风力发电塔架
风能发电系统 风力发电机组塔架和基础设计要求
风能发电系统风力发电机组塔架和基础设计要求1. 引言风能发电是一种可再生能源，具有广泛的应用前景。
在风能发电系统中，风力发电机组塔架和基础承担着支撑和稳定发电机组的重要作用。
本文将介绍风力发电机组塔架和基础的设计要求。
2. 风力发电机组塔架设计要求2.1 结构设计要求风力发电机组塔架的设计要求如下：•具有足够的刚度和强度，以抵御风力对塔架的作用力。
•考虑到风力发电机组的重量和动态载荷，进行合理的载荷分析和安全系数设计。
•采用可靠的连接设计，确保塔身的整体稳定。
•良好的耐腐蚀性能，以适应恶劣的天气条件。
2.2 材料选择要求风力发电机组塔架的材料选择要求如下：•选用高强度和耐腐蚀的材料，如碳钢或钢铁合金。
•材料的强度和韧性要满足设计要求。
•考虑材料的可持续性和环境友好性。
2.3 稳定性要求风力发电机组塔架的稳定性要求如下：•考虑到大风和地震等外力的作用，进行稳定性分析和设计。
•采用适当的支撑结构和抗倾覆设计，以保证塔架的稳定。
•考虑土质条件和地基承载力，进行合理的基础设计。
3. 风力发电机组基础设计要求3.1 地基选择要求风力发电机组基础的地基选择要求如下：•选用稳定的土壤或岩石地基。
•考虑地基承载力和沉降性能，进行地基勘探和地质调查。
•根据地基条件，选择适当的基础结构。
3.2 基础设计要求风力发电机组基础的设计要求如下：•确定合适的基础类型，如混凝土基础、钢筋混凝土基础等。
•考虑基础的稳定性、强度和刚度，以确保风力发电机组的安全运行。
•进行合理的地震和风载荷分析，确保基础的稳定性。
•考虑基础的耐久性和耐腐蚀性能，以延长基础的使用寿命。
4. 结论风力发电机组塔架和基础是风能发电系统中重要的组成部分。
塔架需要具备足够的刚度和强度，并考虑到动态载荷和耐腐蚀性能。
基础的选择和设计需要考虑地基承载力、地震和风载荷等因素。
在设计和施工过程中，应遵循相关的规范和标准，确保风力发电机组的安全运行和可靠性。
以上是风力发电机组塔架和基础设计的要求，希望能对相关领域的工程师和研究人员提供一定的参考和指导。
风力发电塔架课程设计
风力发电塔架课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握风力发电塔架的基本原理、结构设计及其在新能源领域中的应用。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述风力发电塔架的基本结构及其功能；2.解释风力发电塔架的工作原理；3.分析风力发电塔架的设计要素；4.评估风力发电塔架在不同环境下的适用性；5.探讨风力发电塔架在未来新能源发展中的作用。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.风力发电塔架的基本概念：介绍风力发电塔架的定义、分类及其在新能源领域的重要性；2.风力发电塔架的结构设计：讲解风力发电塔架的主要组成部分，如塔架、叶片、机舱等，以及它们的设计原则和计算方法；3.风力发电塔架的工作原理：阐述风力发电塔架的发电原理，包括风能转换为电能的过程及相关物理概念；4.风力发电塔架的应用：介绍风力发电塔架在不同行业和领域的应用案例，如陆上风电、海上风电等；5.风力发电塔架的发展趋势：探讨风力发电塔架在未来新能源发展中的潜在价值和研究方向。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，如：1.讲授法：教师通过讲解风力发电塔架的相关概念、原理和案例，引导学生掌握基本知识；2.讨论法：学生就风力发电塔架的设计、应用和发展趋势展开讨论，培养学生的思考和表达能力；3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解风力发电塔架在实际工程中的应用；4.实验法：安排学生进行风力发电塔架模型制作和实验，增强学生的动手能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择权威、实用的风力发电塔架相关教材，为学生提供系统的学习资料；2.参考书：推荐学生阅读相关领域的经典著作和最新研究论文，拓宽知识视野；3.多媒体资料：制作课件、演示文稿等多媒体资料，以图文并茂的形式展示风力发电塔架的相关知识；4.实验设备：准备风力发电塔架模型及其相关实验设备，便于学生进行实践操作。
风力发电机组的塔架与基础
风力发电机组的塔架与基础第一节塔架塔架和基础是风力发电机组的主要承载部件。
其重要性随着风力发电机组的容量增加，高度增加，愈来愈明显。
在风力发电机组中塔架的重量占风力发电机组总重的1/2左右，其成本占风力发电机组制造成本的50% 左右，由此可见塔架在风力发电机组设计与制造中的重要性。
由于近年来风力发电机组容量已达到2~3MW，风轮直径达80~100m，塔架高度达100m。
在德国，风力发电机组塔架设计必须经过建筑部门的批准和安全证明。
一、塔架的结构与类型塔架主要分为桁架型和圆筒型。
桁架型塔架如图10-1示。
桁架型塔架在早期风力发电机组中大量使用，其主要优点为制造简单、成本低、运输方便，但其主要缺点为不美观，通向塔顶的上下梯子不好安排，上下时安全性差。
圆筒型塔架如图10-2 示。
在当前风力发电机组中大量采用，其优点是美观大方，上下塔架安全可靠。
以结构材料可分为钢结构塔架和钢筋混凝土塔架。
钢筋混凝土塔架在早期风力发电机组中大量被应用，如我国福建平潭55kW风力发电机组（1980年）、丹麦Tvid2MW风力发电机组（1980年），后来由于风力发电机组大批量生产，从批量生产的需要而被钢结构塔架所取代。
近年随着风力发电机组容量的增加，塔架的体积增大，使得塔架运输出现困难，又有以钢筋混凝土塔架取代钢结构塔架的苗头。
二、塔架的设计与计算塔架的主要功能是支承风力发电机的机械部件，发电系统（重力负载），承受风轮的作用力和风作用在塔架上的力（弯矩、推力及对塔架的扭力），塔架还必须具有足够的疲劳强度，能承受风轮引起的振动载荷，包括起动和停机的周期性影响、突风变化、塔影效应等。
塔架的刚度要适度，其自振频率（弯曲及扭转）要避开运行频率（风轮旋转频率的3倍）的整数倍。
塔架自振频率高于运行频率的塔称之为刚塔，低于运行频率的塔称之为柔塔。
1. 塔架静强度的载荷条件1）横吹：风速为65m/s（2s 平均）风轮不转动，叶片顺桨，风向是横向吹在机舱上。
风力发电机组的塔架
风力发电机组的塔架近年来，风力发电的市场越来越受到人们的关注和青睐。
与传统的火力发电相比，风力发电对环境的污染更少，成本更低。
而风力发电机组的塔架，则是整个风力发电系统的一个非常重要的组成部分。
本文将会深入探讨风力发电机组的塔架。
一、塔架的类型在风力发电系统中，塔架主要有以下几种类型。
1. 个人消费型风力发电机组的塔架这种类型的塔架适用于家庭个人使用的小型风力发电机组。
由于其装置简单，主要为支承塔架与风轮塔轴连接，所以价格较为便宜。
不过，个人消费型风力发电机组的塔架能量产出很小，适用于满足家庭的基本用电需求。
2. 工业风电场的塔架工业化规模的风电场的塔架要求更为严格，也更复杂。
常用的工业风电场塔架为桩式塔架和筒式塔架。
相较于个人消费型风力发电机组的塔架，工业风电场的塔架所拥有的能量产出更大，能够满足工业用电的需求。
3. 海上风电场的塔架由于海上风场的塔架需要经受更为严峻的海上环境，海上风场塔架的结构设计也会更为严格和复杂。
海上风场塔架通常采用基础部分伸入海底的结构，具有更高的稳定性和耐腐蚀性。
二、工业风电场塔架的构造工业风电场的塔架通常由以下几个部分组成。
1. 塔架基础塔架基础是塔架的重要组成部分。
塔架基础分类有吊装式基础、钢筋混凝土基础、带底板基础等。
作为风力发电机组整个系统的根基，基础的选用要严格按照风力资源的适应性、地形条件、土壤条件等多方面进行考虑。
2. 塔身外壳塔身外壳主要是为风机机组和内部组件提供一个承载和保护的空间。
塔架的外壳设计必须具备的特点有良好的密封性和强度。
在安装过程中还需注意避免塔身的变形，否则会对风机机组的工作产生不良影响。
3. 上座组件上座组件是风机机组的重要组成部分，负责安放风机机组、转向机、变速机以及发电机等关键部件。
上座组件的结构设计要尽可能减小风的阻力，使风能以最佳的效率传递到风机机组中。
三、海上风电场塔架的特点海上风电场塔架相较于普通工业化风电场塔架有以下特点。
风力发电机组系统学习之塔架
2．实物检查（塔筒厂家处理） 法兰面喷锌，法兰孔喷漆避雷螺柱喷锌
土建完后的检查项目： 1．基础的水平度：
最大允许误差：2.5mm 法兰面上不允许有高点（打磨掉） 工具：水准仪、塔尺 2．接地电阻允许最大值：4欧
基础环平面度检查
抗拉强度： 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排 列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然 发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直 至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明 显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此 处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂 破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值（b点对应值） 称为强度极限或抗拉强度。
单位:kn/mm２(单位面积承受的公斤力)
塔架法兰连接螺栓（70m）
基础与塔架连 接螺栓
下部与中部塔 架连接螺栓
名称 螺栓 螺母 垫圈 螺栓 螺母 垫圈
中部与上部塔 架连接螺栓
螺栓 螺母 垫圈
上部塔架与机 舱连接螺栓
螺栓 螺母 垫圈
规格 M39×285
M36 37 M36×260 M36 37 M36×230
垂直度⊥： 当理论正确角度相对于基准面为90时，称为垂直度公差； 公差带：当以平面为基准时，若被测要素为平面，则其垂直度 公差带是距离为垂直度公差值，垂直于基准平面的两平行平面 之间的区域．垂直度量测用量角器或垂直度量测仪。
直线度误差： 直线上各点跳动或偏离此直线的程度。 主要是测量圆柱体和圆锥体的素线直线度误差(见形位公差)、机 床和其他机器的导轨面以及工件直线导向面的直线度误差等。 常用的测量方法有直尺法、准直法、重力法和直线法等。 理想的移动路径为直线，任何在直线水平方向的偏移量称为水 平直线度，垂直方向则称为垂直直线度。
风力发电塔架基础与塔架的设计
风力发电塔架基础与塔架的设计一、风力发电塔架基础设计稳固的塔架基础是风力发电塔架系统的重要组成部分，它需要能够承受塔架和风力机的整体重量，并能够抵御风力对其产生的侧向力。
风力发电塔架基础的设计主要包括以下几个方面：1.地质勘察：在设计塔架基础之前，需要进行地质勘察，以确定地下地质条件，包括土壤的类型、强度和稳定性。
这对基础的设计和施工有着重要的指导作用。
2.基础类型：根据地质勘察结果，选择适合的基础类型，常见的有浅基础、深基础和桩基础等。
在选择时需要综合考虑地质条件、塔架重量、风力加载等因素。
3.基础尺寸：根据塔架和风力机的重量以及风力加载条件，确定基础的尺寸。
一般来说，基础的宽度要足够大以提供稳固的支撑面积，基础的深度要足够深以达到稳定的层，从而确保塔架的稳定性。
4.材料选择：在设计基础时，需要选择适合的材料。
常见的材料有钢筋混凝土和钢结构。
钢筋混凝土基础通常用于较小规模的风力发电塔架，而大型风力发电塔架更适合采用钢结构。
二、风力发电塔架结构设计1.塔筒设计：塔筒是连接风力机与塔架基础的关键部分，承受塔架和风力机的重量以及风力对其产生的侧向力。
设计塔筒时需要考虑综合因素，如载荷分布、结构强度和成本等。
2.横梁设计：横梁连接塔筒和风力机，承受塔架和风力机的重量。
横梁需要具备足够的强度和刚度，以保证塔架的稳定性和安全性。
3.工作平台设计：风力发电塔架上需要设置工作平台，以方便维护和检修风力机。
工作平台的设计需要考虑人员的安全，通常包括防护栏杆和安全门等设施。
在进行风力发电塔架结构设计时，需进行强度和稳定性分析，并采用计算或模拟软件进行验证。
设计过程中还需考虑施工可行性，尽量减少材料和成本的使用，提高施工效率。
综上所述，风力发电塔架基础与塔架的设计需要综合考虑多个因素，包括地质条件、载荷要求、施工条件等。
通过合理的设计和分析，可以确保塔架的稳定性和安全性，提高风力发电系统的可靠性和效益。
风力发电机组-塔架
I
GB/T 19072-200X
前
言
本标准是对 GB/T19072-2003《风力发电机组 塔架》的修订。 本标准主要修订内容有： ——扩大了标准的适用范围； ——补充了设计要求； ——对塔架主要材料的要求作出了具体规定； ——工艺要求修订为塔架制造，增加了钢材下料要求，补充了焊接工艺要求，增加焊接后塔 架的精度要求； ——检验中增加了检验项目，并确定了检验方法； ——增加了竣工资料和随机文件的内容； ——补充了标志、包装、运输和储存的要求； 从本标准实施之日起，同时代替 GB/T19072-2003。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国风力机械标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：浙江运达风力发电工程有限公司、上海泰胜电力工程机械有限公司、国电机械 设计研究院。 本标准主要起草人：
fR 0.95 f 0,1 f R ,m f 0,n 0.95或 f R ,m f 0,n 1.05
式中： f R ——正常运行范围内风轮的最大旋转频率；
f 0,1 ——塔架的第一阶固有频率； f R ,m —— m 个风轮叶片的通过频率； f 0,n ——塔架的第 n 阶固有频率。
要确定的固有频率的阶数 n 应选择的足够大， 以便计算的最高固有频率比叶片的通过频率至少高出 20%。 b) 对于塔架的频率，应考虑基础的影响。 c) 在计算固有频率时为了考虑不确定性因素的影响，频率应有±5%的浮动。 d) 设计时还应对由阵风引起的沿风向的振动和湍流引起的横向振动加以考虑。 5.2.2 塔架的疲劳损伤分析 塔架的疲劳损伤分析可按GB 18451.1-2001中7.6.3的规定。塔架焊缝疲劳分析包括以下方面： a) 塔架环焊缝的疲劳计算； b) 塔架门与塔壁连接位置上焊缝的疲劳计算； c) 塔架顶部法兰位置上焊缝的疲劳计算。 5.2.3 塔架的涡激振动分析 塔架的涡激振动是塔架安装时，风吹过塔架产生漩涡引起的振动，可能对塔架有损伤，所以需要进 行计算分析。 涡激振动载荷计算可以根据DIN4133标准。 5.3 法兰与螺栓的强度分析 5.3.1 法兰联接螺栓极限和疲劳分析 所有重要的联接螺栓应进行极限载荷和疲劳载荷的强度计算。 所有钢结构高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件应符合GB/T 1228～1231的规定。 大于M30的螺栓可参照国外标准选用。 钢结构高强度螺栓联接的设计、 施工及验收应符合JGJ 82的规定。 5.3.2 法兰极限强度分析
风电机组 塔架 标准
风电机组塔架标准
风电机组塔架的标准包括以下方面:
1.结构强度和稳定性:塔架和基础的设计应满足正常和极端I况下的结构强度和稳定性要求，保证其能够承受风力产生的荷载和外部环境的影响。
2.抗风能力:塔架和基础的设计应考虑风能发电机组的空气动力学特性和风力作用特点，确保在风速变化和风载变化过程中保持良好的抗风能力。
3.尺寸和重量限制:塔架和基础的设计应尽量满足尺寸和重量限制，以降低成本和施I难度，同时考虑给风力发电机组提供足够的稳定支撑。
4.耐久性和寿命:塔架和基础应具有较长的使用寿命，能够在多年的风力发电运行中保持结构的稳定性和强度。
5.施工和维护便利性:塔架和基础设计应充分考虑施工和维护的便利性，方便设备的安装和日常维护。
此外，塔架结构设计还必须符合相关国家标准和行业规范，包括塔架结构应满足结构稳定性、载荷能力、相关参数符合标准等要求。
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按照《混凝土结构设计规范》沿周边均匀配置纵向钢筋 的环形截面偏心受压构件，其正截面受压承载力按下式计算：
N 1fc A p0Ap t f py p0 Ap t f y As
sin sin M 1f c Ar1 r2 f py A p rp 2
图2 预制板
图3 预制板间的连接构造
图4 混凝土塔与钢塔 连接部位构造
（二）、整体式预应力混凝土塔架考虑应变率影响的分 析和设计 1.风力发电机的参数和塔架几何尺寸 1.1 塔架几何尺寸如表2所示
表2 塔架类型 塔架高度（H） 轮毂中心高度 塔底外径 塔底壁厚 塔顶外径 高塔 120m 121.8m 6.4m 0.3m 3.2m
垳架式钢结构塔架
格构式钢结构塔架
锥筒式钢塔架、混凝土塔架
圆筒式钢塔架、混凝土塔架
钢－预应力混凝土混合塔架
二、为什么需预应力混凝土塔架：随着风力发电向单机大容量 发展，使塔架高度越来越大，体积增大，运输困难，所以出现 了预应力混凝土塔架。 预应力混凝土塔架的优点是： 耐疲劳、抗腐蚀能力强、耐久性好、维修费用低、节约钢材、 造价低、稳定性好、现场施工方便。 （1）施加预应力扩大了结构的弹性范围，调整了结构中的内 力分布，较小结构变形； （2）相对于钢-混凝土组合结构而言，使用预应力技术可以有 效地利用高强钢材，减轻结构自重，工程实践证明可节约钢材 10%~30%； （3）增强应力幅值，降低结构的抗疲劳能力，由于施加了预 应力，降低了混凝土截面的最大拉应力，有效应力幅值的降低 增强了结构的疲劳使用寿命；
Fx 0.4Cp R 2 V2
(2)转矩 M x计算如下式 Mx 9550P n
(3)偏转力矩 M y可按下式计算
4 M y R 2e sin cos 9
经计算得到以下结果：
Fz 848.1kN
Mz 925.9kN m
My 3627.2kN m
2.2 考虑应变率影响的混凝土强度
风力发电预应力混凝土塔架设计和分析
作者：宋玉普 尹翠 陈渊
一 、前言 随着社会的发展和人民生活水平的提高，人 类对能源的需求量也越来越大，然而石油、煤这些能源属于 非再生能源，用了就意味着越来越少，另外，此类能源的大 量消耗产生的污染物对人类的生活环境也有严重的危害，因 此，风能的开发利用越来越引起各国的重视。
F（20）=34.440kN F（40）=43.830kN F（60）=49.340kN F（80）=54.340kN F（100）=53.396kN F（120）=49.368kN
2.1.3 作用于塔顶的荷载 风力发电塔架在切出风速作用下受到如下荷载作用。 (1)气动荷载 当风速达到切出风速时，为安全起见，风叶在切出荷载作用下 Fx 的气动荷载 应乘以0.4的安全系数。
z zsz0
对于风力发电塔这种变截面的高耸结构的风振系数按下式 进行计算：
z 1 z / z
z 6z2H2 4z3H z4 3H4
计算得作用在塔身各节点处风荷载标准值的结果如下:
F（10）=27.574kN F（30）=39.501kN F（50）=46.956kN F（70）=51.104kN F（90）=54.273kN F（110）=51.660kN
Fy m1 m2 g
y
(2)由风叶和机舱重力引起的力矩 M z按下式计算：
Mz m1 m2 ge
计算得到以下结果：
Fy 987.3kN
Mz 1974.5kN m
2.1.2 风荷载 风荷载与结构高度、横截面尺寸、构件形式等有关。我国 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001)规定: 垂直于建筑物表 面上的风荷载标准值，按下述公式计算：
风力发电是利用风能的主要方式，风力发电机塔架是风 力发电机组的承重构件，它支承叶轮到一定的高度，以获得 足够大的风速来驱使叶轮转动，将风能转化为电能。
风力发电机塔架的结构形式主要有桁架式钢结构塔架， 格构式钢结构塔架，圆筒式或锥筒式钢塔架和混凝土塔架， 钢-预应力混凝土混合塔架等。重量占全机组的一半，成本 占15%。
表1
Fw
(kN)
29.57 33.03 37.04 37.75 37.80 37.14
2
kN / m
2
z
(kN)
9.65 20.97 24.35 26.82 28.64 29.52
Fw
h (m)
6.63 15.16 25.09 35.07 45.04 55.01
位置 (m)
60~70 70~80 80~90 90~100 100~110 110~120
z z s z0
西北地区某2.5MW风力发电钢-预应力混凝土混合塔架，如图1所示:
z
o
y
x
z
图 1
塔架示意图
基本资料
当地基本风压为0.5kN/m 2 ，地面粗糙度类别为B类，塔高 120m，风轮直径100m，轮毂处高度122m，塔架下段采用预应力 混凝土结构，高70m，塔底截面外径7m，壁厚0.35m，顶部截面 外径4m，壁厚0.25m，混凝土强度等级采用C80，上段采用钢结 构，高50m，塔底截面外径4m，壁厚0.035m，塔顶截面外径3m， 壁厚0.025m，钢材强度等级为Q345，塔筒壁厚沿高度线性变化， 风轮和机舱质量中心到塔架轴线的偏心距离为1m，风轮和机舱 总质量为100t。
塔顶壁厚
钢塔高度 预应力混凝土塔高
0.08m
50m 70m
1.2 所设计的风力发电机的几何尺寸、重量和性能等基本 特性如表3所示
表3 设计 概要 名称 额定功率 (P) 塔架高度 (H) 叶轮直径（D） 风力 发电 机参 数 额定风速 额定转速（n） 切出风速 (V) 叶片质量（m1 ） 参数值 2.5MW 120m 98m 15m/s 23r/min 25m/s 7033.7*3kg
三、预应力混凝土塔架形式：分离式、整体式的优点和缺点。
分离式的优点：筒身预制板之间结构连贯性好；缺点：施工不 遍。 整体式的优点：施工方便；缺点：施工过程中易形成空隙，造 成结构不连贯。
（一）分离式预应力混凝土塔架设计和分析
1.考虑动力特性的材料强度取值 作用在结构上的风荷载也是随时间不断变化的动态载荷， 因此，应该考虑塔身混凝土材料在动力荷载作用下强度的提高， 根据我们的试验结果，对混凝土材料强度提高10%。 2.预应力混凝土塔架设计计算 风力发电机在运行的过程中，塔架要承受风轮和机舱传 递的力和力矩、风荷载等，各种荷载的计算方法如下：
机舱质量（m 2 ）
类型 塔架 参数 混凝土设计 强度等级 塔架尺寸
79640.9kg
预应力钢筋混凝土
C80
见表2
2
预应力混凝土塔架的设计计算
2.1 荷载计算 塔架的荷载包括永久荷载、可变荷载和地震作用。其中永 久荷载主要有塔架、机舱和风轮的自重等，可变荷载主要是风 荷载的影响。 2.1.1 永久荷载 (1)垂直力 由风叶和机舱的质量引起的垂直力 F 按下式计算：
sin sin t sin f py p 0 A p rp f y As rs
t 1 1.5
经计算得：受压区混凝土截面面积与全截面面积的比值
0.23
截面受弯承载力为 204178kN m ，满足要求。
3
现场施工
分离式预应力混凝土塔架由工厂预制，现场组装并采用后张 法施加预应力将各构件连接形成整体，塔架每环段由3片预制板 组成，如图2所示。预制板通过预留钢筋连接成整体圆环，如图3 所示。圆环段之间采用承插口方式进行连接。混凝土塔段和钢塔 段之间用法兰盘连接，如图4所示。
风力发电塔混凝土结构在其工作过程中除了承受正常的设 计荷载外,往往还要经受各种突然的动荷载作用,如地震、风荷 载等。一般认为,在动态荷载作用下引起的混凝土材料的力学 特性是显著区别于其准静态情况的。大量研究表明混凝土是应 变速率敏感材料,其强度、刚度、韧性(脆性)等性质均随加载 速率而变化。根据我们的试验结果得知：随着应变率的增加， 混凝土强度提高系数为10%。
作用在塔顶的集中荷载： （1）水平推力 4 Fy R 2V 2 9 （2）竖向压力
Fz m g
（3）由风轮和机舱质量中心与塔架轴线的偏心产生的俯仰力矩
M x1 Fz e
（4）由风轮扫掠面内风速分布不均匀产生的俯仰力矩
M x2
8 3 2 R V1 V22 27 3
根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)规定，垂直作 用于塔身单位面积上的风荷载标准值由下式确定：
Mmax 1.825105 kN m
塔架在风荷载、塔架重力等荷载作用下的最大弯矩为
M 1.82 105 kN m
M M max
满足要求。
3
预应力混凝土塔架和基础的施工 采用滑模法施工，现场浇筑混凝土，该法具有成本低、整 体性好和施工速度快等优点。
图1 滑模法施工
3.1 基础施工 风力发电机基础的地基处理中采用现场灌注桩基础，由于 纵向钢筋配筋直径较大且数量较多。因此，按照施工图设计径 向钢筋的下料长度，联系钢筋生产厂定扎（用一定数量的小直 径的钢筋绑扎成满足要求面积的钢筋束）并在现场下料焊接， 这样经过定扎运抵现场的钢筋不需要断料和配料等工序，并节 约了钢筋接头，同时钢筋接头的减少，也提高了风机基础的质 量。
2.3 预应力混凝土塔架设计计算 塔身的厚度随高度线性变化，塔架的重量:G1=12479.7kN， 塔架底截面所受轴力N=14247.47kN，剪力F=1403.88kN，假定塔 3 架采用C80混凝土，弹性模量为38GPa，密度为2500kg/m ；钢材 部分采用Q345钢材，密度为7850kg/m，弹性模量为206GPa；预 应力筋采用钢绞线1*7(d=21.6mm)，强度1860N/mm2的低松弛钢绞 线制成，弹性模量为206GPa；本文对后张法构件进行体外预应 力法施工；非预应力钢筋选用HRB400，直径为20mm。