海上風(fēng)電灌漿連接段軸向承載力提高研究.pdf

1、由于地球陸地資源的日益緊張，越來(lái)越多的人開(kāi)始發(fā)展海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)項(xiàng)目而且隨著歐洲海上風(fēng)電的成功運(yùn)行，這種節(jié)能環(huán)保的能源利用在國(guó)內(nèi)也越來(lái)越廣泛。在海上風(fēng)電基礎(chǔ)中，灌漿連接段起著重要的過(guò)渡作用，將上部結(jié)構(gòu)的力安全有效的傳遞到海底基礎(chǔ)中。其具有耐腐蝕、高承載力、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，除應(yīng)用于海上風(fēng)電基礎(chǔ)的連接外，現(xiàn)可擴(kuò)展應(yīng)用于海上平臺(tái)鋼管的修復(fù)和建筑鋼結(jié)構(gòu)的連接等工程中。同時(shí)面臨越來(lái)越大規(guī)模的海上風(fēng)電發(fā)展，基礎(chǔ)帶來(lái)的巨大成本也引起了人們的重視。灌漿連接

2、段作為基礎(chǔ)的重要連接部分也需要不斷的改進(jìn)。本文利用有限元分析軟件ANSYS和試驗(yàn)分析灌漿連接段的剪力鍵形狀、尺寸、灌漿連接段長(zhǎng)度、錐形形式等對(duì)灌漿連接段軸向承載力的影響，為實(shí)際工程中灌漿連接段更高效、經(jīng)濟(jì)的發(fā)揮作用提供參考。
　　本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　1.介紹了灌漿連接段的軸對(duì)稱有限元模型以及實(shí)體有限元模型建立的方法和原理。分別用面面接觸單元來(lái)模擬灌漿料與內(nèi)外鋼管的接觸，當(dāng)模型和荷載軸對(duì)稱的時(shí)候采用軸對(duì)稱簡(jiǎn)化處理，可

3、縮短計(jì)算時(shí)間、提高計(jì)算效率。
　　2.利用ANSYS對(duì)三種常見(jiàn)不同剪力鍵形狀（矩形、三角形、半圓形）的灌漿連接段進(jìn)行分析，比較剪力鍵形狀對(duì)灌漿連接段的軸向承載力影響。分析表明半圓形更易在端部剪力鍵處造成應(yīng)力集中，矩形和三角形相差不大。剪力鍵的尺寸影響灌漿連接段的軸向承載力，研究表明剪力鍵的高度20mm、寬度40mm時(shí)，灌漿連接段受力較優(yōu)。
　　3.通過(guò)軸壓試驗(yàn)對(duì)剪力鍵的存在與否、灌漿連接段的長(zhǎng)度、錐形灌漿連接段設(shè)計(jì)進(jìn)行軸向承

4、載力分析比較及針對(duì)最終破壞情況提出建議。試驗(yàn)表明無(wú)剪力鍵的灌漿連接段主要依靠灌漿料與鋼管之間的粘結(jié)摩擦力承載，破壞突然，建議采用表面噴砂等措施;帶剪力鍵的灌漿連接中灌漿連接段長(zhǎng)度能有效的減少相同荷載作用下的位移，提高承載力，破壞時(shí)易在灌漿連接段的兩端剪力鍵處造成應(yīng)力集中，建議加強(qiáng)灌漿連接段兩端;錐形灌漿連接段的設(shè)計(jì)在承載力較大時(shí)優(yōu)于圓柱形灌漿連接段，破壞時(shí)容易在錐形過(guò)渡段造成應(yīng)力集中，建議采用分段設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)平緩過(guò)渡。
　　4.對(duì)單