研究表明,風在高度超過100米以上時波動性較小,發(fā)電質(zhì)量較好。傳統(tǒng)錐形單管塔筒結(jié)構(gòu)高度達到100米以上時,因其用鋼量大、加工運輸困難、經(jīng)濟性差、結(jié)構(gòu)可靠性低等缺陷,嚴重制約了風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。課題組前期對鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明格構(gòu)式鋼管混凝土風電塔架融合了混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,可靠性高,但其節(jié)點多采用相貫節(jié)點和管板節(jié)點,焊接質(zhì)量難以把控,且破環(huán)后較難修復�；诖�,本文提出了新的球-板型萬向包裹節(jié)點,并對采用新型節(jié)點的格構(gòu)式鋼管混凝土風電塔架平面模型進行受力性能試驗研究和有限元分析。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）初步確定格構(gòu)式鋼管混凝土三肢柱風電塔架原型尺寸,計算其風荷載、氣動推力和風機重力,并結(jié)合SAP2000進行內(nèi)力和位移分析。選取原型塔架的其中一榀,按相似理論求得的縮尺比例設計了兩組格構(gòu)式鋼管混凝土球-板型萬向包裹節(jié)點平面塔架試件,并進行了低周反復水平荷載試驗。利用Solidworks建立格構(gòu)式鋼管混凝土球-板型萬向包裹節(jié)點風電塔架平面模型,并導入ABAQUS對其進行了有限元數(shù)值模擬和參數(shù)拓展分析。通過試驗和有限元分析,研究腹桿-塔柱剛度比γ對塔架極限承載力、延性、... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學內(nèi)蒙古自治區(qū)

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

塔架截面選型設計

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-13-其中：A-機艙高度65mB-塔架高度62.4mC-轉(zhuǎn)子直徑64mD-風輪掃葉高度97mE-塔筒頂部直徑2.7mF-塔筒底部直徑4m圖2.1錐形單管塔筒圖2.2格構(gòu)式鋼管混凝土塔架本文設計的格構(gòu)式鋼管混凝土三肢柱風電塔架整個橫截面形式為正三角形。塔架高度與錐形單管塔筒的設計高度一致，取為62.4m。原錐形單管塔筒頂部寬度為2700mm，計算得到塔頂正三角形邊長為2340mm，如圖2.3所示。根據(jù)高聳結(jié)構(gòu)的設計經(jīng)驗，塔底正三角形邊長取塔架總高度的1/4~1/10[20]，今取1/7，即8.91m。塔柱鋼管選用Q235D普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，腹桿采用Q235D等邊單角鋼，塔柱核心混凝土及塔架基礎混凝土的設計強度等級均為C40。圖2.3塔頂示意圖因格構(gòu)式結(jié)構(gòu)可以進行分層設計，分段組裝，所以在拆裝和運輸方面格構(gòu)式鋼管混凝土風電塔架較傳統(tǒng)錐形單管塔筒有顯著優(yōu)勢。本文將格構(gòu)式鋼管混凝土三肢柱風電塔架分為13層，具體尺寸見圖2.4。

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-42-載端球柱剪切變形異常明顯，頂端橫腹桿與節(jié)點板連接處下側(cè)裂縫不斷擴張，頂層斜腹桿變形明顯。當反向位移增至3.25Δ時，下層非加載端側(cè)球柱下端出現(xiàn)裂縫，正向位移加載時，下層加載端側(cè)球柱開裂，頂層斜腹桿交點連接處出現(xiàn)裂縫，頂端橫腹桿與頂層斜腹桿邊緣可見明顯屈曲。當位移增至3.5Δ時，下層非加載端側(cè)球柱裂縫貫通，球柱斷裂，反向位移加載時，下層加載端側(cè)球柱也斷裂，頂層斜腹桿交點螺栓孔處裂縫貫通，試驗結(jié)束。圖3.9試件SJ-1破壞形態(tài)SJ-2破壞形態(tài)如圖3.10所示。試件SJ-2加載初期也以力控制的方式進行加載，試件各部分均處于彈性工作階段。當拉力荷載增至74.9kN時，上層球柱稍微變形，隨后塔柱屈服，此時頂部最大位移Δ約為19.9mm，隨后進入位移控制加載階段。當位移增至1.0Δ時，非加載端側(cè)球臺出現(xiàn)變形。當位移增至1.0Δ時，上層兩側(cè)側(cè)球柱變形明顯。當位移增至1.25Δ時，上層非加載端球柱下側(cè)開裂，在進行第二周次位移循環(huán)加載時，上層非加載端側(cè)球柱下側(cè)裂縫寬度增加至約1.5mm，反向位移加載時，上層加載端側(cè)球柱斷裂。當位移增至1.5Δ時，上層非加載端球柱裂縫不斷擴張直至

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]格構(gòu)式鋼管混凝土風電塔架萬向包裹式節(jié)點受力性能研究[D]. 孟春才.內(nèi)蒙古科技大學 2017
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本文編號：3572589