風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)平面簡(jiǎn)化模型分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化.pdf

1、隨著對(duì)清潔能源的需求不斷加大，風(fēng)能作為一種綠色的可再生能源，蘊(yùn)量巨大，越來(lái)越得到各國(guó)的重視和開(kāi)發(fā)利用。近十年來(lái)，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電得到迅猛的發(fā)展，建設(shè)了大量的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，累積裝機(jī)量和新增裝機(jī)量均在世界前列，而且未來(lái)還要繼續(xù)進(jìn)行風(fēng)電建設(shè)。但是由于我國(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)起步晚，設(shè)計(jì)和施工各方面都還不成熟，沒(méi)有統(tǒng)一的理論和規(guī)范進(jìn)行指導(dǎo)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)破壞事故常有發(fā)生。為此，本文以陸上2MW重力式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為研究對(duì)象，提出了一種考慮非線性接觸的平面簡(jiǎn)化有限元分析

2、模型，重點(diǎn)研究了風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在風(fēng)荷載作用下的受力機(jī)理，取得了以下研究成果。
　　（1）針對(duì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)簡(jiǎn)化模型試驗(yàn)，建立了考慮鋼-混凝土非線性接觸的平面簡(jiǎn)化有限元分析模型。計(jì)算結(jié)果表明，通過(guò)合理的選擇接觸模型，簡(jiǎn)化分析模型能較好地模擬了試驗(yàn)中鋼與混凝土間的非線性接觸行為，為今后的理論研究和數(shù)值模擬提供有益的參考。
　?。?）以某風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為背景，由風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)簡(jiǎn)化試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱由斓娇紤]接觸問(wèn)題的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)整體平面模型。分析結(jié)果表明，該平面

3、模型能較好的反映風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)受力情況，與風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)普遍破壞形式基本吻合，為風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)分析和設(shè)計(jì)提供一種非常簡(jiǎn)便的方法。
　?。?）針對(duì)常規(guī)重力式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)普遍存在的應(yīng)力集中問(wèn)題，本文提出了一種變剛度的新型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)形式，即將基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)混凝土繼續(xù)向上澆筑0.6m左右。簡(jiǎn)化有限元分析模型計(jì)算結(jié)果表明，較傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，變剛度風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)能不僅能有效的降低混凝土受拉和受壓應(yīng)力，而且能控制風(fēng)機(jī)損傷的形成。通過(guò)改變風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)荷載、基礎(chǔ)環(huán)直徑和埋深等參數(shù)，

4、對(duì)變剛度新型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行分析，驗(yàn)證該方案的通用性及得到相應(yīng)的混凝土最佳新增高度。經(jīng)過(guò)分析和統(tǒng)計(jì)表明，除了當(dāng)荷載過(guò)小時(shí)該方案不能適用外，其他狀況都能對(duì)混凝土受力有較好的改良效果,建議該方案新增混凝土高度為0.6m左右。
　?。?）對(duì)于問(wèn)題風(fēng)機(jī)，本文提出一種加固方案，即在鋼筒外部新增一定高度的混凝土。分析表明，該加固方案能夠非常有效的降低混凝土的拉壓應(yīng)力，將混凝土應(yīng)力擴(kuò)散分別，而且便于施工并且能將前期產(chǎn)生的破壞進(jìn)行填補(bǔ)。混凝土新增最佳