一種新型離岸風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的分析與應(yīng)用.pdf

1、作為一種新型能源，海上風(fēng)電具有無(wú)污染、可再生等優(yōu)點(diǎn)，可是海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的建造費(fèi)用高（超過(guò)整機(jī)建造費(fèi)用的三分之一），施工難度大等不利因素限制了我國(guó)海上風(fēng)電的發(fā)展。本文在考慮了海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性、安全性的情況下，對(duì)一種帶有混凝土夾層結(jié)構(gòu)的離岸風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在環(huán)境載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行分析。主要內(nèi)容如下：
　　1.確定主要環(huán)境荷載的計(jì)算方法及理論，對(duì)不同工況下的風(fēng)載荷、波浪載荷進(jìn)行計(jì)算與時(shí)域模擬?；谥C波疊加理論計(jì)算輪轂處隨時(shí)間

2、變化的自然風(fēng)速，利用葉素-動(dòng)量理論（BEM）得到風(fēng)載荷時(shí)程曲線；基于隨機(jī)海浪理論得到波面升高時(shí)程曲線，利用莫里森方程得到波浪載荷時(shí)程曲線。依據(jù)API相關(guān)規(guī)范，選取p-y曲線法模擬風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的邊界條件，可較為準(zhǔn)確地描述樁土之間的非線性作用。
　　2．介紹混凝土夾層結(jié)構(gòu)的材料屬性和基本結(jié)構(gòu)及其性能，然后通過(guò)統(tǒng)一強(qiáng)度理論計(jì)算這種混凝土夾層結(jié)構(gòu)的極限承載力，驗(yàn)證其是否能承受風(fēng)機(jī)的重力載荷。通過(guò)對(duì)比模擬混凝土夾層結(jié)構(gòu)的三種不同的有限元模型

3、，來(lái)確定最合適的模型。
　　3.將新型離岸風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與普通三樁腿風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)從經(jīng)濟(jì)性、安全性、穩(wěn)定性方面進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明新型離岸風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)可通過(guò)減少用鋼量來(lái)節(jié)省成本；運(yùn)用大型非線性有限元分析軟件 ANSYS分別建立新型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和普通三樁腿風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)有限元模型，對(duì)兩個(gè)模型施加載荷，進(jìn)行靜力分析，結(jié)果表明在相同環(huán)境載荷作用下，從構(gòu)件的屈服強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面來(lái)看，兩種風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)均滿足材料的屈服、屈曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，且新型海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)