變電站結構的設計方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變電站結構的設計方法及裝置，在上述方法中，按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計；根據(jù)GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的結構設計。根據(jù)本發(fā)明提供的技術方案，進而加快了戶內(nèi)變電站結構設計的周期，尤其適用于工期較短的設計項目。
【專利說明】變電站結構的設計方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領域，具體而言，涉及一種變電站結構的設計方法及裝置。
【背景技術】
[0002]目前，戶內(nèi)變電站的結構設計在通常情況下是一次性完成的，即氣體絕緣組合電器設備(GIS)廠房通常是在GIS設備選型確定后再進行結構設計的。然而此種“先確定GIS設備的選型再設計GIS廠房結構”的一體化結構設計方式，其缺陷在于GIS設備一般是采取從國內(nèi)外各大公司招標的方法進行選取的，由于招標持續(xù)時間不確定，最終從哪家公司選購設備的時間也不確定，因而GIS設備的型號就無法確定。這無疑將會拖延整個變電站結構設計的進度。尤其是對于工期較短的設計項目，GIS設備選型的不確定性將嚴重影響設計周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種變電站結構的設計方法及裝置，以至少解決相關技術中的一次性設計變電站結構的方式易拖延項目設計周期的問題。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了 一種變電站結構的設計方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的變電站結構的設計方法包括:按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計；根據(jù)GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的結構設計。
[0006]優(yōu)選地，按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計包括:按照計算結果劃分變電站內(nèi)部放置GIS所占空間以及GIS所占空間之外的其余空間；完成GIS所占空間之外的其余空間的結構設計。
[0007]優(yōu)選地，在按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計之前，還包括:獲取等效均布荷載計算方法的等效均布荷載取值；根據(jù)等效均布荷載取值確定計算結果。
[0008]優(yōu)選地，根據(jù)GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的結構設計包括:獲取GIS的設備類型；根據(jù)獲取到的GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的梁板設計。
[0009]優(yōu)選地，根據(jù)GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的結構設計還包括:對變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計進行校核。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種變電站結構的設計裝置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的變電站結構的設計裝置包括:確定模塊，用于按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計；執(zhí)行模塊，用于根據(jù)GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的結構設計。
[0012]優(yōu)選地，確定模塊包括:劃分單元，用于按照計算結果劃分變電站內(nèi)部放置GIS所占空間以及GIS所占空間之外的其余空間；處理單元，用于完成GIS所占空間之外的其余空間的結構設計。[0013]優(yōu)選地，上述裝置還包括:獲取模塊，用于獲取等效均布荷載計算方法的等效均布荷載取值；計算模塊，用于根據(jù)等效均布荷載取值確定計算結果。
[0014]優(yōu)選地，執(zhí)行模塊包括:獲取單元，用于獲取GIS的設備類型；執(zhí)行單元，用于根據(jù)獲取到的GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的梁板設計。
[0015]優(yōu)選地，執(zhí)行模塊還包括:校驗單元，用于對變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計進行校核。
[0016]通過本發(fā)明，按照等效均布荷載計算方法將一次性結構設計分成兩個階段，先根據(jù)計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計；再根據(jù)GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的結構設計，由此縮短項目設計周期，解決了相關技術中的一次性設計變電站結構的方式易拖延項目設計周期的問題，進而加快了戶內(nèi)變電站結構設計的周期，尤其適用于工期較短的設計項目。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的變電站結構的設計方法的流程圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例一的簡支梁計算的示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的計算Feb的影響線的示意圖；
[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的兩組設備荷載的示意圖；
[0022]圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例二的簡支梁計算的示意圖；
[0023]圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的Mc的影響線的示意圖；
[0024]圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的顯示兩種不同GIS設備基礎的布置情況的示意圖；
[0025]圖8是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的主梁計算的示意圖；
[0026]圖9是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的跨中截面彎矩影響線的示意圖；
[0027]圖10是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的B支座反力影響線的示意圖；
[0028]圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的變電站結構的設計裝置的結構框圖；以及
[0029]圖12是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的變電站結構的設計裝置的結構框圖。
【具體實施方式】
[0030]下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的變電站結構的設計方法的流程圖。如圖1所示，該方法可以包括以下處理步驟:
[0032]步驟S102:按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計；
[0033]步驟S104:根據(jù)GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的結構設計。
[0034]相關技術中，一次性設計變電站結構的方式易拖延項目設計周期。采用如圖1所示的方法，按照等效均布荷載計算方法將一次性結構設計分成兩個階段，先根據(jù)計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計；再根據(jù)GIS的設備類型執(zhí)行GIS所占空間的結構設計，由此縮短項目設計周期，解決了相關技術中的一次性設計變電站結構的方式易拖延項目設計周期的問題，進而加快了戶內(nèi)變電站結構設計的周期，尤其適用于工期較短的設計項目。本發(fā)明提供的“二階段設計方法”，能夠適應國內(nèi)外先完成主體結構設計并進行主體結構施工，待設備選型確定后再完成相關設計及施工。
[0035]在本發(fā)明提供的技術方案中，第一階段完成除GIS設備區(qū)域范圍內(nèi)以外的所有工程，第二階段完成GIS設備區(qū)域范圍內(nèi)相關工程。SP，
[0036]第一階段的設計需要進行以下兩種工況的計算，取最不利內(nèi)力完成第一階段結構設計。
[0037]工況一:GIS設備區(qū)域范圍內(nèi)按等效均布面荷載取值，整體建模計算，即GIS設備區(qū)域范圍內(nèi)僅布置主梁，等效面荷載傳導至主梁。該工況的計算可按GIS設備區(qū)域范圍內(nèi)樓板大開洞和不開洞分別計算，取其不利者；
[0038]工況二:按第一階段實施的結構構件情況進行建模分析，即計算分析模型僅包含第一階段實施的結構構件和相關荷載，無第二階段實施的GIS設備區(qū)域范圍內(nèi)相關結構構件，也無GIS設備區(qū)域范圍內(nèi)的相關荷載。
[0039]優(yōu)選地，在步驟S102中，按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置GIS所占空間之外的其余空間的結構設計可以包括以下操作:
[0040]步驟S1:按照計算結果劃分變電站內(nèi)部放置GIS所占空間以及GIS所占空間之外的其余空間；
[0041]步驟S2:完成GIS所占空間之外的其余空間的結構設計。
[0042]在優(yōu)選實施例中，第一階段設計在設備未確定選型的情況下，將GIS設備區(qū)域按等效均布荷載取值，完成主體結構設計?？傮w設計思路為:獲取各種GIS設備的重量、尺寸等參數(shù)，經(jīng)過篩選從中選擇較重的設備，通過影響線法分別進行次梁、主梁的內(nèi)力計算分析，并與按樓面等效均布活荷載標準值10kN/m2的計算結果進行比較，驗證等效均布荷載10kN/m2的可靠性。詳細分析過程如下:
[0043](I)次梁內(nèi)力
[0044]I)作用在次梁上設備荷載特點
[0045]GIS設備基礎的預埋方式，通常由設計方根據(jù)GIS的載荷條件、留孔及預埋要求確定，這些基本資料通常均由制造商提供，目前較為常用的基礎預埋件為槽鋼。根據(jù)荷載作用路線，設備荷載直接作用在槽鋼上，槽鋼預埋位置下通常設置次梁，因此設備的參數(shù)及布置情況對次梁的荷載有直接影響。在第一階段GIS設備并未選型的情況下，需要研究次梁的內(nèi)力變化范圍和變化規(guī)律，確定使次梁內(nèi)力達到最大的設備荷載最不利位置。雖然GIS設備未選型，但根據(jù)收集到的資料可知，相關的設備參數(shù)可以在一定范圍內(nèi)確定，再根據(jù)不同設備的尺寸等參數(shù)也可以確定設備布置的可能情況，以此獲得分析承擔GIS設備的次梁內(nèi)力的基礎。
[0046]GIS設備荷載形式可以分為多種，對其共性進行歸納，荷載可以包括:靜荷載和動荷載。對于每種GIS設備，其荷載作用點距離相對固定；設備間的最小間距也有相應地要求，因此當次梁跨度一定時，次梁上可布置多少組荷載也可以確定?？紤]到最不利的情形，次梁按簡支梁考慮，不同的布置方式，設備荷載將在次梁跨中產(chǎn)生最大彎矩，在次梁支座產(chǎn)生最大剪力，可通過影響線法計算次梁的內(nèi)力，尋找最不利的設備荷載布置。
[0047]2)次梁支座反力的影響線
[0048]表示單位移動荷載作用下內(nèi)力變化規(guī)律的圖形被稱為內(nèi)力影響線，那么表示單位移動荷載作用下，次梁支座反力的變化規(guī)律的圖形就是支座反力影響線。
[0049]圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例一的簡支梁計算的示意圖。如圖2所示，AB為一簡支梁，當單個豎向荷載F在梁上移動時，現(xiàn)討論支座反力Fea的變化規(guī)律。
[0050]取A點作為坐標原點,用X表示荷載作用點的橫坐標。如果X是常量,則F即為一個固定荷載。反之，如果將X看作變量，則F就成為移動荷載。
[0051]當荷載F在梁上任意位置X (O≤X≤L)時，利用平衡方程可求出支座反力Feb:
[0052]FRB=X/LF(O≤X ≤L)…公式 1
[0053]Feb與F成正比，比例系數(shù)X/F稱為Fkb的影響系數(shù)，用PRB表示，即
[0054]FRB = X/F(0≤X≤L)…公式 2
[0055]顯然,影響系數(shù)Fiw在數(shù)值上等于當F=I時，引起的支座反力Fsi。
[0056]圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的計算Fkb的影響線的示意圖。如圖3所示，上述公式I表示影響系數(shù)FRB與荷載位置參數(shù)X之間的函數(shù)關系。這個函數(shù)的圖形邊稱為Fkb的影響線。由于公式2是一次式，所以Fkb的影響線是直線。為了確定直線上的兩點，可設x=0，得FRB=0;再設x=L，得FRB=1。由此確定兩點，再連成直線，便可得出Fkb的影響線。
[0057]如果設備有兩組，每組有兩個荷載作用在梁上，圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的兩組設備荷載的示意圖。如圖4所示,根據(jù)疊加原理,這時支座反力Feb應為:
[0058]FEB=P1y1+P2y2+P3y3+P4y4...公式3
[0059]此處，y1、y2、y3和y4分別對應與荷載P1、P2、P3和P4位置的影響系數(shù)FRB1、FRB2、
FRB3和FRB4。
[0060]至此求出次梁支座反力的影響線。
[0061]3)次梁跨中彎矩的影響線
[0062]表示單位移動荷載作用下次梁跨中截面彎矩的變化規(guī)律的圖形即為跨中彎矩影響線。有了影響線，根據(jù)疊加原理就可以順利解決確定最不利設備布置位置的問題。
[0063]擬作跨中截面C的彎矩M。的影響線，可以分成兩種情況(荷載作用在跨中截面C以左和以右)分別考慮，圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例二的簡支梁計算的示意圖。如圖5所示，為簡化起見，此處設定荷載F=1。
[0064]當F=1作用在CB段時，取C的左邊為隔離體，得
[0065]Mc=Fra.L/2 (F=1 在 CB 段)…公式 4
[0066]由此看出，在CB段內(nèi)，Mc的影響系數(shù)等于Fra的影響系數(shù)的L/2倍。因此，可以先把Fra的影響線的豎距乘以L/2，然后保留其中的CB段，就得到c在CB段的影響線。此處
C點的數(shù)距應為L/2xL/2|L=L/4。
[0067]當F=I作用在AC段時，取C段的右邊為隔離體，得:
[0068]Mc=Frb·L/2 (F=1 在 AC 段)…公式 5[0069]因此，可先把Feb的影響線的數(shù)距乘以L/2，然后保留其中的AC段，就得到Mc在AC段的影響線。這里C點的數(shù)距仍然為L/4。
[0070]綜上所述，Mc的影響線分成AC和CB兩段，每一段都是直線，形成三角形，圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的Mc的影響線的示意圖。如圖6所示，由此可以看出，當F=I作用在C點時，彎矩M。為極大值。當F=I由C點向梁端移動時，彎矩M。逐漸減小到零。
[0071]彎矩影響系數(shù)的單位為M
【權利要求】
1.一種變電站結構的設計方法，其特征在于，包括: 按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置氣體絕緣組合電器設備GIS所占空間之外的其余空間的結構設計； 根據(jù)所述GIS的設備類型執(zhí)行所述GIS所占空間的結構設計。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，按照所述等效均布荷載計算方法的計算結果確定所述變電站內(nèi)部除放置所述GIS所占空間之外的其余空間的結構設計包括: 按照所述計算結果劃分所述變電站內(nèi)部放置所述GIS所占空間以及所述GIS所占空間之外的其余空間； 完成所述GIS所占空間之外的其余空間的結構設計。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在按照所述等效均布荷載計算方法的計算結果確定所述變電站內(nèi)部除放置所述GIS所占空間之外的其余空間的結構設計之前，還包括: 獲取所述等效均布荷載計算方法的等效均布荷載取值； 根據(jù)所述等效均布荷載取值確定所述計算結果。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述GIS的設備類型執(zhí)行所述GIS所占空間的結構設計包括: 獲取所述GIS的設備類型； 根據(jù)獲取到的所述GIS的設備類型執(zhí)行所述GIS所占空間的梁板設計。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述GIS的設備類型執(zhí)行所述GIS所占空間的結構設計還包括: 對所述變電站內(nèi)部除放置所述GIS所占空間之外的其余空間的結構設計進行校核。
6.一種變電站結構的設計裝置，其特征在于，包括: 確定模塊，用于按照等效均布荷載計算方法的計算結果確定變電站內(nèi)部除放置氣體絕緣組合電器設備GIS所占空間之外的其余空間的結構設計； 執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述GIS的設備類型執(zhí)行所述GIS所占空間的結構設計。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊包括: 劃分單元，用于按照所述計算結果劃分所述變電站內(nèi)部放置所述GIS所占空間以及所述GIS所占空間之外的其余空間； 處理單元，用于完成所述GIS所占空間之外的其余空間的結構設計。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 獲取模塊，用于獲取所述等效均布荷載計算方法的等效均布荷載取值； 計算模塊，用于根據(jù)所述等效均布荷載取值確定所述計算結果。
9.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述執(zhí)行模塊包括: 獲取單元，用于獲取所述GIS的設備類型； 執(zhí)行單元，用于根據(jù)獲取到的所述GIS的設備類型執(zhí)行所述GIS所占空間的梁板設計。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述執(zhí)行模塊還包括: 校驗單元，用于對所述變電站內(nèi)部除放置所述GIS所占空間之外的其余空間的結構設計進行校核。
【文檔編號】G06F17/50GK103870621SQ201210545864
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權日:2012年12月14日
【發(fā)明者】舒彬, 吳培紅, 張凱, 張靚, 白雪霜, 毋劍平 申請人:國家電網(wǎng)公司, 北京市電力公司, 北京電力經(jīng)濟技術研究院