采用ANSYS建立由實(shí)體單元、殼單元、桿單元和管單元組成的海上風(fēng)力機(jī)高樁承臺(tái)混合模型。對(duì)極端工況下高樁混凝土承臺(tái)進(jìn)行有限元分析,得到承臺(tái)混凝土和鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布模型。通過對(duì)不同荷載組合下混凝土拉應(yīng)力超限區(qū)域分布對(duì)比得到海上高樁承臺(tái)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在風(fēng)力機(jī)荷載作用下的反應(yīng)特性。結(jié)果表明:樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)力主要受波流荷載影響,塔筒過渡段結(jié)構(gòu)應(yīng)力主要受風(fēng)力機(jī)荷載影響。高樁承臺(tái)基礎(chǔ)最易發(fā)生破壞結(jié)構(gòu)為混凝土承臺(tái),在風(fēng)力機(jī)荷載和波流荷載聯(lián)合作用下,混凝土承臺(tái)拉應(yīng)力超限區(qū)主要分布在法蘭盤受壓區(qū)混凝土和鋼管樁管壁處填芯混凝土。風(fēng)力機(jī)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的風(fēng)力機(jī)荷載使高樁承臺(tái)迎水面填芯混凝土處和與中心法蘭盤接觸處的混凝土拉應(yīng)力超限;在波流荷載作用下,該超限區(qū)中高樁承臺(tái)與風(fēng)力機(jī)塔筒連接處和迎水面填芯混凝土處的拉應(yīng)力超限區(qū)域減小。

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【部分圖文】：

圖1高樁承臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)

該高樁承臺(tái)主要由法蘭盤、錨桿、加勁肋等鋼結(jié)構(gòu)和混凝土平臺(tái)組成，承臺(tái)構(gòu)造如圖1所示。風(fēng)力機(jī)荷載主要通過過渡段與樁的連接件傳至樁基礎(chǔ)。風(fēng)力機(jī)塔筒與混凝土承臺(tái)采用高強(qiáng)螺栓和預(yù)應(yīng)力錨桿相連接，通過螺栓與螺栓之間的配筋，加強(qiáng)螺栓內(nèi)外混凝土的連接。該方案中高強(qiáng)螺栓對(duì)承臺(tái)有預(yù)壓效果，減少風(fēng)力機(jī)....

圖2塔筒過渡段錨栓連接示意圖

式中，kX、kZ——不同方向剛度系數(shù)，MPa;cX、cZ——不同方向阻尼系數(shù)；Es——土體彈性模量，MPa；βs——土體滯回阻尼；ω——激勵(lì)荷載的頻率，若為地震輸入則是輸入地震波卓越周期對(duì)應(yīng)的頻率；ρs——土體質(zhì)量密度；Vs——剪切波速；α0——無量綱頻率，α0=ωD/Vs。圖3....

圖4風(fēng)力機(jī)整體結(jié)構(gòu)和混凝土承臺(tái)有限元模型

承臺(tái)混凝土和鋼管樁填芯混凝土均采用實(shí)體單元SOLID65模擬；高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿采用桿單元LINK8模擬；承臺(tái)以下的樁采用管單元模擬，其中泥面以上采用PIPE59單元，泥面及泥面以下采用PIPE16單元；與承臺(tái)連接處的填充有混凝土的鋼管樁采用殼單元SHELL63模擬；風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪、機(jī)艙....

圖5材料應(yīng)力應(yīng)變曲線

鋼材本構(gòu)模型依據(jù)DNV-RP-C208規(guī)范[10]，如圖5b所示，圖中σprop、σyield、σult和σyield2分別為比例極限、屈服強(qiáng)度、強(qiáng)度極限、下屈服點(diǎn)屈服強(qiáng)度；εp＿y1、εp＿y2和εp＿ult分別為對(duì)應(yīng)于屈服強(qiáng)度、下屈服點(diǎn)、極限強(qiáng)度時(shí)的應(yīng)變；E、Ep1和Ep2為....

本文編號(hào)：3912527