1、机塔架基础必须能够抵抗机组正常工作已经停机时作用在基础上的各种荷载。正常工作时的荷载主要包括塔架及其内部附件塔架上部部件的重力荷载，叶轮转动形成的气动荷载和运动荷载，机组偏航时产生的扭矩等。当作用在塔架顶端叶轮的风速达到风力发电机的切出风速时，风力发电机组实现停机自我保护，基础还需承受极限风速下的风荷载作用。作用在基础上的水平力与倾覆弯矩大是所用高耸结构基础的受力特点，风力发电机塔架基础也不例外。大水平力与大弯矩使基础底部形成大的偏心矩，应力分布有负值区出现。所以，控制基础沉降与倾斜变形指标是风力发电机塔架基础设计时的关键所在。风力发电机塔架基础设计风力发电机组塔架基础设计工程背景本论文中要进行基础设计的对象为云南风电场的风力发电机塔架，该风电场位于山顶的开阔地带上，场地不良地质现象不发育。
2、分可置于地基承载力较高的第层强风化岩层或第层弱风化岩层上。场址内各岩土层的相关力学参数见表万方数据三峡大学硕士学位论文表岩土层相关力学参数值地层岩性天然密度压缩模量内摩擦角粘聚力承载力标准值残坡积层粘土粉质粘土碎石土三叠系中统强风化灰岩白云岩弱风化灰岩白云岩圆形扩展基础设计塔架制造厂家提供的各种荷载工况下作用在风机塔架基础上的荷载值如表所示。表基础上各工况下的荷载值工况类别正常运行荷载工况极端荷载工况多遇地震工况罕遇地震工况根据已建风电场的相关经验，拟定本风电场的风力发电机基础埋深为，选定地基承载力特征值为。选用钢筋混凝土圆形扩展基础，混凝土强度为，基础底面半径为，根部和端部的高度分别为和台柱高度，直径。初拟塔架基础如图所示。万方数据三峡大学硕士学位论文图圆形扩展基础结构尺寸图单位根据。
3、础本身的变形而将其视为刚体，只考虑地基的变形。筏板基础有多种底面形式，以圆形和八边形等应用较多。与其他底面的基础相比，圆形和八边形底面的基础其主弯矩应力的分布要优于直角形式能够承担更大的设计弯矩但圆形及八边形底面的基础不便于现场施工浇筑，需要的模板数量多形状复杂。筏板基础的结构剖面有“凸”和倒“凹”两种形式，两种剖面形式的基础分别如图和图所示。从图中不难看出，基础的两种不同剖面形式的差异主要为“凸”形基础其底面平板上的回填土也能成为基础的部分，在保证基础上部结构安全的同时能减少混凝土的用量，最终起到降低工程费用的作用。图凹形基础结构形式图凸形基础结构形式桩基由桩与桩顶端的承台共同构成，按承台底面与地面是否接触可分为低承台桩和高承台桩低承台桩其桩身完全被基底的土层埋藏，承台在底面和基底土层接。
4、有较好稳定性。地下水位地面以下的。根据塔架基础设计的规定确定相关参数。地基承载力受岩土体性质影响，根据勘探成果及工程地质特性，地基岩土主要分为三层，各层特性如下第层坡残积层，在原岩为灰岩地段，其物质组成以红粘土为主，偶夹碎石，地表呈硬塑状，具红粘土的工程地质特征，厚度变化较大在原岩为白云岩地段，粉质粘土是其主要物质成分，局部地段为碎石土，结构松散，均性差，力学指标低。厚度，最大厚度岩溶洼地处达。第层强风化岩层，以强风化硅质页岩砂质页岩灰岩及白云岩为主，碎裂结构，完整性差，但具有较高的承载力。厚度般，最大厚度达。第层弱风化岩层，以弱风化灰岩白云岩为主，块状次块状结构，完整性好，承载力高，厚度大于。虽然场区范围较大，同平面上分布有不同的地基土层，但其塔基的基岩岩性多以灰岩白云岩为主，塔架基础大。
5、塔架静力计算塔架稳定性分析本章小结塔架模态分析结构自振特性计算方法受迫振动理论塔架模态分析结果本章小结塔架地震时程分析结构阻尼地震波的选择地震时程分析本章小结结论与展望结论展望参考文献后记万方数据三峡大学硕士学位论文引言风能在我国分布广泛，储量丰富，风力发电以其无污染拉强度，提高结构的安全系数，极端工况下，以索承受部分塔架上的水平风荷载，可有效限制塔架的水平位移，特别是顶端的水平位移，传递至风力发电机基础顶部的弯矩也万方数据三峡大学硕士学位论文将大幅减小，可有效的避免风力发电机发生倒塌破坏的危险，从而保证风机发电机塔架和基础体型优化后，结构能够同时满足正常工况和极端工况下的安全运行要求。研究内容本文以国内主流水平轴风力发电机圆锥式塔架和索塔式塔架为研究对象，首先根据风电场的实际工程情况应用。
6、有重要意义。本文以国内主流水平轴风力发电机传统圆锥式塔架及在圆锥式塔架设置预应力拉索的索塔式塔架为研究对象，采用大型有限元分析软件对圆锥式塔架及索塔式塔架进行静力强度及稳定性分析，动力特性分析，地震时程分析，并将两塔架的相关指标进行对比，为索塔式塔架的进步优化提供依据。静力强度分析与对比。对两塔架在三种工况下进行静力分析，得到两者的应力及位移指标，同工况下拉索的设置有效的限制了塔架的水平位移，索塔式塔架的最大等效应力小于圆锥式塔架，但同样由于拉索竖向分力的存在，使塔架基础的等效应力大于圆锥式塔架基础。屈曲稳定性分析与对比。在静力分析的基础上对两塔架进行屈曲稳定性分析，得到相应的屈曲模态及振型，两塔架的安全系数均大于，满足稳定性要求，同工况下，索塔式塔架的安全系数大于同阶的圆锥式塔架，说明索。
7、软件进行圆锥式塔架的建模，并在其基础上添加四周的预应力拉索建立索塔式塔架模型。对模型在计算切入风速额定风速计极大风速三种工况下顶端推力及塔架上的风荷载的作用下进行静力计算，得到两塔架的应力及顶端位移指标，并将其进行对比分析。在静力计算的基础上对两模型进行屈曲稳定性分析，提取屈曲模态屈曲安全系数并进行对比分析。塔架动力特性分析风力发电机塔架为高耸结构，随着发电机组功率的不断增加，塔架的高度在不断增高，最大可达百米。塔架在风轮和风荷载的激励作用下易发生振动和变形，造成强度破坏。对圆锥式塔架及索塔式塔架进行动力特性分析，研究两塔架的固有频率和模态振型，避免塔架固有频率与风轮工作频率接近发生共振。塔架地震时程分析由于地震的激励作用，风力发电机塔架会产生随机性动力响应。本文根据相关规范对地震波条数及。
8、论文独立完成与诚信声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名日期万方数据三峡大学硕士学位论文内容摘要塔架是风力发电机的主要支撑结构，将风轮抬升到工作高度获得驱动发电机的能量。塔架重达百余吨，随着风力发电机功率的不断提高，塔架的重量也在随之增加。有关资料显示，风力发电机塔架的制造成本至少占总成本的。近年来，我国加大了风力发电的投入，年装机容量不断提高，作为风力发电大国，在保证塔架安全性能的前提下，优化塔架结构，降低塔架制造成本，对降低风力发电成本具。
9、风力发电机塔架地基基础设计软件基对风力发电机塔架进行基础设计，然后应用有限元软件对圆锥式塔架建模，并在圆锥式塔架模型的基础上建立索塔式塔架模型。并参考国内相关规范及技术标准，分别对圆锥式塔架和索塔式塔架进行多种工况下的静力计算和屈曲稳定性分析以及模态分析和地震响应分析，并对圆锥式塔架和索塔式塔架的分析结果进行对比，为进步优化索塔式塔架提供依据。塔架基础设计本文根据选定风电场的提供的工程地质工实际情况及生产厂家提供的风力发电机组塔架基础荷载值，应用风力发电机塔架基础地基设计软件对风力发电机塔架进行基础设计，并对基础底面开脱面积比地基承载力基础稳定性及基础沉降进行验算，使其能够满足风力发电机组在不同工况下的安全运行。塔架静力计算及稳定性分析本文根据选定的风力发电机机组塔架的相关数据，应用有限元。
10、。高承台桩，桩身下部位于土中而上部及桩顶承台在地面之上。根据桩的传力途径，桩基还可以分为摩擦和端承两种桩。摩擦型桩的桩上荷载主要由桩向下运动时桩身与土层间产生的摩擦力承受而端承型桩的桩上荷载大部分由与桩端土体承受。风力发电机塔架与基础主要通过地脚螺栓或法兰筒进行连接。地脚螺栓连接时将万方数据三峡大学硕士学位论文螺栓杆的地下部分固定在基础内，伸出基础顶面的部分与塔架用螺母固定，固定前需用尼龙弹垫将塔架垫平。地脚螺栓连接可分为单排螺栓连接和双排螺栓连接两种，其中单排螺栓连接包括单排螺栓连接及单排螺栓加上下法兰圈连接法兰筒连接是将基础环与塔架底部法兰用螺栓连接。风力发电机塔架基础受力特点风力发电机塔架基础的作用主要是固定并支撑塔架及塔架顶端的部件，为保证风力发电机组在运行时的安全稳定性，风力发电。
11、速度等的要求，选用三条地震波，并对不同方向的地震波加速度进行修正，应用振动理论分别对圆锥式塔架及索塔式塔架进行时程分析于对比。万方数据三峡大学硕士学位论文塔架有限元模型建立塔架基础设计塔架基础简介塔架基础形式风力发电机塔架基础般选择在风电场内现场浇筑成型的钢筋混凝土独立基础。常用的塔架基础按照待建风电场场址的地质情况地基承载力基础所承受荷载的大小以及基础尺寸的不同在结构形式上可分为筏板基础桩基础两种。其中筏板基础也被称为平板块状基础，多用于地质条件好地基承载力要求达到以上的粉粘土基岩中的坚硬场地，筏板基础在我国广大北方地区和沿海岛屿的风电场上有较广泛的应用。桩基础常在地质情况不好承载力差的软弱地基中采用。筏板基础，属于实体重力式基础，广泛地应用于我国的各种结构中，动力分析时，常常可以忽略基。
12、以上荷载及风力发电机组基础初拟体型应用风机基础设计软件进行基础设计，并对基础底面脱开面积比地基承载力抗倾覆抗滑移进行验算，验算结果见表和。表基础底面脱开面积比工况类别偏心距偏心距与底板半径的比值允许最大比值结论正常运行荷载工况满足极端荷载工况满足多遇地震工况满足表地基承载力验算工况类别结论结论正常运行荷载工况满足满足极端荷载工况满足满足多遇地震工况满足满足表基础稳定性验算工况类别抗滑安全系数计算值允许值结论抗倾覆安全系数计算值允许值结论正常运行荷载况满足满足极端荷载工况满足满足多遇地震工况满足满足罕遇地震工况满足满足万方数据分类号密级硕士学位论文索塔式风机塔架的静动态分析学位申请人沈宏波学科专业防灾减灾工程及防护工程指导教师陈池教授二四年五月万方数据，万方数据三峡大学硕士学位论文三峡大学学。
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