風機基礎環(huán)與混凝土粘結錨固性能研究.pdf

1、風能是我國可再生能源的重要組成部分。風能的發(fā)展離不開風電制造、設計、施工及運行管理技術的成熟。近年來風機事故頻繁發(fā)生，事故原因存在諸多的爭議。對風機基礎設計計算的研究發(fā)現(xiàn)，我國對風機基礎內(nèi)部受力機理的研究較為少，理論依據(jù)較為匱乏，規(guī)范中對風機基礎環(huán)的設計方法和錨固計算沒有明確的要求，造成了設計人員對風機基礎設計的不同理解和計算失誤，引起了由結構原因?qū)е碌娘L機事故。本文就某風機基礎破壞實例的事故原因及破壞過程進行了探討，提出了風機基礎設計

2、過程中可能存在的問題，并設計粘結應力分布試驗和粘結錨固共同作用試驗，結合風機基礎整體模型的有限元分析，對風機基礎環(huán)在混凝土中的粘結錨固機理進行了研究，對風機基礎設計工作提出了一些建議。
　　本文首先介紹了風力發(fā)電機的構成、風力發(fā)電機基礎設計過程和研究現(xiàn)狀，對風機事故的類型進行了總結。發(fā)現(xiàn)風機基礎破壞的原因種類繁多，但基本可以歸結為自然因素、設計理論缺陷，以及施工或使用過程中的處理不當幾個方面，提出了研究風機基礎受力機理的必要性。然

3、后對某風機基礎破壞實例的事故原因進行了探討分析，得出了基礎混凝土與基礎環(huán)的粘結不足和法蘭盤附近混凝土承載能力不足兩個主要原因。由于基礎環(huán)在混凝土中的粘結機理與鋼筋在混凝土中的粘結機理相似，同時又有其特殊性，提出可以借鑒鋼筋混凝土粘結理論進行研究。論文介紹了粘結性能分析理論和端部錨固性能分析理論，提出分段平均值法和解矩陣方程法兩種方法計算粘結應力分布，探討了基礎環(huán)壁的拉壓承載能力、基礎環(huán)下法蘭的彎剪承載能力、下法蘭處混凝土受壓承載能力和抗

4、沖切承載能力的計算方法。由于研究普遍認為纖維可以改善混凝土的抗裂性能和耐久性，纖維在風機基礎的大體積混凝土中已有所應用，因此論文對纖維混凝土進行了概述，提出考察纖維對基礎環(huán)與混凝土的粘結作用的利弊。通過粘結應力分布試驗和粘結錨固共同作用試驗對基礎環(huán)在混凝土中的粘結錨固機理進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，鋼管埋置深度會影響粘結應力分布區(qū)域的大小和曲線的形狀；荷載的變化會改變粘結應力峰值的位置；鋼管表面涂漆會使粘結性能降低；在混凝土中摻入纖維會使長管

5、試件的粘結性能下降，但對中管和短管試件的粘結性能稍有改善。風機基礎整體模型的有限元分析結果表明，在正常運行荷載作用下，風機基礎混凝土的整體應力和變形均較??；在極端荷載作用下，法蘭盤上側的混凝土存在較大的應力和變形，受力區(qū)域較為集中，而下側的混凝土應力分布區(qū)域較大，應力較小。法蘭盤下側的混凝土處于局部受壓應力狀態(tài)，承載能力高于上側的混凝土。我國風機基礎設計中的這些問題需要詳細深入的研究，在眾多的理論基礎上，修正設計規(guī)范的不足，改善風機基礎