一种温度效应计算方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电力建设结构技术领域，特别涉及一种温度效应计算方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

近年来，随着电力建设规模的不断扩大、电力工业工艺技术的不断提高以及技术人员专业水平的不断提升，大型的500kV变电站逐渐被推广应用，110kV变电站以及220kV变电站的变电构架不再单一，逐渐出现了大于150m的220kV构架纵梁，以及200m以上的500kV联合构架梁。

温度效应是指结构或构件受外部或内部条件约束，当外界温度变化时，不能只有胀缩而产生的作用，温度效应是变电构架的重要组成部分，根据现有的规程规范要求，构架计算时需要考虑温度效应；目前变电站构架普遍采用STAAD.Pro V8i软件进行计算分析，然而现有软件计算得出的温度效应与实际测得的温度效应之间的误差较大，举例说明，某个500kV变电站工程，其500kV联合构架纵梁总长达196m，通过现有的计算方法，对构架两端端撑，温度效应占总效应的20％以上，然而根据工程经验及查阅相关资料可知，该计算结果数值偏大，实际工程中对总长约200米的构架，温度效应所占比例一般在10％左右，即通过软件所得出的温度效应偏大，准确率不高，从而导致通过软件得出的组合内力准确率不高，无法为构架截面、连接及基础等设计提供有效的数据支撑。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种温度效应计算方法，可缩小通过软件计算得出的内力与实测内力之间的误差，为构架界面、连接及基础等设计提供有效的数据支撑。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

本发明第一方面提供了一种温度效应计算方法，包括：获取变电构架的相关参数，所述相关参数包括单跨梁长l、跨数n、梁柱连接螺栓直径d、梁柱连接螺栓直径d0、单位力作用下销钉处垂直力F

可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述根据单跨梁长l、跨数n、钢材线膨胀系数α和设计温度Δt计算总温度变形Δ，具体包括：根据跨梁长l和跨数n计算温度区段长度L

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述根据单跨梁长l、跨数n、钢材线膨胀系数α和设计温度Δ

L

Δ＝αΔ

可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述根据梁柱连接螺栓直径d、梁柱连接螺栓直径d0和单位力作用下销钉处垂直力F

可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述根据梁柱连接螺栓直径d、梁柱连接螺栓直径d0和单位力作用下销钉处垂直力F

Δ

Δ

Δ

其中，m为温度区段内梁柱连接个数，m＝2n/2；e1为螺栓孔间隙，对220kV及以下变电构架，取e1＝2mm，对500kV变电构架，取e1＝3mm。

可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述根据总温度变形Δ、松动变形Δs、单跨梁长l、跨数n和钢材线膨胀系数α计算有效设计温差Δt

可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述获取变电构架的相关参数之后，还包括步骤：判断所获取的设计温度Δ

本发明第二方面提供了一种温度效应计算装置，包括：获取模块，用于获取变电构架的相关参数；第一计算模块，用于根据单跨梁长1、跨数n、钢材线膨胀系数α和设计温度Δ

可选的，在本发明第二方面提供的第一种实施方式中，所述第一计算模块包括第一计算单元，用于根据跨梁长1和跨数n计算温度区段长度L

可选的，在本发明第三方面提供的第二种实施方式中，所述第二计算模块包括第三计算单元，用于根据梁柱连接螺栓直径d和梁柱连接螺栓直径d0计算连接螺栓的松动变形Δ

本发明第三方面提供了一种温度效应计算设备，所述温度效应计算设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；

至少一个所述处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述温度效应计算设备执行如上任一项所述的温度效应计算方法的各个步骤。

本发明第四方面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上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现如上任一项所述温度效应计算方法的各个步骤。

有益效果：

本发明提供了一种温度效应计算方法，根据松动变形Δs计算有效设计温度Δt

附图说明

图1为本发明提供的温度效应计算方法的第一种流程图；

图2为本发明提供的温度效应计算方法的第二种流程图；

图3为本发明提供的温度效应计算方法的第三种流程图；

图4为本发明实施例提供的温度效应计算装置的一种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的温度效应计算装置的另一种结构示意图；

图6为本发明提供的温度效应计算设备的结构示意图。

主要元件符号说明：401-获取模块、402-第一计算模块、4021-第一计算单元、4022-第二计算单元、403-第二计算模块、4031-第三计算单元、4032-第四计算单元、4033-第五计算单元、404-第三计算模块。

具体实施方式

本发明提供了一种温度效应计算方法、装置、设备及存储介质，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

构造措施对温度效应的影响主要表现在构架连接部位的松动变形上，目前构架的梁柱连接、边柱与端撑的连接均采用铰接方式，当产生温度变形时，连接部位将发生松动变形，导致温度效应释放，因此，在计算温度效应时，应考虑松动变形；所述温度变形是指结构或构件受外界温度变化而产生的胀缩；所述松动变形是指结构或构件产生温度变形中能自由胀缩，不产生温度效应的部分。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中温度效应计算方法的一个实施例包括：

101、获取变电构架的相关参数，所述相关参数包括单跨梁长l、跨数n、梁柱连接螺栓直径d、梁柱连接螺栓直径d0、单位力作用下销钉处垂直力F

102、根据单跨梁长1、跨数n、钢材线膨胀系数α和设计温度Δ

103、根据总温度变形Δ、松动变形Δs、单跨梁长1、跨数n和钢材线膨胀系数α计算有效设计温差Δt

本申请公开的温度效应计算方法中，根据松动变形Δs计算有效设计温度Δt

请参阅图2，本发明实施例中温度效应计算方法的第二个实施例包括：

201、根据跨梁长l和跨数n计算温度区段长度L

L

在本实施例中，所述跨梁长l和跨数n由设计人员根据工程实际情况填写。

S202、根据温度区段长度L

Δ＝αΔ

所述钢材线膨胀系数α为定值，具体的，α＝0.000012；所述设计温度Δt按规范规定，进一步地，所述获取变电构架的相关参数之后，还包括步骤：判断所获取的设计温度Δ

根据《电力工程高压送电线路设计手册》，当杆件采用螺栓连接时，螺栓孔直径d0一般比螺栓直径d大1.5～2.0mm，当杆件产生温度变形时将发生松动变形。

请参阅图2，本发明实施例中温度效应计算方法的第三个实施例包括：

301、根据梁柱连接螺栓直径d和梁柱连接螺栓直径d0计算连接螺栓的松动变形Δ

Δ

其中，m为温度区段内梁柱连接个数，m＝2n/2；e1为螺栓孔间隙，对220kV及以下变电构架，取e1＝2mm，对500kV变电构架，取e1＝3mm。

302、根据梁柱连接螺栓直径d、梁柱连接螺栓直径d0和单位力作用下销钉处垂直力F

Δ

在本实施例中，由结构力学知识，通过图乘法可得：柱顶单位水平力作用下，销钉处垂直力F

303、根据连接螺栓的松动变形Δ

Δ

进一步地，所述根据总温度变形Δ、松动变形Δs、单跨梁长l、跨数n和钢材线膨胀系数α计算有效设计温差Δt

在本实施例中，根据结构力学的虚功原理计算有效设计温差Δt

请参阅表一，将通过本申请所公开的计算方法所得出的有效设计温度Δt

表一输入Δt

在未考虑松动变形Δ

上面对本发明实施例中温度效应计算方法进行了描述，下面对本发明实施例中温度效应计算装置进行描述，请参阅图4，本发明实施例中温度效应计算装置的一个实施例包括：

获取模块401，用于获取变电构架的相关参数；

第一计算模块402，用于根据单跨梁长l、跨数n、钢材线膨胀系数α和设计温度Δ

第二计算模块403，用于根据梁柱连接螺栓直径d、梁柱连接螺栓直径d0和单位力作用下销钉处垂直力F

第三计算模块404，用于根据总温度变形Δ、松动变形Δs、单跨梁长l、跨数n和钢材线膨胀系数α计算有效设计温差Δt

请参阅图5，本实施例中温度效应计算装置的另一个实施例包括：

第一计算模块402，用于根据单跨梁长l、跨数n、钢材线膨胀系数α和设计温度Δ

第二计算模块403，用于根据梁柱连接螺栓直径d、梁柱连接螺栓直径d0和单位力作用下销钉处垂直力F

第三计算模块404，用于根据总温度变形Δ、松动变形Δs、单跨梁长l、跨数n和钢材线膨胀系数α计算有效设计温差Δt

在本实施例中，所述第一计算模块包括：第一计算单元4021，用于根据跨梁长l和跨数n计算温度区段长度L

在本实施例中，所述第二计算模块包括第三计算单元4031，用于根据梁柱连接螺栓直径d和梁柱连接螺栓直径d0计算连接螺栓的松动变形Δ

上面图4和图5从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的温度效应计算装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中温度效应计算设备进行详细描述。

图6是本发明实施例提供的一种温度效应计算设备的结构示意图，该温度效应计算设备500因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)510(例如，一个或一个以上处理器)和存储器520，一个或一个以上存储应用程序533或数据532的存储介质530(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器520和存储介质530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质530的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对温度效应计算设备500中的一系列指令操作。更进一步地，处理器510可以设置为与存储介质530通信，在温度效应计算设备500上执行存储介质530中的一系列指令操作，以实现上述各方法实施例提供的温度效应计算方法的步骤。

温度效应计算设备500还可以包括一个或一个以上电源540，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口560，和/或，一个或一个以上操作系统531，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图6示出的温度效应计算设备结构并不构成对基于温度效应计算设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行温度效应计算方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统或装置、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。