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进入21世纪,为保障人类可持续发展,新能源的开发已成为一大研究热点。风能作为一种清洁而又广泛的可再生能源,越来越受到世界各国的青睐。风机基础作为整个风机结构的承载构件,承受着360°方向重复荷载,而且具有大偏心受力特性。传统风机基础往往存在施工周期长、造价高、安全稳定性能不足等缺陷。近年来,由于装配式建筑环保、节能、高效等优势,我国已经开始逐步推广,而装配式基础同样具备以上优势。本文主要研究一种新型装配式风机基础,这种基础结合了装配式建筑优势与风机基础受力特点,具有良好的应用前景。论文围绕新型装配式风机基础的开发及受力性能展开研究,主要研究内容如下: 一、结合装配式风机基础的结构特点,并基于筒型基础水平承载力研究经验,进行了装配式风机基础的水平承载特性分析。根据装配式基础水平荷载作用下的受力特征,运用极限地基反力法进行装配式基础水平承力的计算,通过理论推导计算,利用平衡方程求解出了不同直径装配式基础水平承载力理论值。 二、运用有限元方法进行了装配式风机基础水平荷载作用下的受力特性模拟计算。通过位移加载的方式,研究装配式基础在水平荷载作用下的整体受力变形以及承载特性。结果表明,在水平荷载作用下,装配式基础具有较大刚度,其变形特征类似于埋入式筒型基础,表明预应力的作用能够使各装配式基础环协调变形。与现浇整体式基础相比,装配式混凝土基础受力状况并未变差,甚至稍优于现浇式整体基础。通过荷载位移曲线,确定了不同直径装配式基础水平承载力值,并且与理论计算结果进行对比,二者基本一致。 三、通过对新建风场工程地质条件以及风机荷载条件的分析,进行了装配式风机基础设计方法的研究。考虑基础装配后的特点,对接触面的抗剪性能进行了分析计算,结果表明,在一定锚索预应力作用下,接触面抗剪强度可以满足要求。对新建风场装配式风机基础极端工况下的地基强度和基础稳定性进行了验算,具体包括地基抗压、抗倾覆稳定性、抗滑稳定性以及最小配筋验算,验算结果均满足设计要求,为装配式基础的设计计算提供了基本思路。 四、针对极端工况下装配式基础变形及各部件的受力特征,开展了复合加载条件下装配式风机基础设计实例的有限元模拟,结果表明基础变形及各部件受力情况满足规范要求。对装配式基础主要设计参数进行了系统地分析,具体包括装配式基础高径比、不同基础块厚度、不同锚索数目以及不同装配块层数对于装配式基础的整体变形和受力的影响,为装配式基础的优化设计提供科学依据。