【摘要】：隨著化石資源的日益枯竭、生產(chǎn)生活需求量的日益增加這一矛盾的激化,清潔能源的開發(fā)利用備受矚目。風能主要用于風能發(fā)電,海上風能相比陸地風能優(yōu)勢顯著,固定式海上風機已經(jīng)不能適用深水水域的要求,海上漂浮式風機多采用鋼結構,其造價高、維護費用高等問題突出。因此,建造設計力學性能優(yōu)良、經(jīng)濟性好的漂浮式風機基礎這一問題亟待解決。SeaStar張力腿基礎作為第二代張力腿基礎是以傳統(tǒng)張力腿基礎為前提發(fā)展而來的,其建造成本低,運動性能好,能夠有效的抵抗環(huán)境荷載,更適應深水環(huán)境。但是這種基礎的研究不足30年,其結構形式、運動性能和受力特征等在理論和實驗方面需進一步展開研究。本文對SeaStar張力腿基礎進行了如下研究:首先介紹該SeaStar張力腿基礎的工程背景,以有限元理論為基礎,利用通用有限元軟件ABAQUS建立三維有限元模型,并介紹了該基礎的幾何尺寸,本構模型和本臺本體和連接件、連接件和拉索之間的相互作用關系,選用的單元類型、荷載種類及邊界條件。然后,對張力腿基礎在0°風向的常風和2m波高的波浪力的常時環(huán)境荷載作用下,進行完整結構和破損結構的靜力分析,得出結構應力和位移的分布規(guī)律。相對完整結構,拉索失效對結構的受力和位移產(chǎn)生不利的影響。分析基礎本體薄弱區(qū)域應力集中的原因,采取增加截面厚度和設置內支撐的方式減小應力,對應力較小區(qū)域適當減小截面厚度,在結構優(yōu)化后進行相同荷載組合作用下的靜力分析,得出這種優(yōu)化方式使得基礎具有更優(yōu)良的力學性能和運動性能。其次,在風荷載和波浪力大小一定時,為了探究風向的影響,每隔15°改變一次風向角,總結了各種風向下結構的應力和位移的分布規(guī)律,得到了位移和應力的最不利風向角。最后,以上述章節(jié)的結論為基礎,得出了在地震和暴風等極端荷載作用下的強度控制工況,結果表明,基礎的位移滿足規(guī)范要求,拉索的應力設計值滿足強度要求,依據(jù)基礎本體的內力進行配筋保證基礎本體滿足強度要求。鋼筋混凝土結構的SeaStar張力腿基礎具有良好的力學性能、運動性能和經(jīng)濟性,適合對其進行大力推廣。本文的研究成果對SeaStar張力腿基礎的設計和施工提供了理論依據(jù)。
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天津大學碩士學位論文式風機的基礎形式簡介逡逑上風機基礎主要有固定式基礎和漂浮式基礎兩種形式［７］。逡逑定式基礎主要包括：通過將鋼管安裝在或夯入海床的單樁鋼管基礎；憑大的重力固定上部風機的重力式基礎；通過抽走鋼筒中的水和空氣，，插入海床的吸力式基礎；將多根樁基斜打或直打入地基，上部通過承相連的多樁基礎。逡逑定式風機適用的水深較淺且造價很氋，尤其美國、日本等國家淺海風固定式風機不能滿足電力需要［８］。在深水區(qū)（水深＞６０ｍ），固定式風力足經(jīng)濟性要求，海上漂浮式風機是最合適的選擇［９］。目前許多國家都漂浮式基礎，漂浮式基礎可以適用６０ｍ至幾千米的海域，具有很大的。逡逑

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【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM614;P752

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本文編號：2663625