發(fā)布時(shí)間：2019-06-04 23:46

【摘要】：隨著風(fēng)電的迅速發(fā)展,單機(jī)容量的不斷增加,就需要塔架擁有更大的強(qiáng)度、剛度和高度,導(dǎo)致傳統(tǒng)的鋼錐管塔架鋼材用量激增,大大增加了制作和安裝費(fèi)用。故針對(duì)多兆瓦風(fēng)電機(jī)組,預(yù)應(yīng)力混凝土風(fēng)電塔架在近年來(lái)受到廣泛的關(guān)注和研究。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)5MW正八邊形預(yù)應(yīng)力混凝土風(fēng)電塔架進(jìn)行模型試驗(yàn)研究,測(cè)試塔架的受力承載性能和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。并建立了塔架的靜、動(dòng)力分析有限元模型,通過(guò)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了模型的可靠性。然后采用驗(yàn)證模型分析了塔架在不同設(shè)計(jì)工況下的反應(yīng),分析結(jié)果表明該塔架能夠滿足相關(guān)規(guī)范的要求。最后通過(guò)與傳統(tǒng)鋼錐管塔架、圓形混凝土風(fēng)電塔架的綜合性能對(duì)比,表明該混凝土風(fēng)電塔架比傳統(tǒng)的鋼塔架和圓形混凝土塔架具有一定的優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上,本文考慮土與結(jié)構(gòu)相互作用,對(duì)風(fēng)電塔架進(jìn)行地震作用力分析。主要研究了:振型分解法和時(shí)程分析法所得水平地震力和傾覆彎矩的對(duì)比分析;預(yù)應(yīng)力混凝土塔架和鋼塔架的水平地震力和傾覆彎矩對(duì)比分析;水平地震作用下和水平豎向地震同時(shí)作用下的預(yù)應(yīng)力混凝土塔架的水平豎向地震力和傾覆彎矩的對(duì)比分析;分析了土與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土塔架地震作用力的影響。研究結(jié)果表明:振型分解法所得出基底傾覆彎矩大于時(shí)程分析法所計(jì)算的;在進(jìn)行混凝土塔架設(shè)計(jì)時(shí),其抗震分析不能忽略;施加豎向地震作用對(duì)塔架的豎向承載力影響很大;土與結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)分析地震作用分析影響很大,所以在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)要考慮結(jié)構(gòu)地基土的剛度阻尼系數(shù)。
[Abstract]:With the rapid development of wind power and the continuous increase of single machine capacity, it is necessary for the tower to have greater strength, stiffness and height, which leads to the surge of steel consumption in the traditional steel conical pipe tower, which greatly increases the cost of manufacture and installation. Therefore, prestressed concrete wind power tower has received extensive attention and research in recent years for multi-megawatt wind turbine. In this paper, on the basis of previous research results, the model test of 5MW octagonal prestressed concrete wind power tower is carried out, and the bearing capacity and structural dynamic characteristics of the tower are tested. The finite element model of static and dynamic analysis of tower is established, and the reliability of the model is verified by comparing with the test data. Then the reaction of the tower under different design conditions is analyzed by using the verification model. The analysis results show that the tower can meet the requirements of the relevant specifications. Finally, the comprehensive performance of the concrete wind power tower is compared with that of the traditional steel cone tower and circular concrete wind power tower, which shows that the concrete wind power tower has certain advantages over the traditional steel tower and circular concrete tower. On this basis, the seismic force of wind power tower is analyzed by considering the interaction between soil and structure. This paper mainly studies the comparative analysis of horizontal seismic force and overturning moment obtained by mode decomposition method and time history analysis method, horizontal seismic force and overturning moment of prestressed concrete tower and steel tower, and the comparative analysis of horizontal seismic force and overturning moment of prestressed concrete tower and steel tower. The horizontal vertical seismic force and overturning moment of prestressed concrete tower under horizontal earthquake and horizontal vertical earthquake are compared and analyzed, and the influence of soil-structure interaction on seismic force of prestressed concrete tower is analyzed. The results show that the overturning moment of the foundation obtained by the mode decomposition method is larger than that calculated by the time history analysis method; the seismic analysis of the concrete tower can not be ignored in the design of the concrete tower; the vertical seismic action has a great influence on the vertical bearing capacity of the tower; The interaction between soil and structure has a great influence on the analysis of seismic action, so the stiffness and damping coefficient of structural foundation soil should be considered in seismic design.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU378;TU317

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本文編號(hào)：2493089