海上风力机高桩承台基础反应特性研究

发布时间：2024-02-27 06:48

　　采用ANSYS建立由实体单元、壳单元、杆单元和管单元组成的海上风力机高桩承台混合模型。对极端工况下高桩混凝土承台进行有限元分析,得到承台混凝土和钢结构应力分布模型。通过对不同荷载组合下混凝土拉应力超限区域分布对比得到海上高桩承台基础结构在风力机荷载作用下的反应特性。结果表明:桩基础结构应力主要受波流荷载影响,塔筒过渡段结构应力主要受风力机荷载影响。高桩承台基础最易发生破坏结构为混凝土承台,在风力机荷载和波流荷载联合作用下,混凝土承台拉应力超限区主要分布在法兰盘受压区混凝土和钢管桩管壁处填芯混凝土。风力机上部结构产生的风力机荷载使高桩承台迎水面填芯混凝土处和与中心法兰盘接触处的混凝土拉应力超限;在波流荷载作用下,该超限区中高桩承台与风力机塔筒连接处和迎水面填芯混凝土处的拉应力超限区域减小。

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【部分图文】：

图1高桩承台结构参数

该高桩承台主要由法兰盘、锚杆、加劲肋等钢结构和混凝土平台组成，承台构造如图1所示。风力机荷载主要通过过渡段与桩的连接件传至桩基础。风力机塔筒与混凝土承台采用高强螺栓和预应力锚杆相连接，通过螺栓与螺栓之间的配筋，加强螺栓内外混凝土的连接。该方案中高强螺栓对承台有预压效果，减少风力机....

图2塔筒过渡段锚栓连接示意图

式中，kX、kZ——不同方向刚度系数，MPa;cX、cZ——不同方向阻尼系数；Es——土体弹性模量，MPa；βs——土体滞回阻尼；ω——激励荷载的频率，若为地震输入则是输入地震波卓越周期对应的频率；ρs——土体质量密度；Vs——剪切波速；α0——无量纲频率，α0=ωD/Vs。图3....

图4风力机整体结构和混凝土承台有限元模型

承台混凝土和钢管桩填芯混凝土均采用实体单元SOLID65模拟；高强预应力锚杆采用杆单元LINK8模拟；承台以下的桩采用管单元模拟，其中泥面以上采用PIPE59单元，泥面及泥面以下采用PIPE16单元；与承台连接处的填充有混凝土的钢管桩采用壳单元SHELL63模拟；风力机风轮、机舱....

图5材料应力应变曲线

钢材本构模型依据DNV-RP-C208规范[10]，如图5b所示，图中σprop、σyield、σult和σyield2分别为比例极限、屈服强度、强度极限、下屈服点屈服强度；εp＿y1、εp＿y2和εp＿ult分别为对应于屈服强度、下屈服点、极限强度时的应变；E、Ep1和Ep2为....

本文编号：3912527