鋼筋混凝土風力發(fā)電高塔非線性受力全過程試驗研究.pdf

1、風能是一種清潔無污染的可再生資源，風力發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前，國內(nèi)、外已建的風力發(fā)電高塔主要采用鋼錐簡塔形式，而關(guān)于混凝土塔體的設(shè)計與研究則相對缺乏。隨著風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風機功率逐漸提高，所需要的風速條件也逐漸增大，這必然導(dǎo)致風力發(fā)電塔高度的增加，此時，混凝土塔身無論在經(jīng)濟指標方面，還是在結(jié)構(gòu)剛度方面都表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越性。由于缺乏符合我國實際情況的第一手資料，在設(shè)計鋼筋混凝土風力發(fā)電高塔時，還主要參考國際

2、上的規(guī)范。本文希望通過以實際工程結(jié)構(gòu)為背景的模型試驗和非線性分析，為我國混凝土風力發(fā)電高塔的設(shè)計和規(guī)范的制定提供參考。 首先以實際工程結(jié)構(gòu)為背景，通過相似準則進行模型結(jié)構(gòu)和試驗方案設(shè)計，在同濟大學大型多功能試驗機上開展了鋼筋混凝土風力發(fā)電高塔非線性受力全過程試驗，分析了其在靜力荷載作用下的破壞模式、極限承載力和結(jié)構(gòu)延性性能，同時進行了模型結(jié)構(gòu)材料的材性試驗，為進一步的非線性分析奠定了基礎(chǔ)。 損傷力學已被廣泛應(yīng)用于混凝土非

3、線性特性的研究工作當中，本文簡要介紹了混凝土損傷力學的基本原理和在混凝土本構(gòu)研究中的應(yīng)用；采用基于損傷能釋放率的混凝土彈塑性損傷本構(gòu)模型，研究了風力發(fā)電高塔非線性受力全過程分析問題。該模型以受拉損傷變量和受剪損傷變量為基本損傷變量，基于損傷能釋放率建立損傷準則，并考慮了塑性和損傷的耦合作用，具有堅實的熱力學基礎(chǔ)和相對簡單的數(shù)值算法。以此為基礎(chǔ)，進一步考慮了鋼筋和混凝土之間的相互作用，在通用有限元軟件ABAQUS上針對上述鋼筋混凝土風力發(fā)