[发明专利]一种输电塔结构倒塌分析方法

权利要求书

1.一种输电塔结构倒塌分析方法，其特征在于，包括：

建立输电塔的有限元模型，具体为：根据输电塔的二维设计图纸进行可视化建模，得到输电塔的三维模型以及所述三维模型的几何属性；确定所述几何属性的具体过程包括：根据输电塔的二维设计图纸的截面属性，确定输电塔各杆件的定位点，采用相对坐标的方法确定各定位点的相对坐标，对定位点进行连线确定定位线，并确定杆件的方位角，得到输电塔的三维模型；所述几何属性包括：定位点、定位线、截面属性及方位角；

将所述三维模型的几何属性转换成文本格式；

将所述文本格式的三维模型的几何信息、所述输电塔的材料信息、所述输电塔受破坏时输电塔各构件之间的接触信息、所述输电塔受破坏时的计算过程信息以及输电塔破坏条件信息通过参数化语言编程，完成整个建模过程；

初始化有限元模型中输电塔-线体系的状态，并选取输电塔塔身结构中的结构单元作为观测单元；

每经过一个时间步长，对所述输电塔的有限元模型增加外力荷载，并遍历计算输电塔的所述结构单元；所述外力荷载包括不均匀沉降荷载；

判断所述结构单元是否达到预设的破坏条件，若达到，则删除所述结构单元，直到输电塔整体倒塌或外力荷载增加至预设值；所述破坏条件为：

式中，A_n为净截面面积，W_nx、W_ny为对X轴和Y轴的净截面模量，γ_x为X轴的截面塑性发展系数、γ_y为Y轴的截面塑性发展系数，N表示杆件所承受拉力，M_x表示X轴方向上杆件所承受偏心弯矩，M_y表示Y轴方向上所承受偏心弯矩，f表示杆件材料强度极限。

2.根据权利要求1所述的一种输电塔结构倒塌分析方法，其特征在于，所述每经过一个时间步长，对所述输电塔的有限元模型增加外力荷载，并遍历计算输电塔的所述结构单元；具体为：

使用显示积分的方法计算塔身的内部作用力，所述外力荷载随时间步长逐渐增大，将所述结构单元的参数带入到有限元计算公式中，得到当前单元的形变、位移、内力以及倾斜量，所述有限元计算公式为：

式中，M为结构质量矩阵，C为结构阻尼矩阵，K为结构刚度矩阵，为t时刻结构加速度，为t时刻结构速度，x(t)为t时刻结构位移，P(t)为外力荷载。

3.根据权利要求2所述的一种输电塔结构倒塌分析方法，其特征在于，所述一个时间步长具体为0.001s。