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目 录
目 录 .......................................................................................................................................................................... I 第一章 系统简介及理论基础 ................................................................................................................................. 1
1.1 软件简介 .................................................................................................................................................... 1 1.2软件运行环境 ............................................................................................................................................. 1 1.3 软件系统的组成 ........................................................................................................................................ 1 1.4 基础知识的讲解 ........................................................................................................................................ 1
1.4.1坐标系 .............................................................................................................................................. 1 1.4.2法线的概念 ...................................................................................................................................... 3 1.5软件系统名词解释 ..................................................................................................................................... 4
1.5.1句柄 .................................................................................................................................................. 4 1.5.2系统中所用到的坐标系 .................................................................................................................. 4 1.5.3对铁塔结构的认识 .......................................................................................................................... 9
第二章 软件操作的工作流程及规范 ................................................................................................................... 12
2.1正确识图 ................................................................................................................................................... 12 2.2单线建模 ................................................................................................................................................... 12 2.3连接参数化设计 ....................................................................................................................................... 13 2.4数据资料的生成 ....................................................................................................................................... 13 第三章 正确识图 ................................................................................................................................................... 14
3.1铁塔图纸的组成 ....................................................................................................................................... 14
3.1.1总图 ................................................................................................................................................ 14 3.1.2结构图 ............................................................................................................................................ 14 3.2图纸中尺寸的识别 ................................................................................................................................... 15 3.3图纸中设计意图的识别 ........................................................................................................................... 17 3.4图纸中尺寸的优先级 ............................................................................................................................... 18 第四章 单线建模 ................................................................................................................................................... 18
4.1搭建塔身主体 ........................................................................................................................................... 18
4.1.1塔身的搭建 .................................................................................................................................... 18 4.1.2横担、头部的搭建 ........................................................................................................................ 20 4.2节点的生成 ............................................................................................................................................... 23
4.2.1节点的父杆件 ................................................................................................................................ 23 4.2.2节点的依附类型 ............................................................................................................................ 24 4.2.3节点的对称 .................................................................................................................................... 25 4.3杆件的连接 ............................................................................................................................................... 27
4.3.1钢管的连接 .................................................................................................................................... 27 4.3.2角钢的连接 .................................................................................................................................... 28 4.3.3杆件的对称 .................................................................................................................................... 29 4.3.4对称方式的选取 ............................................................................................................................ 30 4.4构件视图 ................................................................................................................................................... 30
4.4.1构件的图层名 ................................................................................................................................ 30 4.4.2基本视图 ........................................................................................................................................ 31
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4.4.3定制视图 ........................................................................................................................................ 31 4.5数据的校核 ............................................................................................................................................... 32
4.5.1实体观察法 .................................................................................................................................... 32 4.5.2命令校核法 .................................................................................................................................... 32 4.5.3绘图标注法 .................................................................................................................................... 33 4.6构件到位 ................................................................................................................................................... 33 4.7特殊构造 ................................................................................................................................................... 33
4.7.1特殊心的处理 ................................................................................................................................ 34 4.7.2变坡口连接处理 ............................................................................................................................ 34 4.7.3主材角钢二变一处理 .................................................................................................................... 37 4.7.4杆件共面处理 ................................................................................................................................ 38
第五章 连接参数化设计 ....................................................................................................................................... 39
5.1与杆件轴线平行的单面板 ....................................................................................................................... 39
5.1.1节点板 ............................................................................................................................................ 40 5.1.2连接板 ............................................................................................................................................ 47 5.1.3叠放板 ............................................................................................................................................ 48 5.1.4钢管肋板 ........................................................................................................................................ 48 5.1.5钢管夹板 ........................................................................................................................................ 49 5.1.6钢管肘板 ........................................................................................................................................ 50 5.1.7共用板 ............................................................................................................................................ 51 5.1.8内部交叉板 .................................................................................................................................... 53 5.2与杆件轴线垂直的单面板 ....................................................................................................................... 54
5.2.1环向板 ............................................................................................................................................ 54 5.2.2肋板 ................................................................................................................................................ 58 5.2.3插接式交叉钢管连接 .................................................................................................................... 60 5.3火曲构件 ................................................................................................................................................... 61
5.3.1双面板 ............................................................................................................................................ 61 5.3.2三面板 ............................................................................................................................................ 69 5.3.3折叠板 ............................................................................................................................................ 69 5.3.4火曲角钢 ........................................................................................................................................ 70 5.3.5加劲短角钢 .................................................................................................................................... 74 5.4杆件端头设计 ........................................................................................................................................... 75
5.4.1角钢接头 ........................................................................................................................................ 76 5.4.2钢管端头设计 ................................................................................................................................ 77 5.5底脚及变坡处理 ....................................................................................................................................... 86
5.5.1角钢底脚设计 ................................................................................................................................ 86 5.5.2角钢牛蹄板设计 ............................................................................................................................ 93 5.5.3钢管塔脚及变坡处理 .................................................................................................................... 94 5.6无板连接设计 ........................................................................................................................................... 99
5.6.1无板多孔连接设计 ........................................................................................................................ 99 5.6.2无板单孔连接设计 ...................................................................................................................... 100 5.7数据的校核 ............................................................................................................................................. 101
5.7.1利用系统命令校核 ...................................................................................................................... 102 5.7.2利用加工资料校核 ...................................................................................................................... 105
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5.7.3构件到位 ...................................................................................................................................... 106 5.8关键点的获取 ......................................................................................................................................... 106
5.8.1用构件实体信息获取 .................................................................................................................. 106 5.8.2用命令获取 .................................................................................................................................. 106 5.9矢量方向的获取及运用 ......................................................................................................................... 108
5.9.1矢量方向的获取 .......................................................................................................................... 108 5.9.2矢量方向的运用 ...........................................................................................................................112 5.10构件的特殊处理 ....................................................................................................................................114
5.10.1角钢的切角、切肢 .....................................................................................................................114 5.10.2钢管的切割 .................................................................................................................................118 5.10.3钢板的切割与延伸 .....................................................................................................................119
第六章 资料数据的整理 ..................................................................................................................................... 124
6.1前期准备 ................................................................................................................................................. 124
6.1.1划分段号 ...................................................................................................................................... 124 6.1.2编号管理 ...................................................................................................................................... 125 6.2 Excel输出 ............................................................................................................................................... 126 6.3 AutoCAD绘图 ........................................................................................................................................ 128
6.3.1绘图的前期准备 .......................................................................................................................... 128 6.3.2绘制工程图 .................................................................................................................................. 131 6.3.3输出各种加工资料 ...................................................................................................................... 135 6.3.4绘图工具 ...................................................................................................................................... 144 6.4数控线数据的输出 ................................................................................................................................. 144
6.4.1角钢NC数据的生成 ................................................................................................................... 145 6.4.2钢板NC数据的生成 ................................................................................................................... 146
第七章 连接构件装配位置参数化 ..................................................................................................................... 147
7.1角钢端头楞点的定位 ............................................................................................................................. 147
7.1.1分两步进行偏移 .......................................................................................................................... 147 7.1.2点线投影(平推) ...................................................................................................................... 156 7.1.3指定坐标 ...................................................................................................................................... 159 7.1.4投影与平推的界定 ...................................................................................................................... 160 7.1.5基点位置的系统判定 .................................................................................................................. 160 7.2钢管端头的定位 ..................................................................................................................................... 160
7.2.1节点即基点 .................................................................................................................................. 161 7.2.2点线投影 ...................................................................................................................................... 161 7.2.3搭接连接 ...................................................................................................................................... 161 7.3其它构件的定位 ..................................................................................................................................... 162
7.3.1钢板的定位 .................................................................................................................................. 162 7.3.2螺栓的定位 .................................................................................................................................. 164
第八章 连接构件装配方向参数化 ..................................................................................................................... 165
8.1正确的单线连接 ..................................................................................................................................... 165
8.1.1钢管 .............................................................................................................................................. 165 8.1.2角钢 .............................................................................................................................................. 165 8.2利用命令修正 ......................................................................................................................................... 166 8.3直接指定 ................................................................................................................................................. 167
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8.4由另一肢确定法线 ................................................................................................................................. 168 8.5角钢开合角的计算 ................................................................................................................................. 168 第九章 网络协同 ................................................................................................................................................. 168
9.1前期准备 ................................................................................................................................................. 168 9.2协同作业 ................................................................................................................................................. 170 9.3注意事项 ................................................................................................................................................. 171 第十章 软件的维护 ............................................................................................................................................. 173
10.1软件的安装 ........................................................................................................................................... 173
10.1.1单机版安装指南 ........................................................................................................................ 173 10.1.2网络版安装指南 ........................................................................................................................ 173 10.2软件升级 ............................................................................................................................................... 175 10.3答疑解惑 ............................................................................................................................................... 175
10.3.1 所有机器都无法运行 ............................................................................................................... 176 10.3.2部分机器能运行 ........................................................................................................................ 177 10.3.3客户端不能运行 ........................................................................................................................ 178 10.3.4打开软件耗时太长 .................................................................................................................... 178 10.3.5如何用故障检测工具进行检查 ................................................................................................ 178
附 录 ............................................................................................................................................................... 180
1、角钢准线 ................................................................................................................................................. 180 2、螺栓间距、边距按下表: ..................................................................................................................... 181 3、塔脚板型式 ............................................................................................................................................. 182
1)螺栓连接方式 ................................................................................................................................. 182 2)对焊连接方式 ................................................................................................................................. 183 3)搭接连接方式 ................................................................................................................................. 183 4、节点板边距及构件间距标注图 ............................................................................................................. 184 5、螺栓、角钉、垫圈规格表 ..................................................................................................................... 184
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第一章 系统简介及理论基础
1.1 软件简介
LMA软件系统是北京信狐天诚软件科技有限公司开发的专门用于设计部门铁塔绘图及制造企业铁塔
放样的软件,是国内首家基于自主平台的三维实体绘图及放样软件。LMA系统技术起点高,在设计开发时,自始至终,贯穿了当今最先进的CIMS制造理念。与以往基于DOS设计模式的铁塔绘图放样程序相比,在体系结构、稳定性、可维护性、可扩充性、智能化及自动化计算方面都有质的飞跃,在操作方式、交互方式、用户界面上有明显改善,朝着软件傻瓜化方向迈出了坚实的一步,同时系统功能也更加完善。数控自动生产线与微机终端连接既保证了加工质量,又适应了大批量生产的需求。
1.2软件运行环境
? Microsoft Windows2000/XP 或以上版本中文系统,推荐系统Microsoft Windows XP; ? Autocad 04/05版绘图软件
? CPU Intel PentiumIII 2.0G或更高的PC机; ? 最低512M内存,推荐1G或更高内存;
? 200 MB以上硬盘空间,至少有100 MB可用空间; ? 800*600或更高分辨率显示器,
? 真彩显示卡(支持OpenGL),建议使用图形加速卡; ? 配CD-ROM; ? 鼠标
电脑种类:组装机、品牌机、笔记本皆可。
1.3 软件系统的组成
LMA系统分为设计环境与绘图环境两个部分。设计环境主要用于铁塔模型的搭建、连接板的设计、螺栓的生成、构件实体碰撞的判断、材料表的统计等操作;由于在操作中有个别情况下,要对单个构件进行修改,因此系统又提供了一个小的设计环境---构件编辑环境;绘图环境主要用于生成工程蓝图、零部件加工工艺卡、焊接示意图、加工大样板等。
1.4 基础知识的讲解
1.4.1坐标系
在LMA系统中,铁塔图形的设计是基于三维直角坐标系的,也就是空间右手螺旋直角坐标系,如下图1.4.1-01所示。此外在绘图过程中,一些换算也可能用到极坐标系,如下图1.4.1-02所示。在一些偏移等操作中还要用到相对坐标系,在这一节里,我们对这三种坐标系进行详细介绍。
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z P M r · A
o X
y
o θ 图1.4.1-01 直角坐标系 图1.4.1-02 极坐标系
1) 空间右手直角坐标系
过点O沿着三坐标矢量引三轴Ox,Oy,Oz,就得到由公共点O和不共面的轴Ox,Oy,Oz来表示空间坐标
系,并记作O-xyz,O叫做原点,OX、OY、OZ叫做坐标轴也称数轴;XOY、XOZ、YOZ叫做坐标平面。在空间直角坐标系中,最主要的四个要素就是坐标系原点位置、X轴方向(矢量方向)、Y轴方向(矢量方向)、Z轴方向(矢量方向)。
平面直角坐标系只需坐标原点位置、X轴方向(矢量方向)、Y轴方向(矢量方向)即可,相对空间直角坐标系而言,少了一个与O-xy平面垂直的数轴OZ。 2)极坐标系
如上图1.4.1-02所示,在平面上取一点O,称为极点,并自O引一射线OA,称为极轴。于是平面上任意一点M(不在极点)的位置,可以由两个数r=OM及θ=∠AOM来决定。其中θ就是射线OP绕O点由OA位置按逆时针方向旋转,第一次转到|OM|位置时所转过的角;r是射线OP上由O到M的距离。这样两个数r、θ称为点M的极坐标,以记号M(r,θ)来表示点M,r称为极径,θ称为极角。 3)极坐标系与平面直角坐标的关系:
在平面上有一直角坐标系和一极坐标系,将极点和坐标原点重合,极轴和x轴的正半轴重合,如上图1.4.1-03所示。设平面上一点M在直角坐标系中的坐标为x、y,在极坐标系中的坐标为r, θ。我们很容易得出以下坐标转换公式:
x?rcos?; y?rsin?r?x?y22
Y r θ O M X
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北京信狐天诚软件科技有限公司 图1.4.1-03 极坐标与直角坐标的关系
4)相对坐标系
图1-09 相对坐标系
如上图1.4.1-04所示,坐标系CS’(O’X’Y’Z’)的四要素若在CS下进行描述。则坐标系CS’称为CS的一相对坐标系。CS相对CS’称为绝对坐标系。反之CS则为CS’的相对坐标。
1.4.2法线的概念
1)矢量、向量、标量
矢量是与标量相对应的一个范畴,具体矢量的概念为:即有大小又有方向的量称之为矢量;只有大小没有方向的量称为标量,比如重量、长度;只有方向没有大小的量称之为向量,比如东、西、南、北。矢量可以用
??a,b...等,A为起点B为终点的矢量记单个带箭头的小写字母或两个带箭头的大写字母表示,如可以记作:
?????????为AB。矢量的模是指矢量的大小,记作|a|或|AB|。下面给出了一些与矢量相关的概念定义:
A) 单位矢量:模为1的矢量叫单位矢量。 B) 零矢量:模为0的矢量叫零矢量。
??a与b称为相等。 C) 矢量相等:模相
??D) 负矢量:与a的模相等,方向相反的矢量称为a的负矢量。
E) 自由矢量:与起点无关的矢量叫自由矢量。
图1.4.2-01 矢量的运算
矢量不仅有大小和方向,而且矢量之间还可以按照一定的规律进行运算,如上图1.4.2-01所示矢量的运算主要有:加减法(平行四边形法则,三角形法则)
????运算律:(1)交换律:a?b?b?a
??????(2)结合律:(a?b)?c?a?(b?c) ????加减法:a?b?a?(?b)
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2)法线
如果任一非零向量垂直于一平面,这个向量就叫做该平面的法线向量,简称法线。
法线的属性:1)法线无大小之分;2)法线有正负之分(朝外为正,朝里为负,里外依照人的常规观看方向为准如图1.4.2-02所示);3)法线没有位置之分,只要垂直于平面即可;4)法线是相对平面而言的(曲面无法线可言),决定了平面的方向;5)法线可与一基准点唯一确定一平面。
图1.4.2-02 平面法线正负示意图
1.5软件系统名词解释 1.5.1句柄
每一基铁塔中的构件都很多,少的有几百个,多的数以千万计,如何标识每一个构件对设计工作非常重要。对于不同的构件,LMA系统采用一个全局唯一的十六进制长整数来标识,并且不可修改的。如下图1.5.1-01所示。构件的句柄就如同我们的身份证一样,与实际构件是一一对应的。在LMA系统中以若干位数字或字母组合来构成,用户可以在构件属性对话框中查看构件的句柄。句柄的一个很重要的作用就是用来查找构件。 注意:构件句柄与构件编号是两个不同的概念,句柄相当于构件的身份识别码,而编号则为相同构件的代号,一基塔中同一编号的构件可能有几根,但每一根都有一个不同的句柄。
图1.5.1-01 构件句柄的显示
1.5.2系统中所用到的坐标系
1)系统对方向属性的描述
4
????对于方向属性的描述上如采取AB或
等进行描述的话,需要描述的语言过于繁琐,因此,在系统中采
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用以坐标原点(0,0,0)为起点A,给出另外一个点为终点B来描述别标注出来,直接给出B点的空间直角坐标的形式来描述
的方向。其中起点A(坐标原点)不特
的方向,比如(1,1,2)等。为内部运算方便,
将B点的坐标以单位矢量的形式给出,因此今后对方向的描述上我们称之为“矢量方向”,比如水平面的法线的矢量方向为(0,0,1)或(0,0,-1)等。
2)系统对面法线的定义
图1.5.2-01 角钢及螺栓法线的正方向
在LMA系统中,对于平面视图的展开,主要可通过展开平面时生成的矢量方向(平面的法线)来看,如从上往下看,则给出的矢量方向的Z坐标值为负值,比如(0,0,-1)。
对于系统中连接的角钢,由于角钢有两个肢,每个肢都可看做是一个平面,因此角钢肢的法线由系统统一规定都是由角钢肢的里皮指向外皮的直线代表其肢法线的正方向。如图1.5.2-01所示。对于系统中生成的螺栓,规定由螺栓的六角螺头指向安装螺母的螺尾代表其正方向。
3)全塔坐标系
全塔坐标系也称之为全塔的绝对坐标系,一个*.lma文件中,只有一个针对全塔来说不变的坐标系。
图1.5.2-02 全塔坐标系
全塔用户坐标系是进行铁塔设计的基础,只有坐标系确定,设计才能开始。在LMA系统中默认使用的是四角塔所组成的右手螺旋直角坐标系,如图1.5.2-02所示。
X轴位于铁塔前后对称面上,并且由电脑屏幕的左侧指向右侧代表其正方向;
Y轴位于塔身的左右对称面上,并且指向用户代表其正方向,而且X轴、Y轴两者均与地面平行(也就是O-xy平面代表水平面);
Z轴同重力方向一致,并且同铁塔的中心轴线重合。
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图1.5.2-03 【基准坐标系】对话框
用户坐标系的原点一般置于铁塔的最高点,并位于铁塔的中心轴线上。对于多接腿应采用同一坐标系,以免不必要的换算。
全塔坐标系默认情况下其基点坐标系如图1.5.2-03所示。用户可通过对某一轴线方向的参数修改,并利用【右手规则坐标系规范化】按钮进行直角坐标系之间的内部转换,从而到达整个坐标系的改变。注:一般情况下,不要对基准坐标系进行修改。
4)相对(装配、局部、随动)坐标系
在软件系统运行中,根据用户的操作简洁化的实际需要,除了全塔坐标系以外,还需要引入一些相对(局部、装配、随动)坐标系,下面就对这些引入的坐标系加以分析。
相对坐标系是一个很大的范畴,其中包括装配、局部、随动等情况。
装配坐标系:指构件在全塔中根据装配的位置,以自身为参照生成的构件工作坐标系。如图1.5.2-04所示。
图1.5.2-04 构件的装配坐标系
在此坐标系中,用户能对该构件的装配位置一目了然。对于构件平面来说,可以通过修改其【坐标系Z轴方向】,并点击【右手规则坐标系规范化】按钮来改变平面的方向。如将【坐标系Z轴方向】数值改为(0,0,1),并使用【右手规则坐标系规范化】按钮后,该构件平面就变得与地面平行了。
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局部坐标系:指在构件上局部修改其工作坐标系,从而达到设计目的。大多数用于构件编辑环境。具体操作为将构件发送到构件编辑器中,利用【坐标系】=》【构造工作坐标系】=》【选择工作原点】可重新定局部坐标系的原点位置;【选择X轴标定的】可定出局部坐标系中的X轴方向,Y轴由于与X轴垂直,则自动更改;Z轴与当前平面是垂直关系,因此不影响。如图1.5.2-05所示。这样的局部调整坐标系,可方便定位构件上螺栓及板的轮廓点。
图1.5.2-05 局部坐标系的定位命令
随动坐标系:指某构件位置等发生变化时,与之相关联的构件也随着发生相应的改变。比如角钢的位置及正负头发生改变,角钢肢上的螺栓也随之发生相应的更改,且螺栓在角钢上的定位尺寸不发生变化。如图1.5.2-06所示螺栓的装配位置定位参数。
图1.5.2-06 螺栓装配位置设计参数对话框
5)坐标系在实体构件中的应用
实体构件如角钢、槽钢、扁铁、钢管、圆钢、工字钢、钢板、法兰、花兰、拉线、拉线金具、螺栓、垫圈等,下面就常用的构件将其相对(装配、局部、随动)坐标系加以阐述。
A、角钢坐标系:角钢是角钢塔构造中的最重要的构件,是铁塔的骨架;同时角钢也是混合塔构造中至
关重要的组成元素。
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图1.5.2-07 角钢实体坐标系
角钢实体相对坐标系如上图1.5.2-07所示,也是右手螺旋直角坐标系。Z坐标轴正方向为楞线起始端点①指向楞线终止端点⑦。所有坐标轴均位于角钢外皮上。其中X轴所在的肢称为X肢,Y轴所在的肢称为Y肢。角钢的起始点可以根据角钢的始终节点的句柄来判断。有关角钢各肢的法线方向,用户可以在系统中通过查看角钢的属性来了解。一旦角钢起始点及X、Y肢的法线方向确定,那么这根角钢的位置便在三维实体模型空间中得到唯一的表示。对于角钢的实体坐标系,用户可以通过右手定则加以记忆。
右手定则:伸出右手,食指与拇指成90度,四指与手掌成90度,用手握住角钢背,大拇指指向角钢楞线终端。这时,手掌所在的肢为Y肢,四指所在的肢为X肢。
B、钢管坐标系:钢管坐标系也遵循右手定则的规律,Z坐标轴正方向为钢管的延伸方向(始端到终端
的方向),X坐标轴指向钢管的基准线,Y坐标轴根据直角坐标系自动计算出来。钢管坐标系位于钢管的中心轴线上。如图1.5.2-08所示。
图1.5.2-08 钢管实体坐标系
C、槽钢、扁铁坐标系:槽钢、扁铁坐标系也遵循右手定则的规律,Z坐标轴的正方向为该构件延伸(由
始端到终端)方向,X坐标轴与工作肢平面平行,Y坐标轴与工作肢平面垂直。如图1.5.2-09所示。
图1.5.2-09 扁铁、槽钢实体坐标系
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1.5.3对铁塔结构的认识
1)角钢结构塔的认识
角钢有两个肢,在角钢结构铁塔中,一般常用的角钢都是等肢角钢,即肢宽相等。此外,肢厚也是决定角钢形状的一个重要参数。角钢常用的材料的材质为Q235和Q345(16Mn),不过在最新的铁塔构造设计(比如高压、特高压线路)中也采用Q390、Q420、Q460等材质。角钢的内圆弧一般是由角钢肢宽决定的,在TMA中角钢内圆弧半径与切角切肢量有关系。根据《送电线路铁塔制图和构造规定》(97版)规定:构件切肢量的大小应视其位置而定,一般进入角钢圆弧内r/3及以下者可不切肢,进入角钢圆内r/3以上者应按切肢量定出尺寸。 角钢两肢上布螺栓孔时一般应布在一条直线上,这条线称为角钢肢的心线。心线到角钢外皮的距离称为心距或准距。标准单排心距一般在角钢肢宽一半的位置加以圆整,并考虑加工安装因素后综合确定的。此外,根据《送电线路铁塔制图和构造规定》(97版)规定:当主材为单角钢时,基础柱中心线应与主材1/2准线处重合。一般认为角钢1/2准线处即为其近似重心线。
角钢上的棱线很多,不同企业的称呼也有所不同,在LMA中一律称角钢两外皮相交棱线为外楞线,与此相应角钢两肢内侧面相交棱线为内楞线。由于外楞线在LMA中在很多地方用到,在LMA中将一般外楞线又简称为楞线,如没有特别指出,楞线即指角钢的外楞线。
在实际工程中,可能发生角钢与角钢,或者角钢与螺栓等构件之间的碰撞,为避免碰撞,有时采用对角钢进行切角、切背或切肢的处理。
切角是指将角钢某一肢上的一部分切去,一般位于角钢的某一端,如下图1.5.3-01所示。
图1.5.3-01 角钢切角示意图
切背与切角相比,参数B更大一些,以至于将角钢的背也切去了一部分,所切除的背的长度为C,如下图1.5.3-02所示。
图1.5.3-02角钢切肢示意图
切肢是指将角钢某一端的某一肢切将一部分,与切背相比,切肢只涉及到角钢的一个肢,并且是将某一肢的长度为a的部分全部切去,如下图1-16所示。
图1.5.3-03 角钢切空肢示意图
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2)钢管结构铁塔的认识
a)一般规定,钢管连接中与角钢连接的部分应采用角钢结构规定。 b)法兰用FX表示,F为法兰字符代号,注脚X表示法兰编号。 花兰用HX表示,H为花兰字符代号,注脚X表示花兰编号。 c)构件的编号应按如下表示方法:
d)钢管及圆钢应以其中轴线为准;节点设计应根据构件受力大小和特性,采用合适的连接形式,使节点满足设计强度、刚度及构造要求,并应紧凑;多根钢管杆件在节点处汇交时,应根据不同情况采取设置加劲和卡板等增强措施;钢管对接应采用法兰盘或轴线肋板式连接。
e)法兰盘与钢管应留焊缝间隙h,其值不宜小于钢管壁厚t,单不宜大于10mm;如图1.5.3-01所示。
图1.5.3-01法兰构造图
法兰内径与钢管外径予留间隙1~2mm便于焊接;法兰盘外边距不宜小于1.5d(d为螺栓直径),仅承受压力的构件不宜小于1.2d;位于节点附近的法兰盘,可用节点板代替法兰盘上相应的加劲板,同时法兰盘上分区螺栓应均匀布置,并便于扳手操作。
f)两钢管间隙应为10~15mm,位于下部的钢管应在管段设置刚性圈,刚性圈焊接在管端内壁;肋板数应为4~8,单个肋板上的螺栓每端不应少于3个,肋板厚度不应小于14mm,外贴板厚不应小于8mm。如图1.5.3-02所示。
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图1.5.3-02 肋板式连接
g)钢管端部的接头形式,如图1.5.3-03所示。
工字接头:用于补助材或较小受力材,螺栓数量应为2~3个,板厚不得小于6mm,见图1.5.3-03a)。 T形接头:一般用于受力斜材、腹材,螺栓数量应为3~6个,板厚不得小于8mm,见图1.5.3-03b)。
十字形接头:宜用于较大受力材,接头一端不得少于8个螺栓,接头板厚不得小于12mm,连接板厚不得小于8mm,见图1.5.3-03c)c。
a) b)
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c)
图1.5.3-03钢管端部接头
h)钢管构件有可能进水的顶端应设封头板,构件局部死角处应开排气孔,若为主要受力部位应采取适当补强措施。
第二章 软件操作的工作流程及规范
为了使用户在软件操作中避免走弯路,我们就软件操作的工作流程及规范加以总结,并归纳为识图、单线建模、连接参数化设计、数据资料的生成这么四个步骤,下面对每个步骤所要注意的事项给大家进行一一阐述。
2.1正确识图
在新接到一个放样任务时,首先应该对图纸进行认真的审核,比如关键尺寸、图纸是否有残缺、图纸有无变更说明等等。从而得到我们所想要的数据。
1)、了解整塔的构造
这一步操作的主要目的是为了用户在放样之初,对自己将要进行的工作的对象加以了解,尽量避免出现由于对图纸理解不透而造成放样数据的错误。我们可以通过查看单线总图、各段的结构图来实现。注意:在此操作中将此次放样所需的图纸资料整理出来,将多余的图纸可放在一边。
2)构件库的修改
角钢准据库的修改主要目的是为了保证在后面的设计中,全塔各角钢所走的准据与原图纸中的一致。可通过查看铁塔加工说明及各段角钢结构图得到。
3)特殊情况的构思
特殊情况包括构件的特殊连接、特殊的构造、角钢采用特殊心等情况。在查看图纸时对其做法加以构思,滤清自己的思路,避免在后面的工作中出现不必要的重复操作。
2.2单线建模
单线建模是此次任务能否正常完成的关键,因此需要特别留意。下面列出几个特别注意的事项,以便大家对自己工作结果正确性的把握。 1) 控制尺寸的正确性
对最为关键的控制尺寸进行检查,比如塔身正侧面开口尺寸、横担挂线尺寸等。 2) 先断杆件后连材
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对需要打断的杆件先在打断点的位置进行打断处理,然后给出各杆件的规格、材质、构件编号等信息,通过校核没问题后再进行下面的操作; 3) 采用合理的定点方式及连材对称方式
通过对图纸的认知,利用不同的命令得到想要的节点,然后进行连材。在连接塔材时需要注意连材的对称方式及构件在空间摆放方式的确定。 4) 特殊构件的处理
对于特殊构件,在单线连接的时候就加以处理,避免给后面的操作带来不便,比如角钢采用特殊的准据、塔身变坡口火曲线的下移等等。 5) 全塔到位(F7)、校核(构件号检查)、保存及另存为
此操作是经常性的操作,目的是为了保证当前操作的正常性。由于只是单线,因此在校核时只有构件号检查这一项,不过对结构的正确性还要通过别的措施来完成。
2.3连接参数化设计
在单线连接没问题后,方可进行连接参数化设计。在对杆件的参数化设计时,也存在着一定的顺序,我们将这些注意事项给大家罗列出来,以供参考。
1) 先做杆件的两头,后做中间的连接设计;
这么做的目的为了保证杆件中间构造不会因为杆件两头的位置发生变化而出现错误。 2)先主要,后次要;比如先考虑主材上的连接设计后考虑斜材及辅材上的连接设计。 3)先有板(无板的多孔连接)设计,后无板单螺栓连接设计;
4)优先考虑有火曲情况下的设计,比如先做横担与塔身连接的双面板,再做横担上的其它连接设计。 5)先做正侧面,后做展开面;
6)在连接参数化设计时,尽量考虑实体碰撞问题,比如螺栓间距、杆件正负头、角钢的空间切角切肢等。 7)全塔到位(F7)、校核、保存及另存为
全塔到位的目的保证杆件位置的正确性;保存及另存为目的是保证文件的安全性,避免停电等原因造成文件信息的丢失;校核的目的是保证操作的正确性,此时校核包括有:构件号检查、重复螺栓检测、角钢螺栓合法性校核、连接板螺栓边距校核、按段来进行实体碰撞检测等,这一步是经常性的操作。
8)胆大心细,认真看清图纸要求
敢于尝试多种设计技巧,找出每种技巧之间的优缺点;必须认真仔细的根据图纸设计要求进行操作。
2.4数据资料的生成
根据实际需求,用户可以生成各种数据资料。 1) 绘图前准备 2) 绘制工程蓝图;
3) 生成构件及螺栓的明细表(Excel、Acad)
4) 生成构件加工工艺卡、焊接示意图、1:1大样板 5) 生成各种数控机床的NC加工数据。
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第三章 正确识图
3.1铁塔图纸的组成
一基整套的铁塔图纸由铁塔单线总图及材料表、各段的结构图、图纸目录表、加工说明等几个部分组成。图纸的内容分为:
3.1.1总图
1)单线图以最高呼称高为基准,布置于总图的左边,由左向右按呼称高递减连续布置其它接退。塔身正侧面宽度不同或结构布置不同时,应分别绘制正侧面;
2)铁塔呼高、身高和接退高的表示方法如图3.1.1-01所示;
3)材料汇总表放在总图右上侧。统计汇总材料应按各段结构图和不同呼称高分别进行,并按类别(角钢、钢板、钢管、螺栓、脚钉、垫圈)。钢号(Q345、Q234)、规格(由大到小)顺序排列;
4)有关本塔特殊要求说明。
图3.1.1-01 单线总图
3.1.2结构图
1)结构图绘制以正面为主,上、下和侧面结构图,按展开法绘制,即上平面结构图采用俯视法,下平面结构图采用仰视法,右侧面结构图采用右侧视图法。长短腿结构的塔腿可只绘右侧结构部分;
2)各段结构图应绘制单线图,单线图比例1:100,并放在结构图的左上角,并标注上、下口宽、垂直高、准线差尺寸和段号,如图3.1.2-01所示;
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5.1.1节点板
节点板泛指所有以一个节点为定位基准而设计的连接板,并在命令执行的操作过程中分别定出杆件的正负头、螺栓的数量及位置,最后生成板的外形。
点击【输入】菜单中的【创建钢板】,并在其下拉菜单中选择【节点板】命令。
选择【节点板】命令后,根据系统命令行中的提示,选择此次需要设计的基准节点及基准定位杆件,随后根据当前节点板的类型中命令行中做出相应的选择,如图5.1.1-01所示。
图5.1.1-01 【节点板类型】对话框
节点板命令中包括:单面板、双面板、三面板和内部交叉板四个大类,其中三面板,实际上有四个面,只是其中一个面不连接任何塔材,本系统中称之为多余面。
选择了单面板设计后,用户可以根据系统提示选择一根通过基准节点的杆件作为节点板的装配定位杆件,然后选择该节点板基本面所连接的所有杆件,随后按回车或空格键确定。
注意:进行上面操作时,首先应保证所有被选杆件都与基准节点有连接关系,否则随后做的板有可能有误。
1)纯角钢设计
选择完毕后,系统首先弹出提示框提示用户“你需要端连接射线杆件吗?”,如下图5.1.1-02所示。如果有需要端连接的射线角钢请单击【是】按钮,并且单击需要端连接的射线角钢,如果没有端连接的射线角钢则单击【否】按钮。在LMA中,端连接是指射线角钢与基准角钢直接用螺栓连接在一起,一个用板连接的节点一般最多有两根端连接的角钢。
图5.1.1-02 【是否端连接】对话框
在上一步中选择完毕系统弹出【连接板设计】对话框,如下图5.1.1-03所示,输入连接板【材质】、【厚度】、【构件编号】和【段号】等设计信息。
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图5.1.1-03 【节点板设计】对话框
上面的【连接板设计】对话框在设计单面板、双面板、三面板时都会弹出,只是在设计单面板时与单面板设计无关的选项已经自动灰掉,该对话框的所有参数设定说明如下:
【射线角钢交接方式】:表示射线角钢单排准线与基准角钢的交接点位置,用户可选择预定准线、火曲线或偏移准线(火曲线或偏移准线只有在多面板设计时才有效)。 【火曲线由控制点定位】:此选项只有在进行多面板设计时才有效,表示火曲线是根据基准火曲角钢的两个端节点来定位(定位后有可能要对基准火曲角钢移动一个火曲间隙),否则是根据火曲基准角钢定位(不移动火曲基准角钢)。
【火曲间隙】:此编辑框用于设计多面板时输入火曲间隙值。 【偏移准线】:此编辑框用于设计多面板时输入偏移准线值。
【顶点干涉间隙】:在一根角钢存在负头时,角钢与角钢之间的顶点间隙。
【外形类别】:表示角钢用板连接时连接板外形尺寸的计算形式,其中包括了【定制外形】与【包络外形】两种形式,如下图5.1.1-04所示。
【包络外形】:是指系统自动根据角钢上生成的螺栓信息,利用螺栓边距的公切原理对连接板进行外形计算。此时连接板的尺寸是在满足连接板螺栓边距要求下所得到的最小尺寸,也是最省材料的。如下图5.1.1-04中(a)所示。
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(a) 包络外形 (b)定制外形
图5.1.1-04 钢板外形的选定
【定制外形】:是指连接板的外形尺寸是可由用户手工定制,如图5.1.1-04中(b)所示。当用户选择了“定制外形”,在随后对角钢螺栓的布置中,由角钢心线到楞线侧与肢翼侧的宽度数值对板的外形就起到作用了,如图5.1.1-05红线框选定位置所示。
图5.1.1-05【布置角钢螺栓】对话框
结合图5.1.1-04、05两图,可得知:
楞线侧宽度:是指P1到P2之间的距离; 肢翼侧宽度:是指P1到P3的距离; P2、P3为该连接板轮廓上的两个顶点。
在逐根角钢设计过程中,系统会报告用户当前射线角钢的设计结果,,用户可以在此时修改角钢的一些设计参数,如上图5.1.1-06所示。具体说明如下:
【角钢规格】:显示当前所设计的角钢的规格,不能修改。 【定位节点】:指当前设计的定位基准节点,不能修改。
【根据螺栓校正正负头】:指当前角钢的正负头的确定由该角钢此端头的螺栓位置来定。注意,选这项时,角钢的螺栓定位方式不能选择【角钢楞点定位】。
【正负头】:表示交点到角钢端头的尺寸,只有在角钢端头的设计才可给出。 【螺栓规格】:确定连接螺栓的类别。
【端距】:指首螺栓到角钢端头的距离,只有在【角钢楞点定位】方式定位角钢螺栓时起到作用。 【间距】:指两个相邻螺栓之间的距离。
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【外孔间隙】:指节点设计中,螺栓与构件间或构件间的距离,主要用于射线角钢的端连接设计。其数值可参照《DLGJ 136-1997 送点线路铁塔制图和构造规定》中相关内容。
【楞点法向偏移量】:指射线角钢针对基准角钢沿自身的工作肢的法线方向的偏移数值。
图5.1.1-06【布置角钢螺栓】对话框
【定位方式】:指螺栓生成的方式,具体分为:a)角钢楞点定位;b)节点在芯线上投影;c)节点在心线上平推;d)心线交点四种方式,如图5.1.1-07所示。
图5.1.1-07 角钢上螺栓的定位方式
a)角钢楞点定位:指螺栓由角钢的端头楞点位置来定位,其位置会随角钢的正负头的变动而发生变动,主要用于给负头的射线角钢端头螺栓的定位。
b)节点在心线上投影:指螺栓由定位节点在角钢肢心线上的投影点基来定位。
c)节点在心线上平推:指螺栓有定位节点在角钢肢心线上的平推基点来定位,此时有“平推面”的选择框可供用户修改平推面的法线,如下图5.1.1-08所示。
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图5.1.1-08 【输入平推面法线】对话框
d)心线交点:指螺栓的定位方式根据两根角钢的心线的交点来定位,此时“交叉角钢”按钮就会激活,用户可点击该按钮,然后到主界面按住键盘【Shift】选择所需的杆件,然后按【回车】确定,这样该角钢的句柄及准据将会自动填充,如图5.1.1-09所示,用户也可直接给出相应的信息。
图5.1.1-09心线交点的交叉角钢选择项
【螺栓排列方式】:单排螺栓连接时,用于控制角钢端头第一个螺栓的端距(例如:M20的螺栓选 ,
端距为30,选 端距则为60);双排螺栓连接时控制两排螺栓不同的排列方式。
【基点两侧对称布孔】:表示基准角钢上的螺栓孔是相对基准点对称进行布孔(选中)还是位于基准点一侧的单向布孔(不选中)。
【连接肢】:指当前需要生成螺栓的角钢工作肢。
【纵向方向】:指螺栓沿角钢的“始端->终端”的方向为其纵向方向的正方向,反之亦然。 【螺栓段号】:指螺栓数量统计时统计到那一段内。
【纵向方向偏移】、【肢翼方向偏移】:可对已生成的螺栓进行位置的修改。比如选中【已布置螺栓列表】中的某一个螺栓,然后修改其角钢长度方向(纵向)和角钢肢宽方向(肢翼方向)上的数值,然后点击“修改螺栓”按钮就可以确定了。
等各角钢上的螺栓等信息布置完毕后,按确定生成如图5.1.1-10所示的【连接板设计】对话框。
图5.1.1-10 【节点板设计】对话框
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