风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算方法技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算方法，根据风力发电机厂家资料，按照相应比例分配，得出下法兰弯矩设计值，进而计算得出基础环下法兰上下表面处混凝土的最大压应力与素混凝土的局部抗压强度比较，判别混凝土局部受压验算的通过与否。本发明专利技术使得风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算有据可循，同时为评价风力发电机基础连接安全性提供了参考。

Method for checking local compression of concrete at the joint of flange of foundation and base of wind turbine

The invention discloses a wind turbine generator foundation and foundation ring flange joints of concrete local compression calculation method, according to the data of wind turbine manufacturers, in accordance with the distribution of the corresponding proportion, the lower flange moment design value, and then calculated the maximum pressure based ring flange on the lower surface of concrete local compressive strength and plain concrete, concrete local compression by checking the discrimination or not. The invention provides a basis for checking the local compression of the concrete of the wind generator foundation and the lower flange joint of the foundation, and provides a reference for evaluating the safety of the foundation connection of the wind power generator.

【技术实现步骤摘要】
风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算方法
本专利技术涉及一种风力发电机基础与基础环连接验算方法，特别是涉及基础环下法兰上下表面处风力发电机基础混凝土局部受压验算的方法。
技术介绍
近年来，风电发展迅速，同时风电结构的安全形势也越来越受到关注，不断有风力发电机基础结构损坏的报道和事故。究其原因，基础环与混凝土基础之间产生裂缝，与混凝土表面脱开，雨水进入基础内部，最终导致混凝土破坏，影响风力发电机结构运行安全，危害人民生命财产安全。由于基础环的形状复杂，与基础混凝土之间的荷载传递机理及作用方式复杂，缺乏公认的风力发电机基础连接验算方法，无可参考的设计依据及规范。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算方法，包括以下步骤：第一步，根据风力发电机厂家荷载资料，按照规范计算荷载效应基本组合作用下的轴力设计值N和弯矩设计值M，并采用弯矩分配系数计算得出下法兰弯矩设计值Mst,其中弯矩分配系数γst在0.5～0.75之间取值：Mst＝γst×M第二步，根据基础环体型参数，计算得出基础环下法兰下表面与混凝土的接触面积Ast，下法兰的抗弯模量Ist：下法兰上表面与混凝土的接触面积也为Ast；式中，Rout为基础环外半径，Rin为基础环内半径；第三步，根据第一、第二步求得参数轴力设计值N、下法兰弯矩设计值Mst、接触面积Ast、抗弯模量Ist、基础环外半径Rout、基础环内半径Rin，计算得基环下表面处混凝土的最大压应力σdown和上表面处混凝土的最大压应力σup:第四步，根据《混凝土结构设计规范》计算素混凝土的局部抗压强度σ1a：σ1a＝0.85ωβlfc式中，ω——荷载分布的影响系数：计算基础环上表面时取0.75，计算基础环下表面时取1.0；βl——混凝土局部受压时的强度提高系数，计算基础环上表面时取1，计算基础环下表面时取fc——混凝土轴心抗压强度设计值；第五步，根据第三步中计算得到的基础环下表面处混凝土的最大压应力σdown和上表面处混凝土的最大压应力σup与素混凝土的局部抗压强度σ1a比较，若计算出的σdown与σup不大于σ1a，则判断风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土局部受压验算通过；若计算出的σdown和/或σup大于σ1a，则判断风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土局部受压验算未通过。所述弯矩分配系数γst根据风力发电机组的荷载大小、基础环埋深、基础环附加连接构造形式的不同在0.5～0.75之间取值。本专利技术的有益效果是，使得风力发电机基础与基础环连接下法兰混凝土的局部受压验算有据可循，同时为评价风力发电机基础安全性提供了参考。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：本专利技术的一种风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算方法，包括以下步骤：第一步，根据风力发电机厂家荷载资料，按照规范计算荷载效应基本组合作用下的轴力设计值N和弯矩设计值M，并采用弯矩分配系数计算得出下法兰弯矩设计值Mst,其中弯矩分配系数γst在0.5～0.75之间取值：Mst＝γst×M第二步，根据基础环体型参数，计算得出基础环下法兰下表面与混凝土的接触面积Ast，下法兰的抗弯模量Ist：下法兰上表面与混凝土的接触面积也为Ast；式中，Rout为基础环外半径，Rin为基础环内半径；第三步，根据第一、第二步求得参数轴力设计值N、下法兰弯矩设计值Mst、接触面积Ast、抗弯模量Ist、基础环外半径Rout、基础环内半径Rin，计算得基环下表面处混凝土的最大压应力σdown和上表面处混凝土的最大压应力σup:第四步，根据《混凝土结构设计规范》计算素混凝土的局部抗压强度σ1a：σ1a＝0.85ωβlfc式中，ω——荷载分布的影响系数：计算基础环上表面时取0.75，计算基础环下表面时取1.0。βl——混凝土局部受压时的强度提高系数，计算基础环上表面时取1，计算基础环下表面时取fc——混凝土轴心抗压强度设计值；第五步，根据第三步中计算得到的基础环下表面处混凝土的最大压应力σdown和上表面处混凝土的最大压应力σup与素混凝土的局部抗压强度σ1a比较，若计算出的σdown与σup不大于σ1a，则判断风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土局部受压验算通过；若计算出的σdown和/或σup大于σ1a，则判断风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土局部受压验算未通过。所述弯矩分配系数γst根据风力发电机组的荷载大小、基础环埋深、基础环附加连接构造形式的不同在0.5～0.75之间取值。下面举例说明本专利技术方法计算的实例：若已知：某风力发电机荷载轴力设计值为4577kN，弯矩设计值为61830kNm,基础环下法兰外半径为2.32m，内半径为1.95m。风力发电机基础混凝土强度等级为C40，对基础环下法兰上、下表面处风力发电机基础混凝土局部受压验算。第一步，根据弯矩设计值M，求得下法兰弯矩设计值Mst，取γst＝0.5：Mst＝γst×M＝0.5×61830＝30915(kN·m)第二步，根据基础环体型参数，计算得出基础环下法兰下表面与混凝土的接触面积Ast和下法兰的抗弯模量Ist：第三步，得出基础环下表面处混凝土的最大压应力σdown和上表面处混凝土的最大压应力σup：第四步，计算素混凝土的局部抗压强度σ1a，对于C40混凝土，fc＝19.1(MPa)：上表面：σ1aup＝0.85ωβlfc＝0.85×0.75×1.0×19.1＝12.176(MPa)下表面：第五步，将计算得出的基础环下表面处混凝土的最大压应力σdown和上表面处混凝土的最大压应力σup与素混凝土的局部抗压强度σ1a比较：σdown＝7.216(MPa)≤28.119(MPa)＝σ1adoσup＝5.371(MPa)≤12.176(MPa)＝σ1aup因此，可判断基础环下法兰上下表面处风力发电机基础混凝土局部受压验算通过。如果计算出的基础环下表面处混凝土的最大压应力σdown和上表面处混凝土的最大压应力σup中任一项大于对应的σ1a或二者同时大于对应的σ1a，则判断风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土局部受压验算未通过。以上所述的实施例仅用于说明本专利技术的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本专利技术的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本专利技术的专利范围，即凡本专利技术所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本专利技术的专利范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，根据风力发电机厂家荷载资料，按照规范计算荷载效应基本组合作用下的轴力设计值N和弯矩设计值M，并采用弯矩分配系数计算得出下法兰弯矩设计值M

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机基础与基础环下法兰结合处混凝土的局部受压验算方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，根据风力发电机厂家荷载资料，按照规范计算荷载效应基本组合作用下的轴力设计值N和弯矩设计值M，并采用弯矩分配系数计算得出下法兰弯矩设计值Mst,其中弯矩分配系数γst在0.5～0.75之间取值：Mst＝γst×M第二步，根据基础环体型参数，计算得出基础环下法兰下表面与混凝土的接触面积Ast，下法兰的抗弯模量Ist：下法兰上表面与混凝土的接触面积也为Ast；式中，Rout为基础环外半径，Rin为基础环内半径；第三步，根据第一、第二步求得参数轴力设计值N、下法兰弯矩设计值Mst、接触面积Ast、抗弯模量Ist、基础环外半径Rout、基础环内半径Rin，计算得基环下表面处混凝土的最大压应力σdown和上表面处混凝土的最大压应力σup:<...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐志诚，周颖，王中平，董雷，吴海明，苏芳，郑轶昕，梁花荣，
申请(专利权)人：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11