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风是人类最熟悉的一种自然现象,风无处不在。风能是一种最具活力的可再生能源,它实质上是太阳能的转化形式,故可以认为取之不尽、用之不竭、洁净无污染。风机基础对风力发电机组的安全稳定运行至关重要。风力发电机组基础通常要承受360度方向的重复荷载而且具有大偏心受力的特性,对地基基础的要求较高。和建筑、水利和电力行业的结构相比,风机基础的受力特性有很大的不同。因此研究风电机组格构式扩展基础的力学性能具有实际意义。 本文以某具体风电场为研究背景,其风电机组基础为格构式扩展基础,采用有限元数值模拟,对风机格构式扩展基础的力学特性、基础底板参数的变化以及配筋方法进行了一定程度的研究。主要研究内容和结论如下: (1)根据工程资料,拟定10种不同的方案,模拟从砂砾土地基到刚性地基的变化,通过基础沉降和应力分布,绘制曲线图,总结规律发现格构式扩展基础底部最大沉降位移随着地基弹性模量的增大而减小,基础底部的应力最大值总体呈下降的趋势,在风电场选址时,选取地质情况较为坚硬的地基可以改善风机基础底部的受力情况。 (2)采用ANSYS有限元软件对基础进行三维仿真模拟,通过改变基础底板的厚度,分析基础沉降值和关键部位的应力值可知,基础底板厚度在1.0m内时,随着基础底板厚度的增大,底板底部位移和应力降低趋势明显,基础底板厚度超过1.0m后,底板底部位移和应力降低趋势减弱。表明单纯从加大基础底板厚度的角度来减小位移和应力是不可取的。 (3)采用结构力学计算方法以及有限元法这两种方法对风电机组格构式扩展基础进行配筋的计算,结果表明,相同位置处,有限元法计算得到的配筋面积整体小于结构力学法计算的配筋面积。工程上用结构力学算法进行配筋计算是偏于安全的,也是可行的。