風(fēng)電機組用鋼—混凝土組合塔架研究

【摘要】： 隨著風(fēng)電機組的大型化發(fā)展趨勢及海上風(fēng)機的應(yīng)用,塔架的高度和截面尺寸隨之增大,使得塔架在加工、運輸及防腐等方面的問題逐漸浮現(xiàn)出來。同時,由于混凝土結(jié)構(gòu)相對于鋼制塔筒在防腐性能、交通運輸?shù)确矫娴膬?yōu)勢,使得混凝土這種結(jié)構(gòu)形式在風(fēng)電機組中的應(yīng)用成為可能。本文以鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)及有限單元法為基礎(chǔ)對預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合塔架進行非線性有限元分析,探討了有限單元法在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在承載能力方面的差異,利用有限單元法對常見的幾種塔架的結(jié)構(gòu)形式進行了分析比較,得出了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)承載能力強、抗裂性能好、剛度較小的結(jié)論。對總高度為97.7m混凝土段高度為10m、20m、30m的三種組合塔架,分別進行了作用在塔頂?shù)娜N載荷工況組合下的靜強度、屈曲、疲勞分析、模態(tài)及抗震分析,得出了這種組合模式的塔架結(jié)構(gòu)具有較強的承載、抗疲勞、抗震能力,并結(jié)合強度、穩(wěn)定性、撓度等理論分別討論了強度、剛度、穩(wěn)定性與混凝土段塔架的高度及截面尺寸的關(guān)系,得出了相應(yīng)的關(guān)系曲線,從而為預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)在風(fēng)電機組用塔架這種高聳結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電機組 鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu) 塔架
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TU398.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 前言10
• 1.2 塔架結(jié)構(gòu)型式及性能對比10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)關(guān)鍵13-15
• 1.4.1 研究內(nèi)容13-14
• 1.4.2 技術(shù)關(guān)鍵14-15
• 第二章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)理論依據(jù)15-23
• 2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法簡介15-21
• 2.1.1 概述15-17
• 2.1.2 混凝土材料的本構(gòu)模型17-19
• 2.1.3 箍筋對混凝土的影響19-20
• 2.1.4 控制預(yù)應(yīng)力計算20-21
• 2.2 預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)簡介21-23
• 2.2.1 概述21
• 2.2.2 組和結(jié)構(gòu)過渡部位形式簡介21-23
• 第三章 基于有限元方法的組合塔架承載性能分析23-44
• 3.1 概述23-24
• 3.2 鋼筋混凝土有限元模型24-28
• 3.2.1 鋼筋混凝土有限元建模簡介24
• 3.2.2 鋼筋混凝土有限元理論24-26
• 3.2.3 本構(gòu)模型26-27
• 3.2.4 Ansys 混凝土單元簡介27
• 3.2.5 塔架計算模型及載荷情況27-28
• 3.3 結(jié)構(gòu)選型28-30
• 3.4 靜強度分析30-31
• 3.4.1 概述30
• 3.4.2 鋼-混凝土組合塔架有限元模型的建立30-31
• 3.4.3 靜力學(xué)分析及結(jié)果討論31
• 3.5 塔架穩(wěn)定性分析計算31-33
• 3.5.1 概述31-32
• 3.5.2 塔架穩(wěn)定性分析及結(jié)果討論32-33
• 3.6 疲勞分析33-35
• 3.6.1 疲勞強度有限元分析方法介紹33-34
• 3.6.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)疲勞分析方法34-35
• 3.6.3 疲勞分析及結(jié)果討論35
• 3.7 塔架模態(tài)分析35-37
• 3.7.1 模態(tài)分析建模35-36
• 3.7.2 模態(tài)分析結(jié)果及討論36-37
• 3.8 結(jié)構(gòu)抗震分析（譜分析）37-44
• 3.8.1 地震作用理論簡介37-39
• 3.8.2 分析方法簡介39-40
• 3.8.3 抗震分析及結(jié)果討論40-44
• 第四章 承載能力與塔架高度及截面尺寸的關(guān)系44-46
• 4.1 概述44
• 4.2 承載能力分析44-45
• 4.2.1 應(yīng)力與截面尺寸及塔架高度的關(guān)系44
• 4.2.2 剛度與截面尺寸及塔架高度的關(guān)系44-45
• 4.2.3 穩(wěn)定性與塔架高度的關(guān)系45
• 4.3 分析結(jié)果及結(jié)果討論45-46
• 第五章 結(jié)論與展望46-48
• 參考文獻48-53
• 附錄53-62
• 致謝62-63
• 作者簡介63

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