[发明专利]考虑铁塔结构的弹性形变的输电铁塔杆件应力计算方法

权利要求书

1.一种考虑铁塔结构的弹性形变的输电铁塔杆件应力计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：根据有限单元法建立铁塔结构的有限元力学模型，根据得到的力学模型获取铁塔节点；并将铁塔结构离散化，得到与铁塔两节点间杆件数目相同的单元，单元彼此之间仅靠节点相连；铁塔中主材与主材、主材与斜材、斜材与斜材的交汇点视为节点；

步骤2：针对每个单元和节点位移，分别生成单元刚度矩阵[k]^(e)和节点位移阵列并根据杆件之间的空间角度关系、杆件之间的连接关系，转换叠加出铁塔整体刚度矩阵

步骤3：将铁塔所受均布载荷和非节点载荷等效移置到节点上，形成节点载荷阵列其中并考虑到矩阵方程中的奇异性，引入铁塔塔腿四节点的位移约束条件，求解矩阵方程，得到节点位移阵列

步骤4：计算铁塔节点的应变、应力，获取铁塔结构每根杆件应力；

整体刚度矩阵的集成规则如下：

1)先求出每个单元的刚度矩阵[k]^(e)；

2)将的每个子块进行换号，换成对应的整体编号；

3)将换成以后的字块送到整体刚度矩阵中的对应位置上；

4)若在同一位置上有几个单元的相应子块送到时，则应进行叠加；

经过上述步骤后，就可以得到整体刚度矩阵中的每个子块，从而形成了整体刚度矩阵

其中，为第j个节点产生单位位移时，在第i个节点上引起的节点力，称为刚度子矩阵；；

步骤3中的节点载荷矩阵为：

[R‾](e)=[R‾]1[R‾]2[R‾]3...[R‾]n,[R‾]i=NxiNyiNziMxiMyiMzi,i=1,2,...n]]>

其中，为整体坐标中所有节点载荷阵列；为整体坐标中第i个节点的载荷列阵；N_xi为第i个节点的轴向力，N_yi、N_zi分别为第i个节点在xy及xz面内的剪力；M_xi为第i个节点的扭矩，M_yi、M_zi为第i个节点在xz及xy面内的弯矩。