的可靠性提出了更高的要求。

目前关于钢管塔的内力计算均采用整体空间桁架法进行模型简化计算。整体空间桁架法分析钢管塔的内力时，假定所有杆架均为两端铰接只受轴向力作用的杆单元。

SZT2钢管试验塔是国内第一基1000kV特高压双回路输电线路真型试验塔，目前还没有成熟的杆塔设计技术规程，试验钢管塔设计主要参照《1000kV交流架空输电线路设计暂行技术规定》(Q/GDW 178-2008)及《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2002)中的有关条文进行设计，整塔采用整体空间桁架法进行内力分析计算。试验结果表明塔身主材试验分析所得的实测内力均比理论计算内力偏大，并且受压腿部和塔身主材端部出现了明显的局部屈曲现象。

因此，目前这种利用整体空间桁架法计算钢管塔的内力与实际内力不一致，计算不准确。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种特高压钢管塔内力计算方法及装置，能够准确计算钢管塔的内力。

本发明实施例提供一种特高压钢管塔内力计算方法，包括：

将钢管塔的主材采用梁单元模型来计算内力；

将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元模型来计算内力。

优选地，所述钢管塔的主材包括：

上导线横担上平面主材、上导线横担下平面主材、中导线横担上平面主材、中导线横担下平面主材、下导线横担上平面主材、下导线横担下平面主材、地线支架上平面主材、地线支架下平面主材和塔身主材。

优选地，还包括：将大风工况作为塔身主材控制工况。

优选地，所述将钢管塔的主材采用梁单元模型计算内力，具体为：

分别计算梁单元的强度应力和稳定应力；

选取所述梁单元的强度应力和稳定应力中的较大值作为梁单元的受力。

优选地，所述将钢管塔除了主材以外的部分采用杆单元模型计算内力，具体为：

分别计算杆单元的强度应力和稳定应力；

选取所述杆单元的强度应力和稳定应力中的较大值作为杆单元的受力。

优选地，所述梁单元的强度应力的计算具体为：

σ1=NAn±MyγyWny±MzγzWnz]]>

其中：γ_y、γ_z为与截面模量相应的截面塑性发展系数，对于圆管截面γ_y、γ_z取值均为1.15；M_y、M_z分别为同一截面处绕y轴和绕z轴的弯矩；W_ny和W_nz分别为对y轴和对z轴的净截面模量；

N为杆件轴力，A_n为杆件净截面积；