李 斌，文昊天，高春彦

（内蒙古科技大学 土木工程学院土木工程系，内蒙古 包头 014010）

风力发电单机容量的不断增大使得应用于大型风电机组的传统塔架结构安全性越来越低[1]，风电事故时有发生。当风力发电机塔筒超过一定高度后，其结构的力学性能下降非常明显，主要表现在：塔顶在水平荷载作用下变形过大，塔身与上部风机产生共振，塔身容易发生疲劳破坏[2]。塔架是风力发电机组的主要承载结构，不但要承受机舱重量、风轮作用力以及风对塔架的弯、剪、扭等静力作用，还要承受振动作用力[3]。而且钢制高耸结构对局部缺陷十分敏感，其临界承载力只能达到理论值的1/5～1/3，很容易发生失稳破坏[4]。塔架是为风力发电机组正常工作服务的结构，其发展水平应与风力发电机组的发展相协调。为了满足现代风力发电机的工作需求，必须要保证塔架在风荷载作用下的安全。

根据各国风机受损的历史统计数据，塔架是风机受损部件中遭受破坏比率较大的部件之一，占到19%[5]。从功能性角度来看，塔架是风电机组中重要的支撑结构，为风力发电机提供必要的工作高度；从荷载角度来看，塔架的重量占到风机总重的1/2左右；从经济性角度来看，塔架的成本大约为整个风机制造总成本的15%左右，而且塔架倒塌必定造成风力发电机的损伤[6]。因此，钢管混凝土格构式风力发电机塔架在风荷载作用下动力响应的研究对于提高塔架的设计水准、保证风机的运行安全和整机性能都有重要意义。……