采用ANSYS建立由實體單元、殼單元、桿單元和管單元組成的海上風(fēng)力機高樁承臺混合模型。對極端工況下高樁混凝土承臺進(jìn)行有限元分析,得到承臺混凝土和鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布模型。通過對不同荷載組合下混凝土拉應(yīng)力超限區(qū)域分布對比得到海上高樁承臺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在風(fēng)力機荷載作用下的反應(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)力機荷載影響。高樁承臺基礎(chǔ)最易發(fā)生破壞結(jié)構(gòu)為混凝土承臺,在風(fēng)力機荷載和波流荷載聯(lián)合作用下,混凝土承臺拉應(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)力機上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的風(fēng)力機荷載使高樁承臺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)中高樁承臺與風(fēng)力機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高樁承臺結(jié)構(gòu)參數(shù)

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

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——激勵荷載的頻率，若為地震輸入則是輸入地震波卓越周期對應(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)力機整體結(jié)構(gòu)和混凝土承臺有限元模型

承臺混凝土和鋼管樁填芯混凝土均采用實體單元SOLID65模擬；高強預(yù)應(yīng)力錨桿采用桿單元LINK8模擬；承臺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)力機風(fēng)輪、機艙....

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、屈服強度、強度極限、下屈服點屈服強度；εp＿y1、εp＿y2和εp＿ult分別為對應(yīng)于屈服強度、下屈服點、極限強度時的應(yīng)變；E、Ep1和Ep2為....

本文編號：3912527