第三章(5)风电机组基础设计
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风力发电场基础设计风力发电作为一种清洁、可再生能源,正逐渐成为全球能源转型的热门选择。
而在建设风力发电场之前,基础设计是至关重要的一环。
本文将围绕风力发电场基础设计展开讨论,包括选址、地质勘察、基础类型选择等方面。
一、选址风力发电场选址是一个多因素综合考虑的过程。
首先,需要考虑的是风力资源情况。
优良的风资源具备较高的平均风速和较低的风速变化系数。
其次,还要考虑区域气候条件,例如夏季风能利用度、冰冻期风电功率衰减等。
此外,电网接入条件、土地利用状况、环境生态影响等也需要纳入考虑。
基于这些因素,选取风力发电场的最佳地点。
二、地质勘察地质勘察对于风力发电场基础设计至关重要。
地质勘察内容包括地质构造、地层性质、岩石和土壤的力学性质等。
通过地质勘察结果可以确定地质类别,如软土地区、淤泥地区和岩石地区等。
此外,还需要了解地下水位、水文地质条件等因素。
基于地质勘察结果,可以制定相应的基础设计方案。
三、基础类型选择根据地质勘察结果和风力发电机组的布局要求,选择合适的基础类型非常重要。
常见的基础类型包括混凝土浇筑基础、钢管挤注桩基础和灌注桩基础等。
在选择基础类型时,需要考虑地质条件、地震状况、风场尺寸和风机类型等因素。
例如,对于软土地区,可以采用钢管挤注桩基础以增加承载力。
四、基础设计参数确定基础设计参数的确定对于保障风力发电机组的安全稳定运行至关重要。
其中,风场的设计生活期是一个重要参考指标。
设计生活期一般为20年,根据设计寿命来确定各项设计参数,例如地震烈度、基础抗倾倒力矩等。
同时,还需要考虑各种荷载对基础的影响,例如风荷载、自重荷载、地震荷载等。
五、基础施工基础施工是将基础设计方案落地的过程。
在施工过程中,需要严格按照设计要求进行施工,包括地基处理、基础布置、混凝土浇筑等。
同时,还需要进行质量监控,确保施工质量符合设计标准。
六、基础验收和监测基础验收和监测是保证风力发电机组安全运行的重要环节。
在验收和监测过程中,需要对基础的质量、承载能力进行检验和测量。
1范围1.0.1 本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法,涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。
1.0.2本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。
工程竣工验收和已建工程的改(扩建)、安全定检,应参照本标准执行。
1.0.3风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外,对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等,尚应符合国家现行有关标准的要求。
2规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。
凡是不注日期的引用标准,其最新版本适用于本标准。
GB 18306中国地震动参数区划图GB 18451.1风力发电机组安全要求GB 50007建筑地基基础设计规范GB 50009建筑结构荷载设计规范GB 50010混凝土结构设计规范GB 50011建筑抗震设计规范GB 50021岩土工程勘察规范GB 50046工业建筑防腐蚀设计规范GB 50153工程结构可靠度设计统一标准GB 60223建筑工程抗震设防分类标准GB 50287水力发电工程地质勘察规范GBJ 146粉煤灰混凝土应用技术规范FD 002—2007风电场工程等级划分及设计安全标准DL/T 5082水工建筑物抗冰冻设计规范JB/T10300风力发电机组设计要求JGJ 24民用建筑热工设计规程JGJ 94建筑桩基技术规范JGJ 106建筑基桩检测技术规范JTJ 275海港工程混凝土防腐蚀技术规范3总则3.0.1为统一风电场风电机组塔架地基基础设计的内容和深度,特制定本标准。
3.0.2风电机组地基基础设计应贯彻国家技术经济政策,坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则,充分考虑结构的受力特点,做到安全适用、经济合理、技术先进。
#+1范围1.0.1 本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法,涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。
1.0.2本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。
工程竣工验收和已建工程的改(扩建)、安全定检,应参照本标准执行。
1.0.3风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外,对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等,尚应符合国家现行有关标准的要求。
#+2规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。
凡是不注日期的引用标准,其最新版本适用于本标准。
GB 18306中国地震动参数区划图GB 18451.1风力发电机组安全要求GB 50007建筑地基基础设计规范GB 50009建筑结构荷载设计规范GB 50010混凝土结构设计规范GB 50011建筑抗震设计规范GB 50021岩土工程勘察规范GB 50046工业建筑防腐蚀设计规范GB 50153工程结构可靠度设计统一标准GB 60223建筑工程抗震设防分类标准GB 50287水力发电工程地质勘察规范GBJ 146粉煤灰混凝土应用技术规范FD 002—2007风电场工程等级划分及设计安全标准DL/T 5082水工建筑物抗冰冻设计规范JB/T10300风力发电机组设计要求JGJ 24民用建筑热工设计规程JGJ 94建筑桩基技术规范JGJ 106建筑基桩检测技术规范JTJ 275海港工程混凝土防腐蚀技术规范3总则3.0.1为统一风电场风电机组塔架地基基础设计的内容和深度,特制定本标准。
3.0.2风电机组地基基础设计应贯彻国家技术经济政策,坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则,充分考虑结构的受力特点,做到安全适用、经济合理、技术先进。
风电机组地基基础设计规定
现阶段,我国对风电机组地基基础设计有什么规定?基本情况怎么样?以下是本店铺梳理风电机组地基基础设计规定专业建筑术语相关内容,基本情况如下:
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风电机组地基基础设计规定基本概况:
风电机组地基基础设计规定的编制历时两年,在编制过程中,对已建和在建风电场、设计单位、生产厂家进行了实地及信函调研;收集了国内外规程规范、已建和在建风电场工程的设计资料;开展了试设计,并与《建筑地基基础设计规范》GB 50007和《建筑桩基技术规范》JGJ 94进行了对比分析;开展了地震作用对地基基础的影响和扩展基础设计方法等专题研究;以GB 50007为基础,并借鉴了建筑、电力等行业的相关设计规范,经广泛征求意见和反复修改完善,经审查形成了本标准。
风电机组地基基础设计规定基本信息:
书名风电机组地基基础设计规定
ISBN 155084569
页数 143
出版时间 2022-1-1
装帧平装
开本大16开
以上是本店铺为中国建筑人士收集整理的关于“风电机组地基基础设计规定”的详细建筑知识介绍。
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风电场新建工程(45MW)项目初步设计方案初步设计方案1. 风电机组选型:考虑到项目容量为45MW,建议选择3MW级别的风电机组。
选用3MW级别的机组可以最大限度地提高发电量,同时降低投资成本。
2. 风电机组布置:根据风电场的地形和地貌条件,选择合适的风电机组布置方式。
常见的布局方式有直线式、曲线式和网格式布局。
根据实际情况,可以采用直线式布局,即将风电机组依次排列成一条直线,以最大程度地利用场地。
3. 风电机组基础设计:根据风电机组的特点和场地条件,设计合理的基础结构。
基础结构需要具有足够的强度和稳定性,以保证风电机组的安全运行。
通常采用钢筋混凝土浇筑的基础设计。
4. 风机塔设计:根据风电机组选型和场地条件,设计适合的风机塔。
风机塔需要具备足够的高度和稳定性,以适应不同风速条件下的功率输出。
5. 输电线路设计:根据项目容量,设计适当的输电线路。
输电线路要具备足够的传输容量和稳定性,以保证风电场的发电量可以顺利输送到电网中。
6. 电气系统设计:设计适当的电气系统,包括变频器、变压器、开关设备等。
电气系统需要具备稳定的运行性能,以提高风电场的发电效率。
7. 集电系统设计:设计合理的集电系统,将各个风电机组的电能收集到一起,并输送到变电站。
集电系统需要具备高效的收集和输送能力,以确保整个风电场的发电量可以充分利用。
8. 停产维护系统设计:设计合理的停产维护系统,用于风电机组的定期维护和检修。
停产维护系统需要具备高效的维护和管理能力,以保证风电机组的长期稳定运行。
以上是风电场新建工程(45MW)项目初步设计方案的一些主要内容,根据实际情况,还需要进一步细化和完善。
第3章风力发电机组整体结构填空题1、并网型风力发电机的功能是将风轮获取的【空气动能】转换成【机械能】,再将【机械能】转化为【电能】。
2、风力发电机组的基本要求是能在风电场所处的【气候】和【环境】条件下长期安全运行,以较低的成本获取【最大的年发电量】。
3、风电机组对其零部件要求极其严格,对【结构设计】、【材料选用】、【加工工艺】和【质量控制】都提出了远高于普通设备的要求。
4、并网型风力发电机组的整体结构分为【风轮】(包括叶片、轮毂和变桨距系统)、【机舱】(包括传动系统、发电机系统、辅助系统、控制系统等)、【塔架】和【基础】等几大部分。
5、用钢筋混凝土制成的塔架基础必须保证机组在极端恶略的气象条件下能够保持塔筒【垂直】,使机组稳定运行。
6、风电机组的主要部分布置要使得机组在运行时,机头(机舱与风轮)重心与【塔架】和【基础】中心相一致,整个机舱底部与塔架的连接应能抵御风轮对塔架造成的【动力负载】和【疲劳负荷】作用。
7、机舱外壳是【玻璃纤维】和【环氧树脂】制成的机舱罩,具有成本低、重量轻、强度高的特点,能有效的防雨、防潮、和抵御盐雾、风沙的侵蚀。
8、风电机组如果不使用齿轮增速箱,在很低的风轮转速下只能用一个极数较多的发电机,例如对应30r/min的风轮转速需要使用【200】极的发电机,而发电机转子的【质量】与转矩大小成比例,这样的发电机将会非常庞大和笨重。
9、风电机组使用齿轮箱,是为了将风轮上的【低转速高转矩】能量,转换为用于发电机上的【高转速低转矩】能量,这样就可以使用结构较小的普通发电机发电。
10、直驱式风力发电机没有【齿轮箱】,由风轮直接驱动发电机,亦称无齿轮箱风力发电机。
11、直驱式发电机应用于风电机上还是有一些问题需要研究解决,如【减轻发电机的体积和重量】,【方便运输】;【最适合的机型】(同步、永磁、可变磁阻等)选择;电流和电压的波动的影响;变流器的选择;【设计低损耗的发电机】;永磁发电机导致过量的铁损耗;磁性材料的选择;在运行或失效的情况下如何【防止消磁状况】等。
浅谈风电场风电机组基础设计作者:姜琳相鹏来源:《风能》2015年第11期风电机组基础具有承受360度方向重复荷载和大偏心受力的特殊性,对基础的稳定性和结构要求较高。
根据风电机组荷载及地质情况的不同,应采取不同的风电机组基础形式。
风电机组基础形式通常有三种:扩展基础、桩基础、岩石锚杆基础,其中扩展基础及桩基础在已建风电场风电机组基础中应用较多,岩石锚杆基础则鲜有应用,因而下面主要针对扩展基础和桩基础两种基础形式的设计进行分析,以供借鉴。
扩展基础扩展基础是由台柱和底板组成使压力扩散的基础型式,当风场中地基条件较好、地基承载力较高时,如地基土为岩石、角砾等,应优先考虑采用扩展基础。
根据底板形状不同,扩展基础一般分为矩形、正八边形及圆形扩展基础三种。
由于风电机组基础承受360度方向重复荷载,所以圆形扩展基础更有利于适应这种特点,而矩形及正八边形扩展基础在达到同等性能时需耗用更多的混凝土方量,因而圆形扩展基础是最经济合理的扩展基础型式。
一、设计原则(一)体型构造要求基础设计时,首先应根据《风电机组地基基础设计规定》中的构造要求拟定基础的尺寸。
扩展基础底板直径D(或底宽)宜控制在轮毂高度的1/5 1/3范围内,基础高度(含台柱)宜控制在轮毂高度的1/30-1/20范围内,基础边缘高度Ll宜为直径D(或底宽)的1/20-1/15,且不应小于l.Om。
同时,为满足基础底板抗冲切的要求及基底反力为线性分布的假设,要求底板悬挑部分的长/高≤2.5。
风电机组圆形扩展基础常用型式如图1。
(二)控制工况及控制设计核算风电机组基础计算的荷载工况有以下几种:极端荷载工况、正常运行荷载工况、多遇地震工况、罕遇地震工况和疲劳强度验算工况等。
在进行体型设计时需要核算的项目有以下几个:基础底面脱开面积、地基承载力、地基沉降变形、软弱下卧层地基承载力、基础稳定性等。
当地震基本设计烈度为6度及6度以下时,不考虑多遇地震工况及罕遇地震工况;另外,疲劳强度验算工况一般对风电机组基础体型不起控制作用。
风电场基础设计风电场基础设计是指为风力发电机组提供可靠支撑和稳定运行的基础结构设计。
它的设计质量和施工质量直接关系到风电场的使用寿命和发电效率。
一、基础设计的重要性风电场基础设计在风力发电项目中占据重要的地位,它的稳定性和可靠性对风力发电机组的正常运行起着至关重要的作用。
一个好的基础设计除了能够确保风电机组的稳定运行外,还能够降低施工成本、延长使用寿命、提高发电效率。
二、基础设计的要求1. 地质勘察:在进行基础设计前,必须进行详细的地质勘察,了解场地的地质情况,包括地层的稳定性、地下水位、土壤承载力等参数。
只有充分了解了地质情况,才能进行合理的基础设计。
2. 基础类型:根据地质情况和设备要求,选择合适的基础类型。
常见的基础类型有浅基础、挖孔桩基础、沉井基础等。
3. 基础尺寸:基础设计中,根据风电机组的重量和风场的风速等因素,确定合适的基础尺寸。
基础的尺寸要足够大,以确保机组的稳定性。
4. 抗风能力:风电场基础设计必须考虑到强风的影响,确保基础结构能够承受风场中的风载荷。
通常会采用风荷载计算和结构分析,确保基础的抗风能力。
5. 降低振动:风力发电机组在运行时会产生振动,需要在基础设计中考虑到降低振动的要求,以减少对基础结构的影响。
通常采用防振措施,如增加防振材料、合理布置防振器等。
三、基础设计的步骤1. 场地勘察与分析:首先进行地质勘察,详细了解场地的地质情况和地下水位等参数。
然后根据勘察结果进行地质分析,确定场地的稳定性和适用的基础类型。
2. 参考标准与规范:根据国家相关标准和规范,确定基础设计的要求和指标。
比如《风电场基础设计规范》等。
3. 设计参数确定:根据风力发电机组的重量、风场的风速等参数,对基础尺寸和抗风能力等进行合理的设计和确定。
4. 结构设计与分析:进行结构设计和分析,计算基础的受力情况,验证设计方案的可行性,并进行优化。
5. 基础施工控制:在施工过程中,要对基础的施工进行控制,确保施工质量满足设计要求。
1 范围1.0.1本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法,涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。
1.0.2本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。
工程竣工验收和已建工程的改(扩建)、安全定检,应参照本标准执行。
1.0.3风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外,对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等,尚应符合国家现行有关标准的要求。
2 规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。
凡是不注日期的引用标准,其最新版本适用于本标准。
GB 18306 中国地震动参数区划图GB 18451.1 风力发电机组安全要求GB 50007 建筑地基基础设计规范GB 50009 建筑结构荷载设计规范GB 50010 混凝土结构设计规范GB 50011 建筑抗震设计规范GB 50021 岩土工程勘察规范GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范GB 50153 工程结构可靠度设计统一标准GB 60223 建筑工程抗震设防分类标准GB 50287 水力发电工程地质勘察规范GBJ 146 粉煤灰混凝土应用技术规范FD 002—2007 风电场工程等级划分及设计安全标准DL/T 5082 水工建筑物抗冰冻设计规范JB/T10300 风力发电机组设计要求JGJ 24 民用建筑热工设计规程JGJ 94 建筑桩基技术规范JGJ 106 建筑基桩检测技术规范JTJ 275 海港工程混凝土防腐蚀技术规范3 总则3.0.1为统一风电场风电机组塔架地基基础设计的内容和深度,特制定本标准。
3.0.2风电机组地基基础设计应贯彻国家技术经济政策,坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则,充分考虑结构的受力特点,做到安全适用、经济合理、技术先进。
风力发电机组基础的设计与施工一、基础的结构与类型1.根据风力发电机组型号与容量自身特性,要求基础承载载荷也各不相同,表10-1列出几种大型风力发电机基础载荷。
2.风力发电机基础均为现浇钢筋混凝土独立基础。
根据风电场场址工程地质条件和地基承载力以及基础荷载、尺寸大小不同,从结构的形式看,常用的可分为块状基础和框架式基础两种。
块状基础,即实体重力式基础,应用广泛,对基础进行动力分析时,可以忽略基础的变形,并将基础作为刚性体来处理,而仅考虑地基的变形。
按其结构剖面又可分为“ 凹”形和“凸”形两种;前者如图10-5所示,基础整个为方形实体钢筋混凝土后者如图10-6型式;后者与前者相比,均属实体基础,区别在于扩展的底座盘上回填土也成了基础重力的一部分,这样可节省材料降低费用。
框架式基础实为桩基群与平面板梁的组合体,从单个桩基持力特性看,又分为摩擦桩基和端承桩基两种:桩上的荷载由桩侧摩擦力和桩端阻力共同承受的为摩擦桩基础;桩上荷载主要由桩端阻力承受的则为端承桩基础。
3. 根据基础与塔架(机身)连接方式又可分为地脚螺栓式和法兰式筒式两种类型基础。
前者塔架用螺母与尼龙弹垫平垫固定在地肢螺栓上,后者塔架法兰与基础段法兰用螺栓对接。
地脚螺栓式又分为单排螺栓、双排螺栓、单排螺栓带上下法兰圈等。
二、风力发电机组基础设计的前期准备工作及有关注意事项风力发电机组的基础用于安装、支承风力发电机组。
平衡风力发电机组在运行过程中所产生的各种载荷,以保证机组安全、稳定地运行。
因此,在设计风力发电机组基础之前,必须对机组的安装现场进行工程地质勘察。
充分了解、研究地基土层的成因及构造,它的物理力学性质等,从而对现场的工程地质条件作出正确的评价。
这是进行风力发电机基础设计的先决条件。
同时还必须注意到,由于风力发电机组的安装,将使地基中原有的应力状态发生变化,故还需应用力学的方法来研究载荷作用下地基土的变形和强度问题。
以使地基基础的设计满足以下两个基本条件:1)要求作用于地基上的载荷不超过地基容许的承载能力,以保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备。
第三章(5)风电机组基础设计主要内容要内容力发电机组基础的求 风力发电机组对基础的要求基础的分类基础的设计海上风力发电机组的基础力发电机组基础的作风力发电机组基础的作用力机承载部件是风力发电机组的主要承载部件用于安装、支撑风力发电机组平衡风力发电机组在运行过程中所产生的各种载荷 保证机组安全、稳定地运行力发电机组基础需满足风力发电机组基础设计需满足载荷允承载力 作用于地基上的载荷不超过地基允许的承载能力,以保证地基在防止整体破坏方面有足够的安全储备控制基础的沉降使其不超过地基允许的变形值 控制基础的沉降,使其不超过地基允许的变形值,以保证风力发电机组不因地基的变形而损坏或影响机组的正常运行满足塔架在安装时的连接尺寸和结构要求2006年,在桑美台风中,两台机组被连基础拔出2008年,某风电场一台风机在正常运行时突然倒塌,基础被连根拔起主要内容要内容力发电机组基础的求 风力发电机组对基础的要求基础的分类基础的设计海上风力发电机组的基础几何形状圆形方形多边形(八边形) 埋置深度浅基础深基础(桩基) 形式扩展基础桩基础岩石锚杆扩展基础(spread foundation)由台柱和底板组成使压力扩散的基础一般指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础具有抗弯、抗剪性能,俗称柔性基础可用于荷载大、地基承载力不足的情形板块状基础平板块状基础实力式实体重力式基础应用广泛对基础进行动力分析时可忽略基础的变形将基 对基础进行动力分析时,可忽略基础的变形,将基础作为刚性体来处理,仅考虑地基的变形根据其结构剖面,可分为单纯平板基础、阶形平板基础、锥形平板基础和岩石固定式平板基础板块状基础平板块状基础几米几米在地面以下几米至几十米平板块状基础比塔筒底面积大很多平板块上有个比塔架底面积稍大些的柱状承台 平板块上有一个比塔架底面积稍大一些的柱状承台,用于和塔架连接平板块的形状常用正方形、六角形、八角形或圆形板块状基础平板块状基础-两种平板块状基础的形式桩基础(pile foundation)由设置于岩中的桩和联结于桩顶端的承台组成的基 由设置于岩土中的桩和联结于桩顶端的承台组成的基础适用于地质条件比较差的地方(浅层土质不良)群桩桩基础、单桩基础桩基础分为摩擦桩基础和端承桩基础(按承载性质分类) 摩擦桩基础:桩很长,桩端未达到坚硬土层或基层;桩顶载荷由桩侧摩擦力和桩端阻力共同承受,但其中主要桩顶载荷由桩侧摩擦阻力承担端承桩基础:桩较短,桩穿过软弱土层,达到深层坚实土中;桩顶载荷主要由桩端阻力承受桩基桩基础按桩身材料分类混凝土桩:预制桩和灌注桩钢桩承载能力高轻施方便价高易腐蚀 钢桩:承载能力高、重量轻、施工方便,造价高、易腐蚀木桩:承载力低且需打入水位以下材桩管内填组合材料桩:如钢管内填充混凝土框架式桩基础混凝土实心单桩基础空心复合桩基础桁架式塔架基础腿之间的跨距相对很大在现场使用螺旋钻孔机钻孔后浇注混凝土桩岩石锚杆基础(rock foundation with anchor bars)在岩石地基上,靠岩石锚杆、混凝土承台和岩石地基共同作用的基础主要内容要内容力发电机组基础的求 风力发电机组对基础的要求基础的分类基础的设计海上风力发电机组的基础意事项注意事项在设计风力发电机组基础之前,必须对机组的安装现场进行工程地质勘察,充分了解、研究地基地层的成因、构造及物理力学性质等由于风力发电机组的安装将使地基中原有的应力状态 由于风力发电机组的安装,将使地基中原有的应力状态发生变化,故需用力学的方法研究载荷作用下地基土的变形和强度问题FD003-2007风电机组地基基础设计规定由中国水电工程顾问集团公司风电标准化技术委员会提出、归口和负责解释本标准编制单位:水电水利规划设计总院本标准试设计单位中国水电顾问集团西北勘 本标准试设计单位:中国水电顾问集团西北勘测设计研究院、华东勘测设计研究院根据风电场机组的单机容量轮毂高度和地基 根据风电场机组的单机容量、轮毂高度和地基复杂程度,地基基础分为三个设计级别机组地基基础设计应符合下列规定所有机组地基基础,均应满足承载力、变形和稳定性的要求1级2级机组地基基础均应进行地基变形计算 1 级、2 级机组地基基础,均应进行地基变形计算3 级机组地基基础,一般可不作变形验算,如有下列情况之一时,仍应作变形验算130kPa地基承载力特征值小于130kPa 或压缩模量小于8MPa软土等特殊性的岩土地基基础设计需进行下列计算和验算1 地基承载力计算2 地基受力层范围内有软弱下卧层时应验算其承载力3 3基础的抗滑稳定、抗倾覆稳定等计算4 基础沉降和倾斜变形计算55 基础的裂缝宽度验算6 基础(桩)内力、配筋和材料强度验算77 有关基础安全的其它计算(如基础动态刚度和抗浮稳定等)风力发电机组基础的受力状况自重机组和基础自重:机组和基础倾覆力矩:机组自重的偏心、风轮产生的正压力以心风轮产生的正压力以及风载荷扭矩:机组调向剪力:风轮产生的正压力与风载荷力发电机组基础的受力状 风力发电机组基础的受力状况风力发电机组基础的力学模型力发电机组基础的与算 风力发电机组基础的设计与计算几尺寸算 基础混凝土重量及几何尺寸的计算基础底部压力所产生的偏心距计算 土壤压力的计算设计配筋抗冲切强度校核基础混凝土重量及几何尺寸的计算原则:保证机组和基础重量所产生的稳定力矩应大于机组运行时所产生的倾覆力矩)(B Q G +max 2KM ≥B基础的底边尺寸K 安全系数(一般取2)风力发电机组基础的设计与计算基础底部压力所产生的偏心距计算偏心受压的基础,所有载荷对基础底部压力所产生的偏心距不能过大Me≤+=QG)6//(B风力发电机组基础的设计与计算土壤压力的计算在按弹性地基计算基础对地基土壤的作用力时,一般应考虑基础自重、机组自重以及倾覆力矩对地基的影响,分别求出它们对地基所产生的压力,然后叠加,求得基础底面土壤的最大压力风力发电机组基础的设计与计算 土壤压力的计算壤压力的计算 基础底面土壤的最大压力不得超过土壤的容许承载力][//)(max 2max P W M B Q G P ≤++=26/B W =基础底面土壤的抗弯截面模量风力发电机组基础的设计与计算设计配筋弯曲应力 最危险的截面一般取塔架与基础交界处的截面))(2(12/1max 2Ι++=P P b B L M f KM =K-构建强度设计安全系数(一般取1.4)M hR A g s 9.0M-计算配筋截面处的设计弯矩-钢筋的抗拉强度设计值 h-基础冲切破坏锥体的有效高度g R力发电机组基础的与算风力发电机组基础的设计与计算抗核抗冲切强度校核风力发电机组基础是钢筋混凝土刚性基础,其抗剪强度般均能满足要求,只需进行抗冲切强度校核一般均能满足要求,只需进行抗冲切强度校核 基础的抗冲切强度由基础的高度确定,如高度不够,在受到机组传来的载荷时,会发生冲切破坏,即沿塔架四周大致成45°方向的斜面拉裂,形成角锥体为确保基础不发生冲切破坏,必须使地基反力产生的冲切力小于等于冲切面处混凝土的抗冲切强度风力发电机组基础的设计与计算抗冲切强度校核hb F F m t L 6.0≤AP F L max =L F -冲切载荷设计值t F 2/)(b m B b b +=-混凝土的抗冲切强度A -梯形面积主要内容要内容力发电机组基础的求 风力发电机组对基础的要求基础的分类基础的设计海上风力发电机组的基础根据地理位置及地质条件的不同,海上风力发电机组基础设计模式主要有(与场址条件密切相关,占投资的20%-30%左右)单桩基础重力基础三脚架基础导管架基础漂浮式基础单桩基础最简单,应用较广泛由焊接钢管组成桩的直径般在35m左右壁厚约为桩直径的 由焊接钢管组成,桩的直径一般在3-5m左右,壁厚约为桩直径的1%打入海床10m-20m以下深度进行固定适用于较浅且海床较为坚硬的水域,海床有岩石则不适用优点制造简单,不需要做任何海床准备缺点受海底地质条件和水深的约束较大;施工安装费用较高;需要做好防冲刷防护2012年欧洲新增海上风电机组基础形式占比•单桩式基础:占74%•重力式基础:占16%重力式基础占16%•塔架式基础:占5%•三支撑基础:占3%•三轴架基础:占2%•漂浮式基础:占0%/式基础占•N/A式基础:占0%重力基础利用基础的重力使整个系统固定,不适合流沙型的海底情况 基础的重力可以通过往基础内部填充钢筋、沙子、水泥和岩石等来获得一般为钢筋混凝土结构优点结构简单,造价低;稳定性和可靠性高缺点需要预先进行海床准备;体积和重量都比较大,安装不方便;适用水深范围太小脚架基础多桩基础三脚架基础(多桩基础)采撑,采用标准的三腿支撑结构由中心柱、三根插入海床一定深度的圆柱钢管和斜撑结构构成(抵抗波浪、水流力)中心柱提供风机塔架的基本支撑增强了周围结构的刚度和强度脚架基础三脚架基础优点制造简单不需要做任何海床准备可用于深海域不需要冲刷防护缺点受地质条件约束较大不适于浅海域建造与安装成本较高导管架基础看象个框从外形看象一个锥台形空间框架适用的水深范围比较大优点建造和施工方便;受到波浪和水流的作用载荷比较小;对地质条件要求不高缺点造价随着水深的增加增长很快漂浮式基础优点:安装与维护成本低,在其寿命终止时,拆除费用也低;对水深不敏感,安装深度可达50 m 以上;波浪荷载较50m小缺点稳定性差平台与锚固系统的设计有定难度 缺点:稳定性差;平台与锚固系统的设计有一定难度。