專利名稱：連接管鋼梁不同平面間的斜角鋼制彎計算方法
技術領域：
本發明涉及一種計算方法，特別是一種應用于管鋼梁收ロ結構處的針對于不同平面內的主鋼管間連接用斜角鋼的制彎計算方法。
背景技術：
電カ系統中500kV及以上變電站架構的鋼梁大部分是三角形管鋼梁，即鋼梁的外形呈三角形結構。鋼梁包括三條主鋼管以及連接三根主鋼管的側面角鋼斜材和底面角鋼斜材。對于管鋼梁的中間部分，由于三根主鋼管相互平行，計算構件的結構尺寸在平面內進行，因此相對比較簡単。但是對于管鋼梁的兩端的收ロ部分，由于收ロ部分底面上的兩根鋼管不平行，則頂面的鋼管與底面的兩根鋼管間也不平行，因此這部分結構是一空間立體結構，手工計算連接三根主鋼管的側面角鋼斜材的構件尺寸便非常困難。管鋼梁的收ロ處組裝時，在收ロ開始處用三根直角鋼分別焊接在三根主鋼管之間，形成一個三棱形結構；在收ロ的端部也采用三根直角鋼分別焊接在三根主鋼管之間，同樣形成ー個三角形的結構。由于收ロ結構處的三根主鋼管互不平行，頂面主鋼管與底面的兩根主鋼管又不在ー個平面上，因此還需在頂面主鋼管端部的端點和底面的主鋼管之間分別采用直角鋼進行固定，這兩根直角鋼與底面兩根主鋼管的連接處均交點，兩焊接點之間再焊接一根直角鋼，此三根角鋼形成ー個三角形平面，該三角形平面垂直于頂層鋼管。然而僅通過上述方式，管鋼梁在收ロ處的牢固性仍不能保證，仍需在頂面主鋼管收ロ的端部與底面主鋼管收ロ開始處連接斜角鋼才能保證管鋼料的牢固性；但是在這兩點之間連接斜角鋼時需要通過連接板將斜角鋼連接起來，又由于頂面主鋼管與底面主鋼管不在ー個平面上，因此這部分結構是ー個空間立體結構，因此固定斜角鋼便非常困難。目前，收ロ部分結構處連接不同平面內主鋼管的斜角鋼的方法有兩種。一種處理方法是斜角鋼不制彎。斜角鋼兩端的連接板不通過鋼管的軸線，即連接板與鋼管的交線與鋼管軸線方向不平行，通過調整斜角鋼兩端的連接板的角度，使斜角鋼上端的連接板與斜角鋼下端的連接板在ー個平面上，因此斜角鋼不用制彎。這種方法由于存在組裝角度不易控制、連接板與鋼管的交線不是直線而是一條曲線不易計算和加工等缺點，較少使用。另ー種處理方法比較常用，是使斜角鋼上下兩端的連接板都通過鋼管的軸線，SP連接板與鋼管的交線與鋼管軸線方向平行，由于頂面主鋼管與底面主鋼管不在ー個平面上，上下兩塊連接板不在ー個平面上，因此斜角鋼兩端需要制彎。這種方法的難點在于不易計算斜角鋼兩端的制彎點及制彎角度。以往都是根據經驗先估計角度，管鋼梁全部加工后再進行整體試組裝，如果角度不合適則對斜角鋼進行返修，如果斜角鋼長度不合適則必須重新加工斜角鋼。由于組裝中各種誤差的存在，很難找到試組裝不合格的原因是斜角鋼的制彎點位置不準確或者制彎角度不準確，還是其它因素導致的試組不合格，因此經常要反復修改很多次才能通過驗收，既延長了加工エ期，又造成了材料的浪費。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是針對第二種處理方法提供ー種斜角鋼制彎的計算方法，能夠精確計算管鋼梁收ロ結構處連接不在同一平面內的兩根主鋼管間斜角鋼的制彎點和制彎角度，進ー步減少材料的浪費，提高工作效率。為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。連接管鋼梁不同平面間的斜角鋼制彎計算方法，設定管鋼梁的三條主鋼管分別為鋼管G1、鋼管G2以及鋼管G3,管鋼梁收ロ部分底面的鋼管G2和鋼管G3不平行，頂面的鋼管G1與底面的鋼管G2和鋼管G3也不平行，收ロ部分鋼管G1的兩端點為P1和P3，P1的坐標為X1^ Y1^ Z1, P3的坐標為x3、y3、Z3 ;鋼管G2的兩端點為P4和P9, P4的坐標為x4、y4、Z4 ；
過點P1且與鋼管G1垂直的平面與鋼管G2的交點為P2，P2的坐標為x2、y2、Z2 ;鋼管G1和鋼管G2之間分別通過直角鋼P1P2、直角鋼P3P4以及斜角鋼J連接，斜角鋼J通過上端連接板和下端連接板分別與鋼管G1和鋼管G2連接，其中上端連接板位于由Pi、P2、P3點構成的平面M中，上端連接板與鋼管G1連接的交線平行于鋼管G1的軸線；下端連接板位于由P2、P4、P3點構成的平面N中，下端連接板與鋼管G2連接的交線平行于鋼管G2的軸線；其特征在于該方法包括以下步驟
第一歩，計算斜角鋼J與上端連接板連接時的制彎點；首先計算P4點在平面M上的投影點P5，進ー步計算斜角鋼J與上端連接板連接的制彎點P6至P1端點的距離Q1，最后根據投影點P5的坐標值以及4的值計算制彎點P6的坐標值；
第二歩，計算斜角鋼J與下端連接板連接時的制彎點；首先計算出平面M和平面N的交線I與直線P1P5的交點P7,進ー步計算斜角鋼J與下端連接板連接時的制彎點P8至端點P4的距離q2，最后根據交點P7的坐標值以及q2的值計算制彎點P8的坐標值；
第三步，計算制彎點的制彎角度；利用余弦定理或向量的數量積計算斜角鋼J與上端連接板連接時制彎點P6處的制彎角度Z P1P6P8,以及斜角鋼J與下端連接板連接時的制彎點P8處的制彎角度Z P4P8P6 =上述步驟一具體包括以下計算過程
首先，計算P4點在平面M上的投影；建立平面M的方程，設定平面M的法向量為&法向
量S分別與P1Bi、P1P1均垂直，且
權利要求
1.連接管鋼梁不同平面間的斜角鋼制彎計算方法，設定管鋼梁的三條主鋼管分別為鋼管G1、鋼管G2以及鋼管G3,管鋼梁收口部分底面的鋼管G2和鋼管G3不平行，頂面的鋼管G1與底面的鋼管G2和鋼管G3也不平行，收口部分鋼管G1的兩端點為P1和P3A1的坐標為Xl、Yi> Z1, P3的坐標為x3、y3、Z3 ;鋼管G2的兩端點為P4和P9, P4的坐標為x4、y4、Z4 ； 過點P1且與鋼管G1垂直的平面與鋼管G2的交點為P2，P2的坐標為x2、y2、Z2 ;鋼管G1和鋼管G2之間分別通過直角鋼P1P2、直角鋼P3P4以及斜角鋼J連接，斜角鋼J通過上端連接板和下端連接板分別與鋼管G1和鋼管G2連接，其中上端連接板位于由Pi、P2、P3點構成的平面M中，上端連接板與鋼管G1連接的交線平行于鋼管G1的軸線；下端連接板位于由P2、P4、P3點構成的平面N中，下端連接板與鋼管G2連接的交線平行于鋼管G2的軸線；其特征在于該方法包括以下步驟 第一步，計算斜角鋼J與上端連接板連接時的制彎點；首先計算P4點在平面M上的投影點P5，進一步計算斜角鋼J與上端連接板連接的制彎點P6至P1端點的距離Q1，最后根據投影點P5的坐標值以及&的值計算制彎點P6的坐標值； 第二步，計算斜角鋼J與下端連接板連接時的制彎點；首先計算出平面M和平面N的交線I與直線P1P5的交點P7,進一步計算斜角鋼J與下端連接板連接時的制彎點P8至端點P4的距離q2，最后根據交點P7的坐標值以及q2的值計算制彎點P8的坐標值； 第三步，計算制彎點的制彎角度；利用余弦定理或向量的數量積計算斜角鋼J與上端連接板連接時制彎點P6處的制彎角度Z P1P6P8,以及斜角鋼J與下端連接板連接時的制彎點P8處的制彎角度Z P4P8P6 =
2.根據權利要求I所述的連接管鋼梁不同平面間的斜角鋼制彎計算方法，其特征在于所述步驟一具體包括以下計算過程 首先，計算P4點在平面M上的投影；建立平面M的方程，設定平面M的法向量為^法向量S分別與P1P2、巧乃均垂直，且
3.根據權利要求I所述的連接管鋼梁不同平面間的斜角鋼制彎計算方法，其特征在于所述步驟二具體包括以下計算過程 首先計算出平面M和平面N的交線I與 直線P1P5的交點P7,令Hl=(X1-X5); H=(Y1-Y5) ； P=(Z1-Z5) 則直線P1P5的參數方程為X=X^mt ；y=y!+nt ；z=zx+pt式(7) 平面M與平面N的交線I的方程為
全文摘要
本發明涉及一種連接管鋼梁不同平面間的斜角鋼制彎計算方法，主要包括在斜角鋼與主鋼管連接時，對管鋼梁收口處的斜角鋼的制彎點以及制彎角度的計算過程。本發明根據解析幾何與投影幾何理論，用解析方法建立了管鋼梁收口部分的結構方程，精確計算出管鋼梁斜角鋼的制彎點和制彎角度，減少了材料的浪費，提高了工作效率。
文檔編號G06F17/50GK102629292SQ20121008141
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者梁靜, 董桂西 申請人:河北省送變電公司