風電機組基礎環(huán)受力分析

雍飛，胥勇，叢歐

（北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司，北京100176）

0 引言

風電機組基礎承受巨大的彎矩作用。作為承受和傳遞巨大彎矩的基礎環(huán)，在基礎設計時應驗算其抗拔承載能力、抗彎承載力以及抗沖切等作用。基礎環(huán)底部混凝土的厚度、基礎環(huán)底法蘭上部混凝土的厚度以及鋼筋的布置，對基礎環(huán)式基礎的安全性均有重要的影響。《風電機組地基基礎設計規(guī)定》（試行）[1]FD003－2007第5.0.9款要求：“應對制造商提出的基礎環(huán)與基礎的連接設計進行復核”。目前，國內規(guī)范尚無復核基礎環(huán)承載能力的工程算法[2]。實際工程中存在許多因基礎環(huán)整體被拔出而導致結構破壞的事故。加強對基礎環(huán)受力性能的研究，意義重大。本文采用有限元分析方法，研究了基礎環(huán)的承載能力、基礎環(huán)和基礎的相互作用，以及基礎環(huán)與基礎的連接強度等問題，為后續(xù)工程設計提供有意義的參考。

1 研究案例

某實際工程，采用機型為xx87/1500－75m，III類風區(qū)，其載荷如下：

表1 1500KW風電機組75m塔架極限載荷（III類風區(qū)）

表2 1500KW風電機組75m正常發(fā)電工況（III類風區(qū)）

結構設計使用年限為25年，安全等級為二級，丙類，6度設防，設計基本地震加速度為0.05g，場地類別為Ⅰ類，采用C35混凝土，最大水灰比為0.5，最大氯離子含量為0.15%，最大堿含量為3.0kg/m3，鋼筋為：HRB335和HRB400，力學性能指標符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499中的要求，鋼筋的強度標準值應具有不小于95%的保證率，穿孔鋼筋為φ28HRB400，基礎環(huán)選用Q345，基礎幾何尺寸如圖1所示。

2 結構分析

ANSYS軟件中的LINK8單元是軸向拉伸—壓縮桿件單元，具有兩個節(jié)點，每個節(jié)點有3個平移自由度（沿X、Y以及Z方向），可以用于模擬兩端鉸接的空間桿件，不考慮桿件的彎曲以及扭轉。……