【摘要】：風(fēng)能是一種可再生的清潔能源,分布廣泛、有足夠的開發(fā)空間,隨著陸地風(fēng)能的有效利用,許多沿海國家已開始重點發(fā)展海上風(fēng)電。海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)是整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),設(shè)計出比較經(jīng)濟(jì)安全的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對發(fā)展海上風(fēng)電有重大意義。本文基于特定海域、給定裝機(jī)容量3.0MW和風(fēng)機(jī)輪轂高度,開展單立柱三樁結(jié)構(gòu)樁土相互作用分析、結(jié)構(gòu)截面優(yōu)化及參數(shù)敏感性分析三方面的研究。主要完成的研究內(nèi)容包括以下方面:(1)對比分析考慮樁土相互作用的P-Y曲線法和不考慮樁-土相互作用6D等效樁長法,利用有限元軟件ANSYS分別建立6D等效模型(6D模型)和P-Y曲線模型(P-Y模型),并進(jìn)行模態(tài)分析和靜強(qiáng)度分析,對比分析結(jié)果表明兩種模型計算結(jié)果差異很小,同時驗證了在本特定海域6D等效樁長法與P-Y曲線法的一致性和可行性。(2)在靜力分析的基礎(chǔ)上,對單立柱三樁結(jié)構(gòu)的樁中心距進(jìn)行優(yōu)化布置,確定出合理的樁中心距。以強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性為約束條件,以結(jié)構(gòu)總的重量為目標(biāo),分別采用6D模型和P-Y模型對結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化,采用6D模型和P-Y模型優(yōu)化后總用鋼量分別減少22.9%和29.1%,相比而言,P-Y模型優(yōu)化效果更好,但對個別構(gòu)件的優(yōu)化有較大差異,主要出現(xiàn)在塔筒、中間立柱和樁腿部位,6D模型中塔筒和中間立柱的直徑和壁厚優(yōu)化明顯,P-Y模型中樁腿的優(yōu)化比較明顯。(3)為了考察影響單立柱三樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù),進(jìn)行了單立柱三樁結(jié)構(gòu)的參數(shù)敏感性分析,計算結(jié)果表明:風(fēng)機(jī)荷載對單立柱三樁結(jié)構(gòu)塔頂位移和結(jié)構(gòu)最大等效應(yīng)力最為敏感;塔頂位移的最大敏感性參數(shù)是立柱和塔筒底端外徑;套筒最大應(yīng)力的最大敏感性參數(shù)為構(gòu)件自身的外徑;樁腿最大應(yīng)力的最大敏感參數(shù)是與其連接的套筒的外徑;結(jié)構(gòu)頻率最大敏感參數(shù)是中間立柱外徑和塔筒底端外徑。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU473.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2448994