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承台群桩风力机基础沉降内力分析

太阳能学报 2015年第7期36卷 1664-1670页

作者：李早神华国华能源投资有限公司北京100007

介绍一种基于Winkler地基模型和剪切位移法的群桩沉降轴力简化分析方法。采用简化方法对风力机基础工程实例进行分析,并与沉降量实测数据进行对比。分析表明,该方法考虑了群桩效应以及土体的分层特性,计算较简便,且计算精度满足工程要求... 详细信息

介绍一种基于Winkler地基模型和剪切位移法的群桩沉降轴力简化分析方法。采用简化方法对风力机基础工程实例进行分析,并与沉降量实测数据进行对比。分析表明,该方法考虑了群桩效应以及土体的分层特性,计算较简便,且计算精度满足工程要求,在风力机基础竖向力学分析计算中得到较好应用。

关键词：群桩风力机基础沉降内力简化方法

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预制装配梁板式风力机基础整体性分析

太阳能学报 2023年第10期44卷 427-436页

作者：李征黄宜黄冬平马人乐何敏娟同济大学土木工程学院建筑工程系上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

该文以采用环向预应力连接方式的全预制装配式风力机基础为研究对象,通过理论推导和ABAQUS有限元模拟研究该类型基础的整体性。得出以下几点结论:(1)确定了预制件间最大相对滑移方向及位置;(2)推导出预制件间最大静摩擦力的计算方法,其... 详细信息

该文以采用环向预应力连接方式的全预制装配式风力机基础为研究对象,通过理论推导和ABAQUS有限元模拟研究该类型基础的整体性。得出以下几点结论:(1)确定了预制件间最大相对滑移方向及位置;(2)推导出预制件间最大静摩擦力的计算方法,其中地基反力的分布形式直接影响最大静摩擦力的计算;(3)提出相对刚度比的概念,基础整体刚度随相对刚度比的增大而增大;(4)在正压力足够大时,预制件间的摩擦力与弯矩呈线性关系;(5)环向预应力能够有效地减小预制件间的相对滑移,提高基础的整体性。

关键词：预制结构结构整体性扩展基础风力机基础环向预应力地基反力分布

基础环式风力机基础在线监测与损伤评估方法研究

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太阳能学报 2023年第1期44卷 265-272页

作者：吕伟荣赵思钛姚帅付秋云姜皓云戚菁菁湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 湖南科技大学机械工程学院湘潭411201 哈电风能有限公司湘潭411201

针对风力机运行及基础环式基础风致疲劳损伤特点,提出“上下联动,动静结合”的在线监测和损伤评估方案,即基于基础环水平度测量结果确定线性差分式位移传感器(LVDT)位移计安装位置,并将实时采集的位移信号接入风力机数据采集与监控(SCA... 详细信息

针对风力机运行及基础环式基础风致疲劳损伤特点,提出“上下联动,动静结合”的在线监测和损伤评估方案,即基于基础环水平度测量结果确定线性差分式位移传感器(LVDT)位移计安装位置,并将实时采集的位移信号接入风力机数据采集与监控(SCADA)系统,可实现与上部机组参数同步采集、分析与损伤评估。现场监测结果表明,风力机在启停机、偏航、高中低速运行平稳段等常见工况下轮毂转速与基础环水平度的相关系数均为0.8及以上,为极强相关,故可将轮毂转速视为基础所受的“等效荷载”;通过绘制启机工况下的轮毂转速n-基础环位移Δ曲线,确定临界轮毂转速下限nd和上限nu以及斜率k等曲线参数,可评估风力机基础疲劳损伤程度;通过绘制机头方位角θ-基础环最大水平度Δmax曲线,可确定下法兰周边混凝土磨损性空腔分布区域及大小,为后期基础注浆提供明确的加固位置。

关键词：基础环风力机基础监测轮毂转速水平度

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离岸风力机不同基础形式淘刷范围影响之研究

离岸风力机不同基础形式淘刷范围影响之研究

陆上风力机圆形扩展基础基底反力及冲切特性研究

第十八届中国海洋（岸）工程学术讨论会

作者：王星宇江允智方惠民温志中台湾海洋大学

随着各界对于能源需求的增加及对环境保护的要求日殷,如何兼顾能源需求及生态保护已是目前倡议之问题。因此,能源供给从原本化石燃料及核能转而寻求绿色替代能源,海上风力能的开发或可为台湾现阶段替代能源。海上离岸风田的开发乃着眼... 详细信息

随着各界对于能源需求的增加及对环境保护的要求日殷,如何兼顾能源需求及生态保护已是目前倡议之问题。因此,能源供给从原本化石燃料及核能转而寻求绿色替代能源,海上风力能的开发或可为台湾现阶段替代能源。海上离岸风田的开发乃着眼于对环境生态的干扰,基于为更有效应用风能,风力机设置亦也由陆地推向离岸海域。惟离岸风力发电机组布设于海上时,可能造成标的海域附近波、流场变化及海岸地形变迁等问题,且离岸风力机基础处于波浪及海流作用,无可避免将造成海床淘刷使基桩埋置深度减少、造成桩基础承载力降低,增加侧向变形量等问题。本研究为探讨离岸风力机基础周边受海气象条件作用可能造成的影响,拟搜集研究场域环境背景资料,计算不同水深条件、不同基础型式条件下可能的淘刷范围。汇整计算结果并分析不同风力机基础型式受影响之程度及范围,提供海上离岸风力发电工程建设之参酌。

关键词：风能离岸海域风力机基础基础淘刷

来源： cnki会议评论

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太阳能学报 2015年第5期36卷 1130-1135页

作者：刘梅梅杨敏王海军天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

采用理论推导和三维有限元计算相结合的方法,研究圆形扩展基础在极限荷载条件下基础与地基间相互作用的变化规律以及地基变形模量、泊松比、内摩擦角等主要因素对基底反力的影响。通过研究提出刚、柔性圆形扩展基础基底反力计算公式和... 详细信息

采用理论推导和三维有限元计算相结合的方法,研究圆形扩展基础在极限荷载条件下基础与地基间相互作用的变化规律以及地基变形模量、泊松比、内摩擦角等主要因素对基底反力的影响。通过研究提出刚、柔性圆形扩展基础基底反力计算公式和基础环下翼缘结构冲切承载力的简化计算模型,为陆上风力机基础结构优化设计提供支持。

关键词：风力机基础圆形扩展基础基底反力冲切

含UHPC薄层的新型栓钉组合剪力键抗拔性能试验研究

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建筑结构 2023年第5期53卷 141-147页

作者：吕伟荣马慧心卢倍嵘周卿祺赵思钛刘福财戚菁菁湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 广东盖特奇新材料科技有限公司清远511600

基于超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,简称为UHPC)良好的受力性能,提出了一种由钢板-UHPC薄层-普通混凝土叠合而成的新型栓钉组合剪力键,用于增强基础环式风力机基础中基础环与混凝土间的界面抗拔能力。通过对1:3缩尺... 详细信息

基于超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,简称为UHPC)良好的受力性能,提出了一种由钢板-UHPC薄层-普通混凝土叠合而成的新型栓钉组合剪力键,用于增强基础环式风力机基础中基础环与混凝土间的界面抗拔能力。通过对1:3缩尺模型进行了3组共9个静力拔出试验,研究了UHPC薄层厚度对新型栓钉组合剪力键的荷载-滑移曲线、破坏形态及极限承载能力的影响。结果表明,整个受力过程可经历4个阶段,即界面间摩擦传力弹性阶段、栓钉受剪弹性和弹塑性阶段、混凝土受拉破坏阶段。UHPC薄层的加入,栓钉不仅在钢板与UHPC薄层界面(简称第一界面)即栓钉根部出现了塑性,同时在UHPC薄层-普通混凝土交界面(简称第二界面)上亦出现了明显的塑性,使得新型栓钉组合剪力键抗剪刚度及承载力均较普通栓钉剪力键有显著提高。同时栓钉根部剪应力峰值明显降低,有效提高了剪力键的抗拔性能。基于试验结果,提出了基于双界面栓钉屈服的新型栓钉组合剪力键抗拔承载力计算公式。对比结果表明,该公式能较好反映UHPC薄层厚度对承载力的贡献。

关键词： UHPC薄层栓钉风力机基础组合剪力键拔出试验

沿海地区风电场预应力锚栓基础受力特性有限元研究

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武汉大学学报（工学版） 2018年第A1期51卷 149-156页

作者：王泽国卢红前吉春明彭秀芳中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司江苏南京211102

采用ABAQUS软件对某沿海地区风电场预应力锚栓式风力机基础进行整体三维建模,通过输入极端工况荷载并施加预应力,对基础各部分进行力学性能分析.结果表明:塔架底法兰在锚栓孔附近出现了应力集中,应力已接近钢材屈服强度,呈带环状分布;... 详细信息

采用ABAQUS软件对某沿海地区风电场预应力锚栓式风力机基础进行整体三维建模,通过输入极端工况荷载并施加预应力,对基础各部分进行力学性能分析.结果表明:塔架底法兰在锚栓孔附近出现了应力集中,应力已接近钢材屈服强度,呈带环状分布;上锚板在锚栓预应力施加后,内外边缘均受压,仅施加极端荷载对上锚板内外边缘应力影响可忽略不计;高强灌浆料的应力分布与上锚板相似;下锚板整体应力分布较均匀;锚栓在预应力之后施加极端工况荷载,对应力和位移影响较小;基础顶部最大应力大于C40混凝土抗压强度设计值,需配置局部受压钢筋.

关键词：风电场预应力锚栓风力机基础三维模型高强灌浆料

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群钉剪力连接件抗拔性能及设计方法研究

群钉剪力连接件抗拔性能及设计方法研究

作者：王奕博湖南科技大学

学位级别：硕士

风力发电作为一种低碳无污染的可持续发展能源,近年来在我国得到迅速发展。但随着风力机功率和塔筒高度的逐年上升,传统基础环式风力机基础已无法满足上部机组荷载要求,常出现基础环周边混凝土的压溃、冒浆及塔架倾斜等风致破损。为此,... 详细信息

风力发电作为一种低碳无污染的可持续发展能源,近年来在我国得到迅速发展。但随着风力机功率和塔筒高度的逐年上升,传统基础环式风力机基础已无法满足上部机组荷载要求,常出现基础环周边混凝土的压溃、冒浆及塔架倾斜等风致破损。为此,在预埋基础环内外壁上焊接栓钉,形成钢-混凝土组合结构,能显著提高基础环式风力机基础的界面抗剪和抗疲劳性能,并在实际工程中取得了良好的效果。作为一种新型风力机基础,目前工程中主要根据经验对群钉剪力连接件栓钉间距和配筋进行设计,缺乏一定的理论基础。为此,本文结合钢-混凝土组合结构推出试验的破坏形态和承载力计算方法,提出了基于栓钉剪断破坏的群钉剪力连接件栓钉最小间距与抗拔核心区钢筋的设计方法,并通过计算设计和开展了1:3缩尺群钉剪力连接件的拉拔试验,并基于试验结果开展了相关有限元模拟验证和参数分析,取得了以下主要研究成果:(1)基于文献研究成果和群钉剪力连接件抗拔受力特征,提出了群钉剪力连接件拉拔受力状态下可能出现混凝土全截面受拉破坏、栓钉间混凝土斜截面破坏以及栓钉剪断3种破坏形态,其中尤以栓钉剪断破坏时,群钉剪力连接件的抗拔刚度、承载力和变形能力为最优。(2)基于群钉剪力连接件的拉拔受力分析模型,提出了抗拔核心区钢筋设计方法(2-2),以避免混凝土全截面受拉破坏;基于栓钉根部剪切传力机理,建立群钉剪力连接件栓钉最小间距计算公式(2-7),以抑制栓钉间混凝土斜裂缝的开展。综合以上设计计算方法,建立了基于栓钉剪断破坏的群钉剪力连接件设计方法,可供实际工程参考。(3)根据2MW新型基础环式风力机基础设计原型,选取最不利受力单元,依据公式(2-2)、(2-7),设计了4组不同栓钉间距的群钉剪力连接件拉拔试验。试验结果表明,满足抗拔核心区配筋条件下的四组试验均未出现混凝土的全截面受拉破坏。其次是尽管实际混凝土强度仅为C25(未达到C40的设计要求),四组拉拔试验均不同程度的出现了底部栓钉屈服,栓钉间距大于最小间距设计值的甚至发生栓钉剪断,表明本文提出的(2-2)、(2-7)设计公式可实现栓钉剪断破坏形态的出现,确保群钉剪力连接件抗拔承载力和变形能力的充分发挥。根据本文提出的(2-2)、(2-7)设计公式,运用ABAQUS有限元软件,分别建立了4个不同栓钉间距和二组不同混凝土强度等级(分别为C25、C40),共计8个群钉剪力连接件拉拔试验的有限元分析模型,对不同间距下群钉剪力件的混凝土、栓钉、钢筋与钢板的应力应变、试件破坏形态进行详细对比。研究结果表明,相比核心区外的纵筋,核心区内纵筋能很好的抑制混凝土横截面开裂,提高试件的抗拔承载力与延性,且满足最小栓钉间距的设计能确保拉拔试件发生栓钉剪断破坏,确保了栓钉抗剪承载力的充分发挥。

关键词：风力机基础剪力连接件栓钉群栓钉间距拉拔试验

同方学位论文库评论

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基础环式基础连接旋转刚度的退化规律研究

水力发电 2024年第6期50卷 97-103页

作者：李建平刘哲锋长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

基础环式重力基础损伤降低了基础环与基础混凝土的锚固性,因此导致风力机在运行过程中基础环发生较大倾斜,影响风力机的电力安全生产。通过两台风力机的监测试验发现,两台风力机的基础连接旋转刚度存在较大差异。为了解不同损伤程度基... 详细信息

基础环式重力基础损伤降低了基础环与基础混凝土的锚固性,因此导致风力机在运行过程中基础环发生较大倾斜,影响风力机的电力安全生产。通过两台风力机的监测试验发现,两台风力机的基础连接旋转刚度存在较大差异。为了解不同损伤程度基础对基础连接旋转刚度的影响,基于ABAQUS建立2.0 MW风力机基础有限元无损伤基础和13种损伤基础模型,计算得到不同损伤程度风力机基础的连接旋转刚度。结果表明:基础环式基础连接旋转刚度随着下法兰混凝土空腔的增大而降低,基础环与混凝土贯穿裂缝基础的基础连接旋转刚度为初始刚度的76.4%,下法兰15°空腔基础的基础连接旋转刚度为初始刚度的52.1%,空腔角度在0°~15°和30°~75°范围对基础连接旋转刚度的衰减程度较大。根据基础损伤对基础环式基础连接旋转刚度的影响规律,提出一种风力机基础稳定性的评价方法。该方法以风力机装配完毕后的基础连接旋转刚度作为初始基础连接旋转刚度,为后期基础环式风力机基础连接旋转刚度提供对比依据。

关键词：风力机基础基础损伤基础连接旋转刚度主风方向有限元模型