变电站架构梁的建模方法及装置

摘要

本发明公开了一种变电站架构梁的建模方法及装置，属于变电站架构梁设计技术领域，包括以下步骤：步骤A、接收挂线点间距L的数值、架构梁宽度W的数值以及架构梁高度H的数值；步骤B、通过挂线点间距L除以架构梁宽度W，计算得到架构梁此挂线点间节间段数N；步骤C、确定架构梁底面各节间间距D，并按照节间间距D进行各节间的排列；步骤D、依次输出每个节间及所对应的节间间距D，本发明的方法以保持架构梁底面斜材与主材成45°角左右为基础，保证斜材处于最大受力范围内，并通过计算机自动完成架构梁各挂线点之间节间数量和各节间距离的设置，能够快速完成赋予各节间距离和按照节间距离对各节间的排列。

权利要求

1.变电站架构梁的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、接收挂线点间距L的数值、架构梁宽度W的数值以及架构梁高度H的数值；

步骤B、通过挂线点间距L除以架构梁宽度W，计算得到架构梁此挂线点间节间段数N；步骤B中，节间段数N以四舍五入的方式确定为大于1的整数；并判断此整数是否≤1，如果此整数≤1则取节间段数N为2段，如果此整数＞1则取节间段数N为此整数；

步骤C、确定架构梁底面各节间间距D，并按照节间间距D进行各节间的排列；

步骤D、依次输出每个节间及所对应的节间间距D。

2.根据权利要求1所述的变电站架构梁的建模方法，其特征在于：所述步骤C中，各节间间距D从两个数D45、D360中选择，选择时靠近架构梁两端的节间选择两个数中相对较小的数，靠近架构梁中间的节间选择两个数中相对较大的数；

其中D45为10的倍数，是N-1个节间的距离值，D45的确定是将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再除以10后以四舍五入的方式确定为自然数，然后再乘以10得到的数值；

其中D360是1个节间的距离值，D360的确定是挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值的差值。

3.根据权利要求1所述的变电站架构梁的建模方法，其特征在于：所述步骤C中，各节间间距D从两个数D45、D360中选择，选择时靠近架构梁两端的节间选择两个数中相对较小的数，靠近架构梁中间的节间选择两个数中相对较大的数；

其中D45是N-1个节间的距离值，D45的确定是将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再以四舍五入的方式确定的自然数；

其中D360是1个节间的距离值，D360的确定是挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值的差值。

4.根据权利要求1所述的变电站架构梁的建模方法，其特征在于：所述步骤D中，根据挂线点间距L、架构梁宽度W、架构梁高度H、节间段数N和节间间距D，以图表形式输出架构梁展开图、架构梁展开图所对应的各节间间距D。

5.变电站架构梁的建模装置，其特征在于，包括输入模块、节间段数确定模块、节间距离确定模块和输出模块；

所述节间段数确定模块用于接收输入模块的信息，确定在两个挂线点间需要设置的节间数量；

所述节间距离确定模块用于接收节间段数确定模块的信息，确定在两个挂线点间每个节间的距离；

所述节间段数确定模块包括整数确定模块、数值判断模块和定值模块；

所述整数确定模块用于将挂线点间距L除以架构梁宽度W得到的数值，以四舍五入的方式确定为整数；

所述数值判断模块用于判断整数确定模块确定的整数是否大于1；

所述定值模块用于将数值判断模块判断的不大于1的整数定值为2。

6.根据权利要求5所述的变电站架构梁的建模装置，其特征在于：所述节间距离确定模块包括D45计算模块、D360计算模块、数值对比模块和节间排列模块；

所述D45计算模块用于计算N-1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再除以10后以四舍五入的方式确定为自然数，然后再乘以10得到的数值；

所述D360计算模块用于计算1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值相减得到的差值；

所述数值对比模块用于对比D45与D360的大小；

所述节间排列模块用于排列具有D360节间距离的节间位置，当D360较大时，将其排列在靠近架构梁中间的位置，当D360较小时，将其排列在靠近架构梁两端的位置。

7.根据权利要求5所述的变电站架构梁的建模装置，其特征在于：所述节间距离确定模块包括D45计算模块、D360计算模块、数值对比模块和节间排列模块；

所述D45计算模块用于计算N-1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再以四舍五入的方式确定为自然数的数值；

所述D360计算模块用于计算1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值相减得到的差值；

所述数值对比模块用于对比D45与D360的大小；

所述节间排列模块用于排列具有D360节间距离的节间位置，当D360较大时，将其排列在靠近架构梁中间的位置，当D360较小时，将其排列在靠近架构梁两端的位置。

8.根据权利要求5所述的变电站架构梁的建模装置，其特征在于：所述输出模块包括图形输出模块和表格输出模块，所述图形输出模块用于输出架构梁展开图，所述表格输出模块用于架构梁展开图所对应的各节间间距D。

说明书

变电站架构梁的建模方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及变电站架构梁设计技术领域，尤其是一种变电站架构梁的建模方法及装置。

背景技术

[0002] 变电站将各级电压的电网联系起来，是供电系统的核心组成部分，随着工业与民用电荷的增长，大型变电站不断涌现，变电架构也向多构件复合受力方向发展，作为变电站的主构件架构梁的模式，也是越来越复杂多样化。

[0003] 因此架构梁的设计是变电站设计中的关键环节，它直接影响到变电站设计的质量、成本和效率。

[0004] 目前变电站架构设计计算，大多利用ansys、staad等受力分析软件，从初始的点、线、面开始进行设计，而对架构梁的设计，也是凭借设计人的知识积累和经验，来确定架构梁的系统参数。

[0005] 这样依靠人工操作的设计，存在主观性强、效率低及工作量大等特点，这势必要影响到设计的质量和效率的提高，在实际设计中应尽量减少建模过程中的人工干预，并需要通过快速地获取、修改模型的参数，提高建模及设计效率。

发明内容

[0006] 本发明需要解决的技术问题是提供一种变电站架构梁的建模方法及装置。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

[0008] 变电站架构梁的建模方法，包括以下步骤：

[0009] 步骤A、接收挂线点间距L的数值、架构梁宽度W的数值以及架构梁高度H的数值；

[0010] 步骤B、通过挂线点间距L除以架构梁宽度W，计算得到架构梁此挂线点间节间段数N；

[0011] 步骤C、确定架构梁底面各节间间距D，并按照节间间距D进行各节间的排列；

[0012] 步骤D、依次输出每个节间及所对应的节间间距D。

[0013] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤B中，节间段数N以四舍五入的方式确定为大于1的整数。

[0014] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤C中，各节间间距D从两个数D45、D360中选择，选择时靠近架构梁两端的节间选择两个数中相对较小的数，靠近架构梁中间的节间选择两个数中相对较大的数；

[0015] 其中D45为10的倍数，是N-1个节间的距离值，D45的确定是将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再除以10后以四舍五入的方式确定为自然数，然后再乘以10得到的数值；

[0016] 其中D360是1个节间的距离值，D360的确定是挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值的差值。

[0017] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤C中，各节间间距D从两个数D45、D360中选择，选择时靠近架构梁两端的节间选择两个数中相对较小的数，靠近架构梁中间的节间选择两个数中相对较大的数；

[0018] 其中D45是N-1个节间的距离值，D45的确定是将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再以四舍五入的方式确定的自然数；

[0019] 其中D360是1个节间的距离值，D360的确定是挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值的差值。

[0020] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤D中，根据挂线点间距L、架构梁宽度W、架构梁高度H、节间段数N和节间间距D，以图表形式输出架构梁展开图、架构梁展开图所对应的各节间间距D。

[0021] 变电站架构梁的建模装置，包括输入模块、节间段数确定模块、节间距离确定模块和输出模块；

[0022] 所述节间段数确定模块用于接收输入模块的信息，确定在两个挂线点间需要设置的节间数量；

[0023] 所述节间距离确定模块用于接收节间段数确定模块的信息，确定在两个挂线点间每个节间的距离。

[0024] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述节间段数确定模块包括整数确定模块、数值判断模块和定值模块；

[0025] 所述整数确定模块用于将挂线点间距L除以架构梁宽度W得到的数值，以四舍五入的方式确定为整数；

[0026] 所述数值判断模块用于判断整数确定模块确定的整数是否大于1；

[0027] 所述定值模块用于将数值判断模块判断的不大于1的整数定值为2。

[0028] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述节间距离确定模块包括D45计算模块、D360计算模块、数值对比模块和节间排列模块；

[0029] 所述D45计算模块用于计算N-1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再除以10后以四舍五入的方式确定为自然数，然后再乘以10得到的数值；

[0030] 所述D360计算模块用于计算1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值相减得到的差值；

[0031] 所述数值对比模块用于对比D45与D360的大小；

[0032] 所述节间排列模块用于排列具有D360节间距离的节间位置，当D360较大时，将其排列在靠近架构梁中间的位置，当D360较小时，将其排列在靠近架构梁两端的位置。

[0033] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述节间距离确定模块包括D45计算模块、D360计算模块、数值对比模块和节间排列模块；

[0034] 所述D45计算模块用于计算N-1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再以四舍五入的方式确定为自然数的数值；

[0035] 所述D360计算模块用于计算1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值相减得到的差值；

[0036] 所述数值对比模块用于对比D45与D360的大小；

[0037] 所述节间排列模块用于排列具有D360节间距离的节间位置，当D360较大时，将其排列在靠近架构梁中间的位置，当D360较小时，将其排列在靠近架构梁两端的位置。

[0038] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述输出模块包括图形输出模块和表格输出模块，所述图形输出模块用于输出架构梁展开图，所述表格输出模块用于架构梁展开图所对应的各节间间距D。

[0039] 由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

[0040] 本发明的方法以保持架构梁底面斜材与主材成45°角左右为基础，保证斜材处于最大受力范围内，并通过计算机自动完成架构梁各挂线点之间节间数量和各节间距离的设置，能够快速完成赋予各节间距离和按照节间距离对各节间的排列。

[0041] 本发明的方法利用四舍五入原则将节间数量限定为整数，并用对比方法将节间数量限定为大于1的整数，避免由于挂线点距离较近时，计算节间数量出错，保证设计的节间数量满足规范要求。

[0042] 本发明的方法在计算节间距离时采用模糊算法，以四舍五入的方法将平均节间距离的数值取到个位为零，得到大部分节间的距离，剩余一个节间采用将挂线点之间长度补齐的方法，取全部剩余长度，然后采用将大部分节间距离与剩余的这一个节间距离对比，以架构梁中间长、两端短的原则，进行各节间的排列，此方法能够使大部分节间距离为个位为零的自然数，方便架构梁在制造时的下料和组装。

[0043] 本发明的方法在计算节间距离时采用的另一种模糊算法，以四舍五入的方法将平均节间距离的数值取到为自然数，得到大部分节间的距离，剩余一个节间采用将挂线点之间长度补齐的方法，取全部剩余长度，然后采用将大部分节间距离与剩余的这一个节间距离对比，以架构梁中间长、两端短的原则，进行各节间的排列，此方法能够保证架构梁底面斜材与主材之间的角度最大限度的接近45°角。

[0044] 本发明的方法在输出节间数和所对应的节间距离时，同时还输出以图形显示的架构梁展开图，方便设计人员读取。

[0045] 本发明的装置以建模方法为基础，在计算机中设置模块，按照步骤分别完成节间数量和各节间距离的计算，此过程由计算机按照程序自动完成，避免了依据设计人员的自身经验进行设计，使设计结果更加客观。

[0046] 本发明的装置在节间段数确定模块中设有整数确定模块、数值判断模块和定值模块，通过上述三个模块的三步完成节间段数的确定，使节间段数满足大于1的整数的要求。

[0047] 本发明的装置节间距离确定模块中设有D45计算模块、D360计算模块、数值对比模块和节间排列模块，通过上述四个模块的四步完成节间间距的确定，使节间间距满足在架构梁上中间长、两端短的原则；同时通过D45计算模块的程序变化分别计算D45满足为10的倍数，或者满足为尽量靠近平均数的自然数的要求，从而实现不同的设计需要。

[0048] 本发明的装置输出模块中含有图形输出模块和表格输出模块，通过图形输出模块输出架构梁展开图，并通过表格输出模块对应架构梁展开图输出各节间位置及分别的节间距离，使设计结果更直观。

附图说明

[0049] 图1是本发明中方法的流程示意图；

[0050] 图2是本发明中装置的原理示意图；

[0051] 图3是本发明中设计结果输出效果示意图。

具体实施方式

[0052] 下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

[0053] 如图1所示，变电站架构梁的建模方法，包括以下步骤。

[0054] 如图1所示，步骤A、通过选择或输入的方式使计算机接收挂线点间距L的数值、架构梁宽度W的数值以及架构梁高度H的数值，上述数值均以mm为单位。

[0055] 如图1所示，步骤B、用挂线点间距L除以架构梁宽度W得到的值以四舍五入的方式保留为整数，并判断此整数是否≤1，如果此整数≤1则取节间段数N为2段，如果此整数＞1则取节间段数N为此整数，以此方法使架构梁此挂线点间节间段数N取＞1的整数。

[0056] 如图1所示，步骤C、确定架构梁底面各节间间距D，其中D的取值从D45和D360中选取。

[0057] 其中D45的确定可有两种方案，一种是为了使架构梁底面斜材与主材之间的角度最大限度的接近45°角,采用挂线点间距L除以节间段数N，再以四舍五入的方式保留为自然数，D45直接取此自然数。

[0058] 其中确定D45的另一种方案是为了方便架构梁在制造时的下料和组装，在上述方案的基础上，D45不直接取上述以四舍五入的方式保留的自然数，而是将上述自然数除以10以后，再以四舍五入的方式保留为自然数，再将此自然数乘以10得到的值，使D45取此值。

[0059] 其中D360的确定是在D45确定后才能确定的值，D45确定后将节间段数为N-1段的节间均设置为D45的节间距离，剩余1段节间的距离为挂线点间距L剩余的距离，即D360的值。

[0060] 在排列各节间时遵循使架构梁整体结构为中间节间距离大于两端节间距离的原则，当D360＞D45时，将采用D360的节间排列在靠近架构梁中间的位置，当D360＜D45时，将采用D360的节间排列在靠近架构梁两端的位置。

[0061] 如图1、图3所示，步骤D、根据挂线点间距L、架构梁宽度W、架构梁高度H、节间段数N和节间间距D为依据，以图表形式输出架构梁展开图和架构梁展开图所对应的各节间间距D。

[0062] 如图2所示，变电站架构梁的建模装置，包括输入模块、节间段数确定模块、节间距离确定模块和输出模块，其中节间段数确定模块包括整数确定模块、数值判断模块和定值模块，其中节间距离确定模块包括D45计算模块、D360计算模块、数值对比模块和节间排列模块。

[0063] 如图2所示，所述节间段数确定模块用于确定在两个挂线点间需要设置的节间数量。

[0064] 其中整数确定模块用于将挂线点间距L除以架构梁宽度W得到的数值，以四舍五入的方式确定为整数。

[0065] 其中数值判断模块用于判断整数确定模块确定的整数是否大于1。

[0066] 其中定值模块用于将数值判断模块判断的不大于1的整数定值为2。

[0067] 如图2所示，所述节间距离确定模块用于确定在两个挂线点间每个节间的距离。

[0068] 其中D45计算模块用于计算N-1个节间的距离值，其数值的确定分为两种方案：一种方案是将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再除以10后以四舍五入的方式确定为自然数，然后再乘以10得到的数值。

[0069] 另一中方案是将挂线点间距L除以节间段数N得到平均节间距离，然后再以四舍五入的方式确定为自然数的数值。

[0070] 其中D360计算模块用于计算1个节间的距离值，其数值的确定为，将挂线点间距L的值与D45乘以N-1个节间段数后得到的值相减得到的差值。

[0071] 其中数值对比模块用于对比D45与D360的大小。

[0072] 其中节间排列模块用于排列具有D360节间距离的节间位置，当D360较大时，将其排列在靠近架构梁中间的位置，当D360较小时，将其排列在靠近架构梁两端的位置。

[0073] 如图1、图3所示，所述输出模块包括图形输出模块和表格输出模块。

[0074] 其中图形输出模块用于输出架构梁展开图。

[0075] 其中表格输出模块用于输出架构梁展开图所对应的各节间间距D，采用表格的优点在于，可进行快速定位，能够更加快速准确的找到所需要的杆件；并且输出的表格可进行重写，以方便人工调整。

[0076] 下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

[0077] 实施例1：

[0078] 如图3所示，建三挂线点的架构梁的模型。

[0079] 依次输入挂线点间距L的数值为1555mm、2300mm、2300mm和1555mm，输入架构梁宽度W的数值为500mm，输入架构梁高度H的数值为400mm。

[0080] 计算挂线点间距为1555mm的节间段数N=L/W即1555÷500=3.11，四舍五入后取N为3段。

[0081] 计算挂线点间距为1555mm的节间段的节间间距D采用方便架构梁的选材和组装的方案，其中D45的值，首先计算： L/N/10即1555÷3÷10=51.83，四舍五入后取D45为52，再乘以10即为D45的值520mm；其中D360=L-D45*(N-1)即1555-520×（3-1）=515mm。

[0082] 比较D360与D45的大小，D360＜D45，所以位于架构梁左侧挂线点间各节间的排列应为515mm、520mm、520mm，位于架构梁右侧挂线点间各节间的排列应为520mm、520mm、515mm。

[0083] 计算挂线点间距为2300mm的节间段数N=L/W即2300÷500=4.6，四舍五入后取N为5段。

[0084] 计算挂线点间距为2300mm的节间段的节间间距D采用使架构梁底面斜材与主材之间的角度最大限度的接近45°角的方案，其中D45=L/N即2300÷5=460，四舍五入后取460mm，即为D45的值为460mm；其中D360=L-D45*(N-1)即2300-460×（5-1）=460mm。

[0085] 比较D360与D45的大小，D360＝D45，所以各节间的排列应为460mm、460mm、460mm、460mm、460mm。

[0086] 如图3所示，计算完每个挂线点间的节间数量和距离后，根据挂线点间距L、架构梁宽度W、架构梁高度H、节间段数N和节间间距D为依据，以图表形式输出架构梁展开图和架构梁展开图所对应的各节间的距离。

[0087] 实施例2：

[0088] 如图3所示，创建三挂线点的架构梁的模型。

[0089] 依次输入挂线点间距L的数值为1000mm、1600mm、1600mm、1000mm，输入架构梁宽度W的数值为600mm，输入架构梁高度H的数值为500mm。

[0090] 计算挂线点间距为1000mm的节间段数N=L/W即1000÷600=1.66，四舍五入后取N为2段。

[0091] 计算挂线点间距为1600mm的节间段数N=L/W即1600÷600=2.66，四舍五入后取N为3段。

[0092] 计算挂线点间距为1000mm的节间段的节间间距D采用方便架构梁的选材和组装的方案，其中D45的值，首先计算： L/N/10即1000÷2÷10=50，四舍五入后取D45为50，再乘以10即为D45的值500mm；其中D360=L-D45*(N-1)即1000-500×（2-1）=500mm；比较D360与D45的大小，D360＝D45，所以挂线点间距为1000mm的节间段的各节间的排列应为2段节间间距D均为500mm。

[0093] 计算挂线点间距为1600mm的节间段的节间间距D采用使架构梁底面斜材与主材之间的角度最大限度的接近45°角的方案，其中D45=L/N即1600÷3=533.3，四舍五入后取533mm，即为D45的值为533mm；其中D360=L-D45*(N-1)即1600-533×（3-1）=534mm；比较D360与D45的大小，D360＞D45，所以位于架构梁左侧的挂线点间距为1600mm的节间段的各节间的排列应为533mm、533mm、534mm，位于架构梁右侧的挂线点间距为1600mm的节间段的各节间的排列应为534mm、533mm、533mm。

[0094] 如图3所示，计算完每个挂线点间的节间数量和距离后，根据挂线点间距L、架构梁宽度W、架构梁高度H、节间段数N和节间间距D为依据，以图表形式输出架构梁展开图和架构梁展开图所对应的各节间的距离。

[0095] 本发明针对创建的架构梁模型一方面用于输出，以供设计人员查看，另一方面，还可以将建模结果以生产模型参数化文件的形式通过自定义数据库分类存储到自定义模型数据库中，以方面以后调取，并通过修改参数完成模型的设计。