全格构风机塔架顶部过渡段有限元分析

2021-09-06彭文兵

特种结构 2021年4期

彭文兵

同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司上海200092

引言

近年来，随着风力发电机组在低风速区域的装机量不断攀升，风力发电机组正不断向大功率、大叶片、高塔架等方向发展，其中高塔架的发展尤为迅速。塔架作为风力发电机组重要的支撑结构，目前已经发展出三种典型的结构形式：单管式钢筒塔架、预应力钢筋混凝土塔架、格构式塔架。

单管式钢筒塔架由于具备结构形式简单、传力明确、安装维修方便、占地面积小等优势，应用最为广泛，几乎占领了120m 高度以下的所有塔架市场。对于120m 及以上的塔架高度，传统单管式塔筒塔架因运输限制难以加大底部塔筒直径，部分设计人员通过优化控制策略将塔架设计成刚度较小的柔性塔架；另一部分设计人员转而设计预应力钢筋混凝土塔架和格构式钢塔架这两种刚性塔架。由于柔塔的结构刚度过小，对主机的振动控制要求过高，难以适应塔架越来越高的需求；而预应力钢筋混凝土塔架的制作安装工期较长、工业化程度较低、塔架基础造价较高。格构式钢塔架有着结构刚度大、运输方便、基础造价低的优势，得到了越来越多的研究［1，2］。

在格构式塔架设计过程中，与机舱相连的过渡钢筒段为最重要的设计环节之一。本文以某低风速风场的全格构塔架设计为例，重点对全格构塔架顶部过渡段的受力性能进行分析。