中空夹层钢管混凝土风电塔风荷载作用下受力性能分析

摘要

传统风力发电塔大多为细长高耸薄壁钢结构，在极端风速下易发生局部屈曲破坏.因此基于DTU-10MW海上风机结构，通过抗弯刚度和抗弯承载力不低于原钢塔的原则提出中空夹层钢管混凝土(CFDST)塔，并在ABAQUS中建立精细有限元模型，对比了两类塔的材料用量、屈曲承载力和风荷载下的动力响应.结果表明，CFDST塔相比原钢塔最大直径减小6%,壁厚减小50%,用钢量减小18.80%,大大改善钢塔局部失稳的问题；在不同的风速下，CFDST塔筒顶部最大位移、顶部加速度最大值、顶部速度最大值和基底剪力最大值分别减小29.39%、16.14%、63.78%和19.80%以上.CFDST塔筒可改善传统风电塔筒的受力性能，降低运输和施工难度，可供类似塔筒的设计提供参考.

关键词

风电塔 / 数值分析 / 中空夹层钢管混凝土塔 / 受力性能

基金资助

国家自然科学基金(51978570); 国网浙江省电力有限公司科技项目(5211JY220003)