基础环——混凝土梁板式风电基础结构受力特性计算与分析.pdf

2018年第8期
水电与新能源
第32卷
2018 Number 8
HYDROPOWER AND NEW ENERGY
ol,32
D)OI:10.13622/j.cnki.en42-1800/tv.1671-3354.2018.08.018
基础环一一混凝士梁板式风电基础结构
受力特性计算与分析
毕枫桐,裴元义,金飞
上海勘測设计研究院有限公司,上海200434)
摘要:在风电基础中,钢基础环式混凝土风机基础应用广泛,在设计和施工中需要注意基础环与混凝土之间的应力集中
问题。通过对某工程基础环式疑土风机基础进行 ANSYS T静力学仿真分析,明确了基础环与混凝土界面应力分布特
点,为优化设计与改进施工方法提供了重要依据。
关键词:风电基础;基础环;混凝士;界面;受力特性
中图分类号:TM614
文献标志码:A
文章编号:1671-3354(2018)08-0074-(05
Structural Stress Analysis of the Wind Turbine Foundation
of Steel Base Ring and Concrete Beam and Slab
Bl Fengtong, PEI Yuanyi, JIN Fei
(Shanghai Investigation, Design Research Institute Co, Ltd, Shanghai 200434, China)
Abstract In wind power plants, the wind turbine foundation of steel base ring and concrete beam and slab is commonly
adopted. However, the stress conc entralion occurred between the steel base ring and the concrete should be taken care
of in the design and construction of the foundation structure. Based on a practical wind turbine example, a static stress
analysis is carried out for the base ring type concrete foundation with ANSYS software. The stress distribution in the in
terface between the concrete and the steel base ring is determined. The results provide important reference for the design
optimization and construction improvement
Key words: wind Iurbine foundation; steel ring; concrete; interface; stress characteristics
风能是一种交全、清洁、绿色环保的可再生能源, ANSYS计算分析基础环与混凝土基础界面的受力
风力发电技术是多学科综合的一项新兴技术。在风电特性
工程施工中,风机塔筒与基础的连接形式将直接影响
风机运行的可靠性。
1工程概况
钢结构基础环式连接是基础与风机的主要连接形
工程位于山地丘陵地区,主要包括丘陵、藻木丛
式之一。混凝土基础内预埋圆形基础环,基础环与上古河道和山谷,属于典型的海陆交互相砂丘地貌。采
部连接塔筒的直径相同,通过底法兰将预埋的基础环用C40梁板式圆形钢筋混凝土基础,Q345B型钢结构
与上部结构连接起米。此类连接方式的问题主要在基础环,基底半径为9.6m,基础承台半径为4.0m,基
于,基础环直径较大,相对埋深较浅,基础环与混凝土础总高3.1m,8根梁按照45°间隔均匀分布,基础埋
接触界面的应力分布不够明确。因此,研究基础环深为2.8m。圆形基础环埋置于混凝土基础中,高出
与混凝土间应力分布问题对既有基础环连接风机基础基础承台0.6m,可为塔筒连接螺栓施工提供操作空
的后期运行维护意义重大。本文以某工程为例,通过间,基础环总高为3.7m
收稿日期:2018-05-22
作者简介:毕枫桐,男,助理工程师,从事结构工程、新能源风力发电工程设计方面的工作
万方数据
毕枫桐,等:基础环一一混凝土梁板式风电基础结构受力特性计算与分析
2018年8月
2 ANSYS有限元计算
基础肋梁
(宽1000,共8个
2.1有限元模型建立
塔筒门万回
梁)果础环梁
(宽600.1圈)
按结构实际尺寸建立 ANSYS有限元模型,混凝土
以及基础环分成规则面域导入 ANSYS界面2。单元
基础环
材料属性如表1所示。
基础环为壳单元,以四边形平面网格划分。混凝
土为实体单元,以六面体划分。基础环、混凝土相交处
1:3.5
做局部加密处理。
2.2荷载与约束定义
200风电机组地基基础设计规定》』。其中水平弯にR9
荷载设计偵如表2所示,分项系数参照FDO07ー
l:3.5
矩M,位于氅体坐标系x-z平面内,该水平弯矩M,为
最大主弯矩,因此整体坐标系下的xーz平面即为最大
主弯矩平面
图1梁板式基础平面图
19200
5600
8000
础环(示意)
原地画高程
19%(順坡排水
マ2
Z原地画高忍≥19%(顺蚊排水)
※回填土行方夯实
4545
回填士イ方夯实/
次十.石
方开挖线
C40钢筋混凝
c内
V0.
士0.0
C15素凝十垫层(厚100
底板(厚500)
一次上石方开挖线
600.600
5000
4000
4000
5000
600600
图2基础断面图
表1单元材料属性
4200
密度
弹性模量
单元对应材料
泊松比
a
Solid65钢筋混凝土25513.25×10
0.2
Shel8基础钢环
7850
2×10
0.3
445
C15索泥凝上垫层(厚100)
图3基础环示意图
图4基础实体网格划分
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