本文關鍵詞：風機獨立基礎設計方法的不同規(guī)范對比分析和優(yōu)化

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【摘要】：近年來風力發(fā)電作為一種新的清潔能源在國家的大力扶持下得到快速的發(fā)展。由于施工相對簡單,風機大多采用獨立基礎。目前實際工程中的風機獨立基礎的設計均偏于保守,基礎在風機建設中的花費所占的比例不小,因此,作為風機發(fā)電投資的重要組成部分,對風機獨立基礎的設計方法進行研究是很有必要的。本文主要對盛行風向比較固定且極端荷載起控制作用時的情況進行研究。對國內和國外(美國和歐洲)規(guī)范中有關獨立基礎的設計方法和規(guī)定進行研究,對各國規(guī)范中的材料取值、沖剪計算方法、配筋計算方法、穩(wěn)定性驗算方法等方面進行對比分析。利用三種規(guī)范分別對某工程實例進行設計計算,結果表明,按照中國規(guī)范設計的結果基礎底板尺寸最大。通過有限元建模和分析,分別對極端荷載工況、正常運行荷載工況下的風機獨立基礎的底板應力分布進行了計算,分析了不同基礎底板尺寸、基礎上階邊長和底板高度等對應力分布的影響規(guī)律。結果表明,上述三個參數(shù)的增加均可導致底板零應力區(qū)比例的減小,且底板尺寸的影響較為明顯;此外,理論計算方法的零應力區(qū)比數(shù)值分析的結果要大。根據(jù)理論分析和有限元分析的結果,本文提出可采用兩種方法對風機獨立基礎進行優(yōu)化設計,以達到減小基礎底板的零應力區(qū)和減小材料用量的目的。一是通過對基礎進行偏心布置;二是建議對基礎底板零應力區(qū)的限值適當放大。工程算例表明,兩種方法均可以減小基礎底板的零應力區(qū)范圍,從而減小基礎底板的尺寸,使基礎的設計結果更加經(jīng)濟。
【關鍵詞】：盛行風向 極端荷載 規(guī)范對比 風機 零應力區(qū) 數(shù)值模擬 優(yōu)化
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU476.1;TM315
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究意義9-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀與分析11-13
• 1.2.1 國內研究現(xiàn)狀及分析11-12
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀及分析12-13
• 1.3 存在的問題13-14
• 1.4 本文主要的研究內容14-15
• 2 三種規(guī)范獨立基礎設計方法對比15-47
• 2.1 材料的強度指標15-23
• 2.1.1 混凝土的強度指標15-19
• 2.1.2 三種規(guī)范混凝土強度指標的對比19-20
• 2.1.3 鋼筋的強度指標20-22
• 2.1.4 三種規(guī)范鋼筋強度指標的對比22-23
• 2.2 地基承載力特征值的取法23-25
• 2.2.1 中國規(guī)范及相關依據(jù)23-24
• 2.2.2 美國規(guī)范及相關依據(jù)24-25
• 2.2.3 歐洲規(guī)范及相關依據(jù)25
• 2.2.4 三種規(guī)范的對比分析25
• 2.3 基礎底板面積及應力的計算25-30
• 2.3.1 中國相關規(guī)范及規(guī)定25-27
• 2.3.2 美國相關規(guī)范及規(guī)定27-29
• 2.3.3 歐洲規(guī)范及規(guī)定29-30
• 2.3.4 三種規(guī)范的對比分析30
• 2.4 基礎高度的驗算及比較30-38
• 2.4.1 中國規(guī)范及相關方法30-32
• 2.4.2 美國規(guī)范及相關方法32-34
• 2.4.3 歐洲規(guī)范及相關方法34-36
• 2.4.4 三種規(guī)范的對比分析36-38
• 2.5 彎矩及配筋計算38-43
• 2.5.1 中國規(guī)范及相關規(guī)定38-39
• 2.5.2 美國規(guī)范及相關規(guī)定39-41
• 2.5.3 歐洲規(guī)范及相關規(guī)定41-43
• 2.5.4 三種規(guī)范的對比分析43
• 2.6 穩(wěn)定性驗算43-46
• 2.6.1 中國規(guī)范及相關規(guī)定43-44
• 2.6.2 美國規(guī)范及相關規(guī)定44-45
• 2.6.3 歐洲規(guī)范及相關規(guī)定45
• 2.6.4 三種規(guī)范的對比分析45-46
• 2.7 小結46-47
• 3 基于不同規(guī)范的獨立基礎算例計算與分析47-63
• 3.1 工程概況47-48
• 3.2 根據(jù)中國規(guī)范設計48-51
• 3.3 根據(jù)美國規(guī)范設計51-55
• 3.4 根據(jù)歐洲規(guī)范設計55-58
• 3.5 三種規(guī)范設計結果的對比與分析58-61
• 3.5.1 地基承載力特征值的比較58-59
• 3.5.2 沖切和剪切計算結果的對比59-60
• 3.5.3 基礎設計結果的對比60-61
• 3.5.4 鋼筋和混凝土用量的對比61
• 3.6 小結和改進建議61-63
• 4 基于有限元模擬的基礎底板應力分布研究63-77
• 4.1 有限元模型的建立63-66
• 4.1.1 單元選取及模型建立63-64
• 4.1.2 本構關系64-65
• 4.1.3 材料參數(shù)65-66
• 4.2 理論計算與有限元模擬結果對比66-69
• 4.2.1 極端荷載工況下的結果66-68
• 4.2.2 正常運行荷載工況下的結果68-69
• 4.3 參數(shù)分析69-74
• 4.3.1 不同基礎底板尺寸的結果對比69-72
• 4.3.2 不同基礎上階邊長的結果對比72
• 4.3.3 不同基礎底板高度的結果對比72-74
• 4.4 小結74-77
• 5 風機獨立基礎的優(yōu)化設計方法研究77-89
• 5.1 基于基礎非對稱布置的優(yōu)化設計77-85
• 5.1.1 基礎底板的受力分析77-78
• 5.1.2 算例計算78-81
• 5.1.3 結果對比與分析81-82
• 5.1.4 參數(shù)分析82-85
• 5.2 基于零應力區(qū)限值放大的優(yōu)化設計85-86
• 5.3 小結86-89
• 6 結論與展望89-91
• 6.1 結論89-90
• 6.2 展望90-91
• 參考文獻91-95
• 致謝95-97
• 附錄 碩士期間參與的科研項目、在投論文97

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 孔迎賓;羅全勝;劉憲亮;;風機擴展基礎的型式選擇[J];山西建筑;2010年32期

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本文編號：566935