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風(fēng)電機(jī)組預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)··1···2·目 次1總 則 (1)術(shù)語(yǔ)和符號(hào) (2)2.1術(shù) 語(yǔ) (2)2.2符 號(hào) (3)基本規(guī)定 (5)一般要求 (5)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 (5)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算 (7)4材 料 (8)4.1混凝土 (8)4.2鋼 筋 (9)4.3預(yù)應(yīng)力筋 (10)4.4鋼 材 4.5錨 具 4.6粘接材料 (12)整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能設(shè)計(jì) (14)整體結(jié)構(gòu)自振頻率 (14)5.2渦激振動(dòng) (15)荷載及荷載效應(yīng)組合 (17)6.1一般規(guī)定 (17)6.2荷載分類(lèi) (17)荷載工況、荷載效應(yīng)組合及分項(xiàng)系數(shù) (18)荷載二階效應(yīng) (21)預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒設(shè)計(jì) (23)7.1一般規(guī)定 (23)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì) (23)塔筒靜強(qiáng)度設(shè)計(jì) (26)接縫承載力驗(yàn)算 (29)7.5裂縫驗(yàn)算 (34)7.6疲勞驗(yàn)算 (36)7.7局部承載力驗(yàn)算 (41)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (46)8.1一般規(guī)定 (46)8.2地基計(jì)算 (46)8.3擴(kuò)展基礎(chǔ) (48)8.4群樁基礎(chǔ) (51)轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (63)鋼筋混凝土轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu) (63)純鋼轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu) (63)組合轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu) (65)附錄A預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 (71)附錄B渦激共振驗(yàn)算 (77)1總則為規(guī)范陸上風(fēng)電機(jī)組混凝土-術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、保證質(zhì)量,制定本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于陸上風(fēng)電機(jī)組混凝土-鋼混合塔筒的預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒段、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及混凝土塔筒與鋼制段的連接(轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu))設(shè)計(jì)。陸上風(fēng)電機(jī)組混凝土-鋼混合塔筒及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),除應(yīng)符合本規(guī)范外,尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。術(shù)語(yǔ)和符號(hào)術(shù)語(yǔ)混凝土-鋼混合塔筒 Concrete-steelhybridtower由下部預(yù)應(yīng)力混凝土段和上部鋼制段組成的用于支撐風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu) Adapterstructure預(yù)應(yīng)力混凝土段與鋼制段的連接結(jié)構(gòu)。水平接縫 Horizontalseams預(yù)應(yīng)力混凝土段預(yù)制構(gòu)件之間水平拼接縫。豎向接縫 seams預(yù)應(yīng)力混凝土段預(yù)制構(gòu)件之間豎向拼接縫。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) Pretensionedprestressedconcretestructure立預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) post-tensionedprestressedconcretestructure應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) unbondedprestressedconcretestructure配置與混凝土之間可保持相對(duì)滑動(dòng)的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝結(jié)構(gòu) bondedprestressedconcretestructure通過(guò)灌漿或與混凝土直接接觸使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間相互粘結(jié)而建立預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)。體內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) Internallyprestressedconcretestructures混凝土構(gòu)件截面內(nèi)配置預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)構(gòu)。體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) Externallyprestressedconcretestructures混凝土構(gòu)件截面之外配置后張預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)構(gòu)?!ぁAGE13···PAGE10·符號(hào)材料性能fck,fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值;ftk、ft——軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值;fcy,k——圓柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;fcm、fctm——圓柱體抗壓強(qiáng)度平均值、抗拉強(qiáng)度平均值;fcd,fat——混凝土疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;Ec——混凝土彈性模量;Gc——混凝土剪切變形模量;fptk——預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;f、f'——預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;py py——巖土體泊松比;Es,dyn——基礎(chǔ)底面土層土壤的動(dòng)態(tài)壓縮模量;Tc——混凝土線(xiàn)膨脹系數(shù)。作用和作用效應(yīng)Sd——承載能力極限狀態(tài)下荷載組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值;Rd——結(jié)構(gòu)的抗力設(shè)計(jì)值;S——正常使用極限狀態(tài)荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值;C——等的限值;fR——正常運(yùn)行范圍內(nèi)風(fēng)輪的最大旋轉(zhuǎn)頻率;fR,m——m個(gè)葉片的通過(guò)頻率;f0,n——整塔的第n階固有頻率;Mv——渦激脫落作用引起的塔筒底部疲勞彎矩;Nv——渦激脫落作用等效疲勞彎矩循環(huán)次數(shù);Mat——地震作用產(chǎn)生的附加扭矩;Dfat——結(jié)構(gòu)累計(jì)疲勞損傷。幾何參數(shù)R0基礎(chǔ)半徑;Le——風(fēng)輪中心到風(fēng)輪與機(jī)艙重心之間的距離;——計(jì)算截面凈面積;——計(jì)算截面抵抗矩;I——截面慣性矩;h0——截面的有效高度。計(jì)算系數(shù)及其它0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);RE——GB50011的規(guī)定取值;d——結(jié)構(gòu)安全系數(shù),對(duì)抗滑穩(wěn)定計(jì)算取1.3,抗傾覆計(jì)算取1.6,其它取1.0;c,fat——混凝土疲勞分項(xiàng)系數(shù);c——混凝土分項(xiàng)系數(shù);p,unfav、p,fav——預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)系數(shù);Kφ,dyn——地基和基礎(chǔ)之間的旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剛度。基本規(guī)定一般要求風(fēng)電機(jī)組混凝土-鋼混合塔筒在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)具有足夠的可風(fēng)電機(jī)組混凝土-鋼混合塔筒混凝土段和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限不應(yīng)低于風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)使用年限,靜力承載力驗(yàn)算應(yīng)為50風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)使用年限相同。風(fēng)電機(jī)組混凝土-鋼混合塔筒結(jié)構(gòu)安全等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。疲勞計(jì)算應(yīng)采用馬爾科夫矩陣形式的疲勞荷載,疲勞損傷計(jì)算通過(guò)線(xiàn)性損傷累積準(zhǔn)則進(jìn)行。風(fēng)電機(jī)組混凝土-鋼混合塔筒一階固有頻率應(yīng)在風(fēng)輪主軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(1P)和風(fēng)輪掃掠塔筒的通過(guò)頻率(3P)之間。塔筒混凝土段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)入預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng),并應(yīng)考慮二階效應(yīng)的影響。塔筒混凝土段預(yù)應(yīng)力可采用體內(nèi)預(yù)應(yīng)力和體外預(yù)應(yīng)力兩種形式,宜采用后張法進(jìn)行張拉。當(dāng)塔筒高度較低時(shí),可采用先張法施工。對(duì)作用力復(fù)雜的局部區(qū)域,除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定外,尚應(yīng)采用有限元方法進(jìn)行校核。預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒截面抗震承載力應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)GB50010GB50011設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T140的有關(guān)規(guī)定。承載能力極限狀態(tài)計(jì)算混凝土塔筒的承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)包括下列內(nèi)容:正截面抗壓、抗彎承載力驗(yàn)算。斜截面承載力驗(yàn)算。接縫承載力驗(yàn)算。預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)強(qiáng)度驗(yàn)算。混凝土、鋼筋、鋼絞線(xiàn)等疲勞驗(yàn)算。局部承載力驗(yàn)算。有抗震設(shè)防要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。地基、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)包括下列內(nèi)容:基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、樁身強(qiáng)度和承載力驗(yàn)算。抗傾覆和地基、基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)疲勞驗(yàn)算。有抗震設(shè)防要求的,應(yīng)對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算。并應(yīng)符合下列要求:不要求抗震設(shè)防時(shí),采用0SdRd(3.2.3-1)有抗震設(shè)防要求時(shí),采用SdRd/RE(3.2.3-2)對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),采用0SdRd/d(3.2.3-3)式中:0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),一級(jí)取1.1,二級(jí)取1.0;Sd——承載能力極限狀態(tài)下荷載組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值;Rd——結(jié)構(gòu)的抗力設(shè)計(jì)值;RE——GB50011的規(guī)定取值;d——結(jié)構(gòu)安全系數(shù),對(duì)抗滑穩(wěn)定計(jì)算取1.3,抗傾覆計(jì)算取1.6,其它取1.0。3.3正常使用極限狀態(tài)計(jì)算混凝土塔筒的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)包括下列內(nèi)容:變形驗(yàn)算。裂縫寬度驗(yàn)算。最大拉、壓應(yīng)力驗(yàn)算。動(dòng)力特性分析?;A(chǔ)結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)包括下列內(nèi)容:地基承載力驗(yàn)算。地基軟弱下臥層承載力復(fù)核。地基基礎(chǔ)的沉降和傾斜變形驗(yàn)算?;A(chǔ)結(jié)構(gòu)抗裂或限裂驗(yàn)算。SC(SC(3.3.3-1)式中:S——正常使用極限狀態(tài)荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值;C——等的限值。材料混凝土C40C30C80準(zhǔn)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50107和《高性能混凝土技術(shù)條件》41054的有關(guān)規(guī)定。4.1.2采用。表4.1.2混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值(N/mm2)種類(lèi)符號(hào)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40C45C50C55C60C65C70C75C80軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck26.829.632.435.538.541.544.547.450.2軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk2.392.512.642.742.852.932.993.053.11圓柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcy,k31.935.040.045.050.053.656.960.065.0圓柱體抗壓強(qiáng)度平均值fcm39.943.048.053.058.061.664.968.073.0圓柱體抗拉強(qiáng)度平均值fctm3.023.23.53.84.14.174.284.44.5軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc19.121.123.125.327.529.731.833.835.9軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft1.711.801.891.962.042.092.142.182.22Ec4.2.3采用?;炷恋募羟凶冃蜧cEc40%υc0.2采用。表4.1.3混凝土的彈性模量(104N/mm2)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40C45C50C55C60C65C70C75C80Ec3.253.353.453.553.603.653.703.753.80混凝土熱工參數(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的規(guī)定?;炷疗趶?qiáng)度設(shè)計(jì)值按下式確定:f 0.85(t)f fcy,k)/cd,fat cc cy,k 400 c,fat(4.1.5-1)(t)exp{s[1(28)0.5]}cc t(4.1.5-2)fd,t——混凝土疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(/mm2;cc(t)——疲勞荷載開(kāi)始加載時(shí)的混凝土齡期影響系數(shù);fy,k——圓柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(/mm2;c,fat——混凝土疲勞分項(xiàng)系數(shù);s——水泥強(qiáng)度等級(jí)影響系數(shù),按表4.1.5取值;t——疲勞荷載開(kāi)始加載時(shí)的時(shí)間(d。表4.1.5水泥強(qiáng)度等級(jí)影響系數(shù)fcm/MPa水泥強(qiáng)度等級(jí)s≤6032.5N32.5R,42.5N42.5R,52.5N,52.5R0.380.250.20>60所有等級(jí)0.20鋼筋塔筒和基礎(chǔ)宜釆用熱軋帶肋鋼筋,強(qiáng)度等級(jí)不低于HRB400,強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)95%。鋼筋強(qiáng)度、彈性模量和熱工參數(shù)需滿(mǎn)足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)要求。鋼筋的疲勞強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的規(guī)定,且應(yīng)按照本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算鋼筋疲勞總損傷。8mm14mm6mm。預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(xiàn),其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、彈GB/T和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)在最大力下的總伸長(zhǎng)率gt3.5%。GB50010的規(guī)定。fptk95%4.3.4采用。表4.3.4預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)類(lèi)型符號(hào)公稱(chēng)直徑(mm)極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk(N/mm2)1×3(三股)AS8.6、10.8、12.91570186019601×7(七股)9.5、12.7、15.2、17.817201860196021.61860注:采用極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1960N/mm2的鋼絞線(xiàn)時(shí),應(yīng)有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)。fpyf?pyEs應(yīng)按表4.3.5采用。表4.3.5預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量(N/mm2)極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk(N/mm2)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpy(N/mm2)抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f?py(N/mm2)彈性模量(N/mm2)157011103901.95105172012201860132019601390預(yù)應(yīng)力孔道應(yīng)符合下列規(guī)定:15mm3倍鋼絞線(xiàn)截面積。預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬波紋管的性能和質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力JG/T225而不出現(xiàn)卷曲或被壓扁。鋼材355B級(jí)。GB50017GB/T1591GB/T要求。鋼材質(zhì)量等級(jí)的選用應(yīng)符合下列規(guī)定:0℃B級(jí);0℃但高于-20℃時(shí),Q235、Q355C級(jí),Q390、Q420和Q460鋼不應(yīng)低于D級(jí);當(dāng)工作溫度不高于-2055鋼不應(yīng)低于D0鋼、Q420鋼和Q460鋼應(yīng)選用E級(jí)。錨具預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)的錨具宜采用夾片式錨具,其靜載錨固性能、疲勞荷載性足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和連接器》GB/T14370的規(guī)定。-50的有關(guān)規(guī)定。后張法預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒外露金屬錨具應(yīng)采取可靠的防腐蝕及防火措施,并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010的有關(guān)規(guī)定。錨具應(yīng)進(jìn)行疲勞性能檢驗(yàn),需進(jìn)行的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋錨具、夾具和連接器》GB/T14370的規(guī)定。粘接材料4.6.1選擇。表4.6.1接縫水泥基灌漿材料選用灌漿層厚度(mm)二次灌漿用水泥基灌漿材料類(lèi)別5~30Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)20~100Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)80~200Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)>200Ⅳ類(lèi)4.6.2的規(guī)定表4.6.2 高強(qiáng)水泥基灌漿材料性能指標(biāo)類(lèi)別Ⅰ類(lèi)Ⅱ類(lèi)Ⅲ類(lèi)Ⅳ類(lèi)最大集料粒徑(mm)≤4.75>4.75且≤25截錐流動(dòng)度(mm)初始值—≥340≥290≥650*30min保留值—≥310≥260≥550*流錐流動(dòng)度(mm)初始值≤35———30min保留值≤50———豎向膨脹率(%)3h0.1~3.524h3h的膨脹值之差0.02~0.50抗壓強(qiáng)度(MPa)1d≥15≥203d≥30≥4028d≥50≥60對(duì)鋼筋有無(wú)銹蝕作用<0.1泌水率(%)0注:*表示塌落擴(kuò)展度數(shù)值。4.6.3的規(guī)定。表4.6.3 高強(qiáng)水泥基座漿料性能指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目性能指標(biāo)流動(dòng)性(mm)初始130~200抗壓強(qiáng)度(MPa)1d≥353d≥6028d抗折強(qiáng)度(MPa)28d≥11豎向自由膨脹率(%)3h≥0.0224h與3h差值0.02~0.5氯離子含量(%)≤0.03泌水率(%)04.6.4的規(guī)定表4.6.4環(huán)氧樹(shù)脂高強(qiáng)座漿料性能指標(biāo)檢查項(xiàng)目性能指標(biāo)流掛性9.5mm厚時(shí)流淌厚度(mm)≤30體積變化固化后無(wú)收縮抗壓強(qiáng)度(MPa)不低于設(shè)計(jì)要求剪切強(qiáng)度(MPa)≥15整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)自振頻率塔筒安全運(yùn)行的頻率范圍由風(fēng)電機(jī)組參數(shù)確定,整塔固有頻率的計(jì)算應(yīng)來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)固有頻率。5m~10m85.1.4條的要求。塔筒固有頻率應(yīng)符合下列規(guī)定:f0,nfRfR,m應(yīng)滿(mǎn)足下列公式要求:fR0.95 或 fR1.05f0,n f0,n(5.1.3-1)fR,m0.95 或 fR,m1.05f0,n f0,n(5.1.3-2)式中:fR——正常運(yùn)行范圍內(nèi)風(fēng)輪的最大旋轉(zhuǎn)頻率;fR,m——m個(gè)葉片的通過(guò)頻率;f0,n——整塔的第n階固有頻率。K K 4)R3Eφ,dyn 3)2 0 s,dyn(5.1.3-3)Kn——地基和基礎(chǔ)之間的旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)剛度(N/d;——巖土體泊松比;R0——基礎(chǔ)半徑(m);Es,dyn——基礎(chǔ)底面土層土壤的動(dòng)態(tài)壓縮模量(MPa)??紤]不確定性因素的影響,固有頻率計(jì)算值應(yīng)有±5%的浮動(dòng)。塔筒有限元模型宜采用殼單元建模,在連接可靠的情況下可不考慮接縫質(zhì)量對(duì)塔筒的固有頻率的影響。渦激振動(dòng)除有特殊要求外,塔筒渦旋脫落應(yīng)驗(yàn)算以下三種情況:1年;1年;1年。進(jìn)行渦旋脫落算時(shí)可將塔筒簡(jiǎn)化為圓柱體懸臂結(jié)構(gòu),當(dāng)滿(mǎn)足下列兩個(gè)條件時(shí),無(wú)需進(jìn)行渦激振動(dòng)驗(yàn)算:結(jié)構(gòu)的最大逆風(fēng)尺寸與最小逆風(fēng)尺寸(均從垂直于風(fēng)向的平面內(nèi)取值)6時(shí);iVcrit,i滿(mǎn)足以下公式:(5.2.2-1)V crit,i St(5.2.2-2)式中,i——渦旋脫落的頻率與結(jié)構(gòu)固有頻率相等時(shí)的風(fēng)速(m/s;V——10由風(fēng)場(chǎng)環(huán)境條件給出(m/s;bv——脫落橫截面的外徑(m;i,y——i的塔筒固有頻率(s1;St——斯特勞哈爾數(shù),對(duì)于塔筒常用的圓形截面,取為0.18。渦旋脫落效應(yīng)計(jì)算可將塔筒簡(jiǎn)化為多質(zhì)點(diǎn)懸臂體系,并應(yīng)滿(mǎn)足本標(biāo)準(zhǔn)第5.1.2條要求。塔筒底部彎矩和荷載的循環(huán)次數(shù)通過(guò)下列公式計(jì)算,式中各參數(shù)B7.60.1:nMvzt0,iFw(zt,i)ht,ii1(5.2.3-1)V2 V2N2Tfcritexpcritv pn10VV0 0 (5.2.3-2)Mv——渦激脫落作用引起的塔筒底部疲勞彎矩(Nm;zt0,i——i節(jié)塔段中部距塔筒底部的距離(m;w(zi)——i(N,B.1.1條規(guī)定;ht,i——i節(jié)塔段的段高(mvN——渦激脫落作用等效疲勞彎矩循環(huán)次數(shù)(次104;vp——評(píng)估壽命(s5.2.1條確定;fn1——結(jié)構(gòu)固有頻率(Hz)0——描述渦激振動(dòng)的風(fēng)速帶的帶寬系數(shù),一般位于0.1-0.3范圍內(nèi),推薦取值為0.3;Vcrit——臨界風(fēng)速(),根據(jù)式(5.2.2-2)確定;V0——針對(duì)風(fēng)速假設(shè)的韋伯概率分布√2次模態(tài)值,取值為渦旋脫落出現(xiàn)20%()。荷載及荷載效應(yīng)組合一般規(guī)定在抗震設(shè)防較高的地區(qū),應(yīng)考慮地震作用產(chǎn)生的荷載。風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行荷載應(yīng)由風(fēng)電機(jī)組制造商提供,其余荷載應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)GB50009GB5013550011的有關(guān)規(guī)定計(jì)算。在進(jìn)行荷載組合時(shí),應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)影響,并按不同的設(shè)計(jì)工況分別確定二階效應(yīng)引起的附加彎矩。荷載分類(lèi)風(fēng)電機(jī)組混凝土塔筒結(jié)構(gòu)上的荷載與作用可分為下列三類(lèi):永久荷載,主要包括結(jié)構(gòu)自重、固定設(shè)備自重、預(yù)應(yīng)力、混凝土收縮徐變、安裝誤差、基礎(chǔ)變位。可變荷載,主要包括風(fēng)荷載、機(jī)組運(yùn)行荷載、檢修荷載、安裝平臺(tái)活荷載、多遇地震作用、溫度作用。偶然荷載,主要包括沖擊力、罕遇地震作用。重力荷載由風(fēng)電機(jī)組及塔筒自身的重力組成,應(yīng)計(jì)算各截面所受重力荷載的影響。操作荷載應(yīng)來(lái)自發(fā)電機(jī)或逆變器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩控制荷載、偏航和變槳產(chǎn)生的偏航荷載、齒輪箱的驅(qū)動(dòng)荷載、機(jī)械制動(dòng)荷載等。76.2.5條計(jì)算。通過(guò)反應(yīng)譜法將地震作用轉(zhuǎn)換為塔筒各截面所受等效荷載,各截面最大Asc,iFsc,i通過(guò)以下公式計(jì)算:Mat1.1mnAnLe(6.2.5-1)Fsc,iAsc,imi(6.2.5-2)Asc,infXiSa(Tnf,s)(6.2.5-3)nXi i=1 nf nX2ii=1(6.2.5-4)Mat——地震作用產(chǎn)生的附加扭矩(Nmmn——機(jī)艙和風(fēng)輪質(zhì)量(kg;nA——機(jī)艙處最大加速度(m/s2n——風(fēng)輪中心到風(fēng)輪與機(jī)艙重心之間的距離(mc,i——水平力(;sc,iA——各截面最大加速度(m/s2sc,ii——i個(gè)截面處簡(jiǎn)化質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,取各節(jié)塔段質(zhì)量(kg;nf——塔筒一階振型的振型參與系數(shù);Xi——通過(guò)振型分析得到一階振型;Sa(Ts,j,ζs,j)——Tnfζs確定的一階振型的加速度幅值。地震作用也可通過(guò)時(shí)域動(dòng)態(tài)仿真進(jìn)行分析以獲得更真實(shí)的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng),時(shí)域分析時(shí)應(yīng)進(jìn)行足夠多的仿真以確保運(yùn)行荷載能代表風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行期間的平均值。荷載工況、荷載效應(yīng)組合及分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分別考慮以下三種分析狀態(tài)所采用的荷載工況的不同:承載能力極限狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)達(dá)到極限承載能力,發(fā)生破壞以至于無(wú)法繼續(xù)承載的狀態(tài),涉及塔筒材料強(qiáng)度驗(yàn)算、截面承載力驗(yàn)算等。疲勞極限狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)疲勞破壞的狀態(tài),主要涉及塔筒疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。正常使用極限狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于正常使用條件下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到了正常使用等。承載能力極限狀態(tài)及疲勞極限狀態(tài)設(shè)計(jì)工況可通過(guò)風(fēng)電機(jī)組所處狀態(tài)(合:正常運(yùn)行狀態(tài)和正常外部條件。正常運(yùn)行狀態(tài)和極端外部條件。故障狀態(tài)和相應(yīng)外部條件。運(yùn)輸、安裝和維護(hù)狀態(tài)和相應(yīng)外部條件。表6.3.2設(shè)計(jì)工況設(shè)計(jì)狀態(tài)工況(DLC)風(fēng)況其他外部條件分析類(lèi)型分項(xiàng)系數(shù)正常發(fā)電1.1NTM Vin<Vhub<Vout用于極端事件外推UN1.2NTM Vin<Vhub<VoutF*1.3ETM Vin<Vhub<VoutUN1.4ECD Vhub=Vr-2m/s,Vr,Vr+2m/sUN1.5EWS Vin<Vhub<VoutUN發(fā)電中故障發(fā)生2.1NTM Vin<Vhub<Vout普通的控制系統(tǒng)故障或電網(wǎng)失效或初級(jí)保護(hù)層控制功能故障UN2.2NTM Vin<Vhub<Vout層控制功能故障UA2.3EOG Vhub=Vr±2m/sVout外部或內(nèi)部電氣故障,包括電網(wǎng)失效UA2.4NTM Vin<Vhub<Vout控制系統(tǒng)故障F*2.5NWP Vin<Vhub<Vout低電壓穿越UN開(kāi)機(jī)3.1NWP Vin<Vhub<VoutF*3.2EOG VhubVinVr±2m/sVoutUN3.3EDC VhubVinVr±2m/sVoutUN正常關(guān)機(jī)4.1NWP Vin<Vhub<VoutF*4.2EOG VhubVinVr±2m/sVoutUN緊急關(guān)機(jī)5.1NTM Vhub=Vr±2m/sVoutUN停機(jī)(靜止或空轉(zhuǎn))6.1EWM 50年重現(xiàn)期UN6.2EWM 50年重現(xiàn)期電網(wǎng)失效UA6.3EWM 1年重現(xiàn)期極端偏航誤差UN6.4NTM Vhub<0.7VrefF*停機(jī)且故障發(fā)生7.1EWM 1年重現(xiàn)期UA及修理8.1NTM VmaintUN8.2EWM 1年重現(xiàn)期UANWP指極端湍流模型。Vr±2m/s為風(fēng)速分析范圍中所有風(fēng)速的靈敏度。*為疲勞分項(xiàng)系數(shù)。VinVout分別為切入風(fēng)速和切出風(fēng)速?!癋”是指用于疲勞極限狀態(tài)分析,“U”是指用于承載力極限狀態(tài)分析。正常(N)的正常狀態(tài)或輕微的故障狀態(tài);異常(A)在風(fēng)電機(jī)組壽命期內(nèi)出現(xiàn)的可能性較少,其通常對(duì)應(yīng)于導(dǎo)致系統(tǒng)保護(hù)功能激活的嚴(yán)重故障狀態(tài)。根據(jù)頻率水平的不同,正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)工況可分為三種:S16.3.2中的正常運(yùn)行工況及運(yùn)輸工況乘以正常使用極限狀態(tài)荷載工況的分項(xiàng)系數(shù)得到。S2100000.87S2DLC1.10.01%的超越概率外推得到。S3。對(duì)應(yīng)于正常使用極限狀態(tài)中長(zhǎng)期作用的荷載水平,10087個(gè)小時(shí)。S36.3.2DLC1.11%的超越概率外推得到。承載能力極限狀態(tài)下,塔筒結(jié)構(gòu)及構(gòu)件應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合和偶然GB5009規(guī)定。正常使用極限狀態(tài)下,應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求,采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、相關(guān)規(guī)定。預(yù)應(yīng)力荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按表6.3.6-12選擇:表6.3.6-1預(yù)應(yīng)力荷載分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)類(lèi)別預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)種類(lèi)γp,unfavγp,fav正常使用極限狀態(tài)先張或無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力1.050.95后張或者有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力1.100.90使用精準(zhǔn)的張拉測(cè)量裝置且精確地計(jì)算了預(yù)應(yīng)力損失1.001.00承載能力極限狀態(tài)\1.100.90表6.3.6-2荷載分項(xiàng)系數(shù)不利荷載有利荷載設(shè)計(jì)狀態(tài)所有狀態(tài)正常(N)異常(A)1.351.10.9注:1.DLC1.1,正常(N)1.25。DLC2.5,正常(N)1.2。限狀態(tài)(LS)和正常使用極限狀態(tài)(L10。1.0。荷載二階效應(yīng)風(fēng)電塔筒在進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)分析時(shí),應(yīng)考慮下述因素產(chǎn)生的附加彎矩對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,塔筒彈性撓曲產(chǎn)生的水平位移;地基靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的差異產(chǎn)生附加位移;地基沉降產(chǎn)生的位移;溫度效應(yīng)如單側(cè)太陽(yáng)暴曬產(chǎn)生的變形;制造及安裝偏差。風(fēng)電塔筒二階效應(yīng)計(jì)算中結(jié)構(gòu)總偏轉(zhuǎn)位移應(yīng)根據(jù)以下公式計(jì)算:φ,tolφ,setφ,statφ,dynφ,tolφ,setMxy,bottom/(1/(1/Kφ,stat1/Kφ,dyn))(6.4.2-1)式中,——結(jié)構(gòu)單位長(zhǎng)度總偏轉(zhuǎn)位移(mm/m);φ,tol——制作及安裝偏差以及溫度效應(yīng)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)位移,取5mm/m;φ,set——地基沉降產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)位移,取3mm/m;φ,stat、φ,dyn——分別為靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度引起的塔筒偏轉(zhuǎn)位移(mmm;Mxbttm——塔筒底部的彎矩(Nm;Kφ,statKφ,dyn——分別為地基靜態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度(kN。由偏轉(zhuǎn)位移引起附加彎矩可在水平接縫截面處計(jì)算,計(jì)算方法按下式進(jìn)行:kMxy,jg(zt,izt,j)i=j+1(6.4.3-1)Mxyj——j處的附加彎矩(Nm);k——塔筒水平接縫數(shù)量;mi——第i節(jié)塔段的質(zhì)量(kg);g——重力加速度();——結(jié)構(gòu)單位長(zhǎng)度總偏轉(zhuǎn)位移(m/m);zizt,j——各節(jié)塔段頂部和底部水平接縫截面的高度(m。預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒設(shè)計(jì)一般規(guī)定混凝土塔筒應(yīng)對(duì)關(guān)鍵截面位置進(jìn)行承載能力計(jì)算,計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮接縫對(duì)截面承載能力的影響?;旌辖Y(jié)構(gòu)塔筒初始設(shè)計(jì)選型需要確定以下參數(shù):預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒高度比例,混凝土塔筒高度占混合結(jié)構(gòu)塔筒總高度宜0.55~0.8之間;鋼結(jié)構(gòu)塔筒頂部和底部外徑;轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)頂部和底部外徑;預(yù)應(yīng)力混凝土塔筒頂部和底部外徑;0.008~0.017之間;0.010~0.025之間。在初始設(shè)計(jì)階段,應(yīng)首先保證混塔自振頻率滿(mǎn)足要求,自振頻率的計(jì)算5.1節(jié)。GB50010有關(guān)規(guī)定。在進(jìn)行承載能力校核時(shí),不應(yīng)考慮混凝土的抗拉承載能力。預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則:承載能力極限狀態(tài)下,混凝土受壓側(cè)邊緣壓應(yīng)力不超過(guò)混凝土軸心抗壓fcd,受拉側(cè)允許張開(kāi)。正常使用極限狀態(tài)下,整個(gè)截面不受拉力。疲勞極限狀態(tài)下,整個(gè)截面不受拉應(yīng)力且混凝土受壓疲勞損傷滿(mǎn)足限制要求。預(yù)應(yīng)力合力點(diǎn)應(yīng)位于截面形心位置,不應(yīng)產(chǎn)生偏心彎矩。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力初始設(shè)計(jì)時(shí),可暫不考慮預(yù)應(yīng)力損失??赏ㄟ^(guò)下式計(jì)算正果進(jìn)行調(diào)整,以滿(mǎn)足其它驗(yàn)算要求。:p,favPm0Fz,kMxy,k0t A Wc c(7.2.2-1)t——計(jì)算截面處邊緣拉應(yīng)力();0——初始總張拉預(yù)壓力(N;Fz,kMxy,k——分別為計(jì)算截面處正常使用極限狀態(tài)下的軸力(kN)和彎矩(kNm);p,fav——預(yù)應(yīng)力作為有利荷載時(shí)的分項(xiàng)系數(shù),按表7.3.6-2選擇;cA——計(jì)算截面凈面積(m2);ccW——計(jì)算截面抵抗矩(m3)。c預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算應(yīng)考慮以下因素的影響,各項(xiàng)損失計(jì)算應(yīng)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)附A進(jìn)行:錨具變形、錨固和縫隙壓密導(dǎo)致鋼束回縮。預(yù)應(yīng)力筋在孔道內(nèi)的摩擦。混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí),預(yù)應(yīng)力筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差。鋼絞線(xiàn)的應(yīng)力松弛。混凝土彈性壓縮?;炷粮稍锸湛s、自收縮、徐變。當(dāng)計(jì)算求得的預(yù)應(yīng)力總損失值對(duì)先張法構(gòu)件不應(yīng)小于100N/mm2,對(duì)后80N/mm2。預(yù)應(yīng)力筋端部錨固區(qū)域,應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行局部承載能力驗(yàn)算:局部受壓承載力計(jì)算時(shí),局部壓力設(shè)計(jì)值對(duì)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件取1.2倍張拉控制力,對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土取1.2倍張拉控制力和fptkAp中的較大值;7.7節(jié)相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容;采用普通墊板時(shí),應(yīng)局部受壓承載力計(jì)算,并配置間接鋼筋,其體積配0.5%45°;預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)移計(jì)算包括以下內(nèi)容:fbpt轉(zhuǎn)移至混凝土fbptp11fctd(7.2.6-1)fctd0.7fctm/c(7.2.6-2)1——373.2;1——體內(nèi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋取1.0,體外或無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋取0.7;fctd——釋放狀態(tài)下混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();c——混凝土分項(xiàng)系數(shù),取1.5。確定預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度的基準(zhǔn)值lpt12pm0/fbpt(7.2.6-3)lpt——預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度的基準(zhǔn)值(1——釋放方式系數(shù),緩慢釋放取1.0,瞬間釋放取1.25;2——預(yù)應(yīng)力筋種類(lèi)系數(shù),環(huán)形橫截面取0.25,3絲或7絲取0.19;——預(yù)應(yīng)力筋標(biāo)稱(chēng)直徑();pm0——釋放后瞬間的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力()。傳遞長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)值lpt10.8lpt(7.2.6-4)lpt21.2lpt(7.2.6-5)式中,lpt1用于確認(rèn)釋放狀態(tài)下的局部應(yīng)力,lpt2用于承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)。塔筒靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)承載能力極限狀態(tài)下,塔筒靜強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:fc;標(biāo)準(zhǔn)段塔筒截面邊緣存在拉應(yīng)力時(shí),應(yīng)忽略混凝土抗拉強(qiáng)度,按本標(biāo)準(zhǔn)7.3.47.4筒身應(yīng)進(jìn)行斜截面承載力驗(yàn)算,且應(yīng)進(jìn)行塔筒最大剪應(yīng)力校核;7.4載力進(jìn)行驗(yàn)算;門(mén)洞區(qū)域、頂部塔筒與轉(zhuǎn)階段連接區(qū)域的極限承載力設(shè)計(jì)可依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)7.7節(jié)驗(yàn)算。正常使用極限狀態(tài)下,塔筒應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:S1大壓應(yīng)力值不超過(guò)混凝土圓柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.6倍,即c,k,max0.6fcy,k,塔筒應(yīng)力可根據(jù)第7.3.3條確定;S3筒最大壓應(yīng)力值不超過(guò)混凝土圓柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.45倍,即c,q,max
0.45fcy,k,塔筒應(yīng)力可根據(jù)第7.3.3條確定。塔筒裂縫寬度驗(yàn)算應(yīng)考慮溫度效應(yīng),裂縫寬度控制等級(jí)及最大裂縫寬度限值應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500107.5節(jié)規(guī)定。變截面混凝土塔筒頂部側(cè)向位移可采用積分法計(jì)算,也可采用有限元分析方法計(jì)算。(應(yīng)負(fù):p,unfavMxy,kc A Wc c(7.3.3-1)p,favMxy,kt A Wc c(7.3.3-2)、t——塔筒截面邊緣壓應(yīng)力、拉應(yīng)力();p,unfav、p,fav——預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)系數(shù),根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)表7.3.6-1選?。籱0——初始總張拉預(yù)壓力(N;Fz,kMxy,k——分別為計(jì)算截面處承載能力極限狀態(tài)(正常使用極限狀態(tài)下的軸力(kN)和彎矩(kNm);cA——計(jì)算截面凈面積(m2);ccW——計(jì)算截面抵抗矩(m3)。c承載能力極限狀態(tài)下,當(dāng)塔筒存在拉應(yīng)力時(shí),應(yīng)按以下公式進(jìn)行配筋計(jì)算:圖7.3.4標(biāo)準(zhǔn)段塔筒截面極限承載力簡(jiǎn)圖NfA()f'AAf'A(f)A1c t ys p0p ppyp t py p0 p(7.3.4-1)NefA(rr)sinfAr(sinsint)i 1c 1 2 yss f'Arsin(f)Arsintppypp py p0 pp (7.3.4-2)式中的系數(shù)和偏心距,應(yīng)按下列公式計(jì)算:t11.5(7.3.4-3)eie0ea(7.3.4-4)N——塔筒計(jì)算截面處軸向壓力基本組合設(shè)計(jì)值(kN);——受壓區(qū)混凝土截面面積與全截面面積的比值;t——計(jì)規(guī)范》GB50010的有關(guān)規(guī)定取值;fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();A——塔筒環(huán)形截面面積(m2);y ff'——鋼筋抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(y AsAp——全部縱向普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋截面面積(m);2p0——(7.3.6-1應(yīng)力分項(xiàng)系數(shù);p——1.00;py ff'——縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(py ——軸向壓力對(duì)截面重心的偏心距(m);、——環(huán)形截面的內(nèi)、外半徑(m);——縱向預(yù)應(yīng)力鋼束重心所在圓周的半徑(m);e0——軸向壓力對(duì)截面重心的初始計(jì)算偏心距(m);ea——(m0.020m1/30的較大值。承載能力極限狀態(tài)下,混凝土塔筒斜截面抗剪承載力應(yīng)滿(mǎn)足下列要求,如果截面直徑隨高度發(fā)生變化,應(yīng)取不少于5個(gè)截面進(jìn)行計(jì)算:VI(f)2f f hS ctd lcpctd s (7.3.5-1)對(duì)先張法預(yù)應(yīng)力筋:llx/lpt2(7.3.5-2)對(duì)其它類(lèi)型預(yù)應(yīng)力筋:l1.0(7.3.5-3)式中,V——計(jì)算截面剪力設(shè)計(jì)值(kN);I——截面慣性矩(m3);bw——(m2倍的截面厚度;S——截面對(duì)中心軸的面積一次矩(m2);fctd——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();l——預(yù)應(yīng)力筋類(lèi)型系數(shù);lx——所考慮截面與預(yù)應(yīng)力筋端點(diǎn)距離的較小值(m);lpt2——7.2.6條計(jì)算的預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度的上限值(m);cp——由軸向荷載和預(yù)應(yīng)力引起的在混凝土壓應(yīng)力(,受壓為正);fyv——橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();svA——橫向鋼筋的面積(m2);svs——沿構(gòu)件軸線(xiàn)方向上橫向鋼筋的間距(m);——截面的有效高度(m)。接縫承載力驗(yàn)算接縫承載力驗(yàn)算應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合進(jìn)行驗(yàn)算,接縫驗(yàn)算包括以下內(nèi)容:水平接縫驗(yàn)算忽略水平接縫處灌漿料與混凝土或結(jié)構(gòu)膠與混凝土的粘接分未張開(kāi)和張開(kāi)兩種情況水平接縫的承載能力。濕式連接豎縫視為新老混凝土植筋界面,其界面抗剪承載力由界面粘結(jié)U型連接鋼筋抗剪承載力三部分組成。干式連接豎縫采用新舊混凝土界面抗剪機(jī)理驗(yàn)算,界面抗剪承載力由結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)力、界面摩擦力和弧形螺栓抗剪承載力三部分組成。未張開(kāi)水平接縫的承載能力應(yīng)根據(jù)下列公式進(jìn)行驗(yàn)算(7.4.2):τxy btFxyτzbtMzAka)直剪模型b)扭剪模型圖7.4.2未張開(kāi)水平接縫的剪力傳遞模型MzFxy1Mz,Rd (7.4.2-1)直剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算:Fxy,Rd(Fz,minp,favPm(year=20))(7.4.2-2)扭剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算:M 2Ab 2A(Fz,minp,fav)z,Rd k t z,Rd k uk(7.4.2-3)M、——水平接縫處扭矩和剪力設(shè)計(jì)值(kN);Mz,Rd、——水平接縫處扭矩和剪力承載力(kN);——混凝土截面摩擦系數(shù),鋸齒狀表面取0.9,高強(qiáng)灌漿料濕式連接取0.7,結(jié)構(gòu)膠干式連接取0.5;in——水平接縫處壓力設(shè)計(jì)值(N,受壓為正);p,fav——預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)系數(shù);——20年損失計(jì)算的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值(kN,受壓為正);kA——環(huán)形截面中線(xiàn)所圍圖形面積(m2);kbt——混凝土塔筒壁厚(m);z,Rd——截面剪應(yīng)力抗力();uk——環(huán)形截面中線(xiàn)所圍圖形周長(zhǎng)(m)。張開(kāi)水平接縫的承載能力應(yīng)根據(jù)下列公式進(jìn)行驗(yàn)算(7.4.3):張開(kāi)區(qū)域張開(kāi)區(qū)域MzbtτxyτzFxy7.4.3部分張開(kāi)水平接縫的剪力傳遞模型(Mz)2(Fxy)21Mz,Rd,o (7.4.3-1)直剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算:Fxy,Rd(Fz,minp,favPm(year=20))(7.4.3-2)扭剪承載力應(yīng)按下式計(jì)算:Mz,Rd,o(Fz,minγp,favPm(year=20))bt/3(7.4.3-3)M、——水平接縫處扭矩和剪力設(shè)計(jì)值(kN);Mz,Rd、——水平接縫處扭矩和剪力承載力(kN);——混凝土截面摩擦系數(shù),鋸齒狀表面取0.9,高強(qiáng)灌漿料濕式連接取0.7,結(jié)構(gòu)膠干式連接取0.5;in——水平接縫處壓力設(shè)計(jì)值(N,受壓為正);p,fav——預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)系數(shù);——20年損失計(jì)算的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值(kN,受壓為正);bt——混凝土塔筒壁厚(m)。濕式連接豎向接縫的承載能力應(yīng)根據(jù)下列公式進(jìn)行驗(yàn)算(7.4.4):U型連接鋼筋灌漿料縱向鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件τvjτvjA Aτvjτvja)剪力流傳遞模型U型連接鋼筋 灌漿料 縱向鋼筋 混凝土預(yù)制構(gòu)件b)A-A剖面圖圖7.4.4濕式連接豎向接縫vRdcftdnvjfyd(sinα+cosα)0.5vjfcd(7.4.4-1)+ Mzvj xy z A 2Abc k t(7.4.4-2)vRd——豎向接縫剪應(yīng)力抵抗值();c——界面粘結(jié)力,取0.45;ftdfcd——混凝土抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();——界面摩擦力,取0.7;n——截面法向壓應(yīng)力,此處取為0;vj——界面U型連接鋼筋配筋率;fyd——U型連接鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();α——界面U型連接鋼筋與界面的角度,45°≤α≤90°;vj——混凝土剪切強(qiáng)度折減系數(shù),取為vj0.6(1fck/250);M、——水平接縫處扭矩和剪力設(shè)計(jì)值(kN);cA——塔筒截面面積(m2);ckA——環(huán)形截面中線(xiàn)所圍圖形面積(m2);;kbt——混凝土塔筒壁厚(m)。干式連接豎向接縫的承載能力應(yīng)根據(jù)下列公式進(jìn)行驗(yàn)算(7.4.5):混凝土預(yù)制構(gòu)件τ混凝土預(yù)制構(gòu)件τττ
結(jié)構(gòu)膠圖7.4.5干式連接豎向接縫的剪力傳遞模型vRdcftdn0.5vjfcd(7.4.5-1)界面正應(yīng)力由預(yù)計(jì)螺栓提供,可通過(guò)下式計(jì)算:Fs,RdksnFsinn A A p,cv vM1(7.4.5-2)vRd——豎向接縫剪應(yīng)力抵抗值();ks——螺栓孔類(lèi)型影響的系數(shù),取0.7;n——螺栓個(gè)數(shù);vA——弧形螺栓截面積(m2);vM1——抗滑力分項(xiàng)系數(shù),取為1.25;——單根弧形螺栓的預(yù)壓力設(shè)計(jì)值(kN);sin——弧形螺栓孔道軸線(xiàn)與豎向接縫軸線(xiàn)的夾角。裂縫驗(yàn)算在正常使用極限狀態(tài)下,塔筒水平截面處于受壓狀態(tài),因此裂縫只需考溫差引起,溫差效應(yīng)引起的單位長(zhǎng)度的平面彎矩MaT按下式計(jì)算:ETb2M Tc c taT ν)(7.5.1-1)MaT——塔筒單位長(zhǎng)度的平面彎矩(kN);Tc——混凝土線(xiàn)膨脹系數(shù)(1/℃105;TcEc——混凝土彈性模量();T——塔筒內(nèi)外溫差(℃),一般為15℃;bt——塔筒壁厚(m);ν——混凝土泊松比,取0.2。正常使用極限狀態(tài)下,塔筒裂縫寬度應(yīng)按照下式計(jì)算:wkSr,max(smcm)(7.5.2-1)最大裂縫間距Sr,max當(dāng)鋼筋間距滿(mǎn)足ds/2:Sr,maxk3Cdk1k2k4/p,eff(7.5.2-2)當(dāng)鋼筋間距滿(mǎn)足ds5(Cd/2)Sr,max1.3(btx)(7.5.2-3)εsmεcm之差通過(guò)下式計(jì)算 kfct,eff ) src t ep,eff p,eff ,0.6srcsm cm E E sr sr (7.5.2-4)p,eff應(yīng)按下式計(jì)算: (A2A')/As 1p (7.5.2-5)s1 p(7.5.2-6)有效截面高度范圍內(nèi)的混凝土面積應(yīng)按下式計(jì)算:A -b),-x),}bc,eff t 0 3 2 l0(7.5.2-7)受壓區(qū)高度使用下式計(jì)算:xminfyd,2(C)fb d 21cdl0 (7.5.2-8)σsrc MaT0src A(bx/2)s0(7.5.2-9)——裂縫寬度();——最大裂縫間距();ds——塔筒水平鋼筋間距();Cd——保護(hù)層厚度();p——塔筒水平鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋直徑();k1——1.6;k2——考慮了應(yīng)變分布情況的系數(shù),對(duì)于受彎取為0.5,對(duì)于純拉取為1;k3——推薦值為3.4;k4——推薦值為0.425;p,eff——有效配筋率;s AA'——塔筒水平鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋配筋面積(m2s 1——粘結(jié)強(qiáng)度調(diào)整比率;——預(yù)應(yīng)力鋼筋和加固鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度比,對(duì)先張法鋼絞線(xiàn)采用0.6,后張法或有粘結(jié)鋼絞線(xiàn)采用0.5,體外預(yù)應(yīng)力筋為0;A ——有效截面高度范圍內(nèi)的混凝土面積(mm2);bt——塔筒厚度();——受拉側(cè)鋼筋形心至受壓區(qū)混凝土邊緣的距離();x——受壓區(qū)高度();0——計(jì)算截面寬度(),可取單位長(zhǎng)度;fyd——鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();1——C501.0C800.94,中間等級(jí)取插值。;fcd——混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();src——開(kāi)裂截面受拉鋼筋的應(yīng)力();MaT——溫差效應(yīng)產(chǎn)生的平面彎矩(Nm。疲勞驗(yàn)算疲勞驗(yàn)算時(shí)應(yīng)采用雨流計(jì)數(shù)法得到的馬爾科夫疲勞荷載矩陣進(jìn)行,包含風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行歷程內(nèi)的所有循環(huán)荷載?;炷?、鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋和干式連接豎縫中弧形螺栓的疲勞驗(yàn)算宜通過(guò)線(xiàn)性損傷累積準(zhǔn)則進(jìn)行,總損傷應(yīng)符合以下公式要求:jnDiD 1fat N limi1 i(7.6.2-1)式中,Dfat——結(jié)構(gòu)累計(jì)疲勞損傷;Ni——第i組循環(huán)荷載的材料疲勞抗力循環(huán)次數(shù);ni——第i組循環(huán)荷載的循環(huán)次數(shù);Dlim——疲勞損傷限值,一般取1。混凝土疲勞驗(yàn)算可通過(guò)下列公式進(jìn)行:計(jì)算一組疲勞彎矩上、下限MhighMmeanMrange/2(7.6.3-1)MlowMmean-Mrange/2(7.6.3-2)Mhigh、Mlow——該組疲勞彎矩上、下限(Nm);Mmean——疲勞彎矩均值(Nm);Mrange——疲勞彎矩幅值(Nm)。AB點(diǎn)的應(yīng)力上下限++-MF-++-MF-圖7.6.3-1疲勞損傷驗(yàn)算時(shí)的符號(hào)規(guī)定(A點(diǎn)受壓,B點(diǎn)受拉) (5%n)p,unfavMFA Wc c(7.6.3-3) (95%n)p,unfavMFA Wc c(7.6.3-4)c,min/max——第一年混凝土邊緣應(yīng)力上下限();——第二年到二十年混凝土邊緣應(yīng)力上下限();p,unfav——按不利效應(yīng)計(jì)算得預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)系數(shù);——初始預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值(kN);)——按一年預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算的剩余預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值(kN);——塔筒壓力準(zhǔn)永久值(kN);——塔筒截面面積(m);MF——取Mhigh或Mlow,計(jì)算A點(diǎn)取正,B點(diǎn)取負(fù);cW——塔筒截面抵抗矩(m3)。c300mm300mm應(yīng)力梯度的受壓區(qū)混凝土應(yīng)力平均系數(shù)300mm300mmA點(diǎn) σc2(σc,A)MF σc1Dt Pm+FzB點(diǎn) A點(diǎn) σc1(σc,A)σc2Dt Pm+FzMFB點(diǎn) a) A點(diǎn)位于彎矩受壓側(cè)時(shí)b) A點(diǎn)位于彎矩受拉側(cè)時(shí)圖7.6.3-2截面應(yīng)力梯度示意圖 1c 1.50.5 /c1 c2(7.6.3-5)式中,c——受壓區(qū)混凝土應(yīng)力平均系數(shù);1——300mm(a;c2
——300mm(Pa?;炷磷畲?、最小壓應(yīng)力比Scd,minEdc,minc/fcd,fat(7.6.3-6)Scd,maxEdc,maxc/fcd,fat(7.6.3-7)式中,Scd,min、Scd,max——最小、最大壓應(yīng)力比;Ed——考慮應(yīng)力計(jì)算不確定性的安全系數(shù),取為1.1;fcd,fat——混凝土疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)值()。NcSc,minSc,min=0.8~1.0Sc,min=0.6Sc,min=0.4Sc,min=0.2Sc,min=0.00.8Sc,maxSc,max0.40.20.00 5 10 15 20lgNc圖7.6.3-3受壓混凝土S-N曲線(xiàn)lgN 8 (S 1 cd,max(7.6.3-8)lgN88S )lg(Scd,maxScd,min)2 1) cd,min YScd,min(7.6.3-9)Y 0.451.8Scd,min11.8S 0.3S2cd,min cd,min(7.6.3-10)當(dāng)lgN18,則NcN1;當(dāng)lgN18,則NcN2。以上計(jì)算中當(dāng)Scd,min0.8,取Scd,min=0.8。累計(jì)疲勞損傷按下式計(jì)算j 5%n j 95%nD i iD 1fat,c limi1 i ii(7.6.3-11)式中,Dfat,c——混凝土總疲勞損傷;i——i組疲勞荷載對(duì)應(yīng)的疲勞抗力循環(huán)次數(shù);ni——第i組疲勞荷載的循環(huán)次數(shù);i95——i組疲勞荷載對(duì)應(yīng)的疲勞抗力循環(huán)次數(shù);Dlim——累計(jì)疲勞損傷限值。由于在疲勞循環(huán)作用下混凝土處于受壓狀態(tài),因此塔筒豎向鋼筋無(wú)需進(jìn)公式進(jìn)行:計(jì)算鋼筋應(yīng)力幅 Mz,fc,f 2Abk t(7.6.4-1)shc,fbtdsh/Ash(7.6.4-2)c,f——混凝土塔筒截面剪應(yīng)力();Mz,f——疲勞扭矩幅值(kNm);kA——截面壁厚中線(xiàn)所圍圖形面積(m2);kbt——混凝土塔筒截面厚度(m);sh——鋼筋應(yīng)力幅();dsh——環(huán)向鋼筋間距(m);shA——環(huán)向鋼筋面積(m2)。sh計(jì)算疲勞抗力循環(huán)次數(shù)lgSm=k1lgRsk
1m=k21lgN鋼筋種類(lèi)N*應(yīng)力指數(shù)ΔσRsk/MPak1k2對(duì)應(yīng)鋼筋種類(lèi)N*應(yīng)力指數(shù)ΔσRsk/MPak1k2對(duì)應(yīng)N*次循環(huán)時(shí)對(duì)應(yīng)108次循環(huán)時(shí)直鋼筋及彎曲直徑的彎曲鋼筋?≤16mm106591609540mm>?>16mm10659160~210插值95~125插值?>40mm10659210125
lgNsr彎曲直徑<25?的彎曲鋼筋107355030焊接鋼筋107356540鐵絲網(wǎng)機(jī)械連接鋼筋海洋環(huán)境當(dāng)
(N)時(shí),sh NNr( / (N)1sh sr,fat Rsk(7.6.4-3)當(dāng)
(N)時(shí),sh 108Nr( / 8)k2sh Ed,fat sr,fat Rsk(7.6.4-4)式中,(N)——鋼筋疲勞應(yīng)力幅特征值();Nsr——疲勞抗力循環(huán)次數(shù);Ed,fat——考慮應(yīng)力計(jì)算不確定性的安全系數(shù),取為1.1;sr,fat——鋼筋疲勞分項(xiàng)系數(shù),取為1.25。累計(jì)疲勞損傷jnD iD 1fat,s N limisr(7.6.4-5)式中,Dfat,s——鋼筋總疲勞損傷;ni——第i組疲勞荷載的循環(huán)次數(shù);Nsr——疲勞抗力循環(huán)次數(shù);Dlim——累計(jì)疲勞損傷限值。局部承載力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力筋錨固區(qū)域局部受壓承載力應(yīng)符合以下規(guī)定:l2ll2l2”1AllFlFll11ScorScorhlFlFll11ScorScorhcorhcor”dcor
AcbAcorAlScorhcorhcor”Scorhcorhcor”Scor/2圖7.7.1錨固區(qū)間接鋼筋配置Fl9clfd2corvcorfyd)Aln(7.7.1-1)AbA=AcorA當(dāng)使用焊接鋼筋網(wǎng)時(shí):n1As1l1n2As2l2corcor(7.7.1-2)當(dāng)使用螺旋鋼筋時(shí):4Ass1corcor(7.7.1-3)——局部壓力,取單束鋼絞線(xiàn)的預(yù)壓力(kN);c——C50C800.8,中間強(qiáng)度按線(xiàn)性插值法取值;l——混凝土局部受壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù);fcd——混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();cor——間接鋼筋對(duì)混凝土約束效應(yīng)的折減系數(shù),當(dāng)立方體抗壓強(qiáng)度不超C501C800.85v——間接鋼筋的配筋率;cor——配置間接鋼筋的局部受壓承載力提高系數(shù);fyd——間接鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();lnA——(mm2lnbA——(m2GB50010關(guān)規(guī)定確定;blA——混凝土局部受壓面積(m2);lnA——l1方向的鋼筋根數(shù)及單根鋼筋的截面積(m2);s1nA——l2方向的鋼筋根數(shù)及單根鋼筋的截面積(m2);s2、l2——鋼筋網(wǎng)寬度(m);l——間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土核心截面面積,應(yīng)大于混凝土局A(m2);lscor——鋼筋網(wǎng)或螺旋鋼筋的間距,宜取為30~80mm;ss1A——單根螺旋鋼筋的截面積(m2);ss1cord ——螺旋式間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土截面直徑(m2)。cor門(mén)洞處水平加強(qiáng)鋼筋的配筋面積應(yīng)按以下公式計(jì)算:qqEdAs,F2 0.7LwAs,F1 0.12Lw門(mén)洞LwAs,F1As,F2 0.12Lw0.7Lw圖7.7.2門(mén)洞區(qū)域加強(qiáng)布置0.12LwAs,F1由下式計(jì)算:As,F10.12qEdLw/fyk(7.7.2-1)0.12Lw~0.82Lw范圍內(nèi)所需鋼筋最小配筋面積As,F1由下式計(jì)算:As,F20.21qEdLw/fyk(7.7.2-2)過(guò)梁荷載根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算:qEd2/3(fcdsfyd)bt(7.7.2-3)式中,A 、A ——分別為對(duì)應(yīng)計(jì)算寬度處加強(qiáng)鋼筋的最小配筋面積(m2);s,F1 qEd——過(guò)梁荷載();Lw——門(mén)洞寬度(m);fykfyd——鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值();fcd——混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();bt——門(mén)洞處混凝土塔筒壁厚(m)。門(mén)洞處斜向加強(qiáng)鋼筋應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:A水平 水平加強(qiáng) 加強(qiáng) 加強(qiáng)鋼筋 鋼筋 門(mén)框加強(qiáng) 環(huán)筋加強(qiáng) 斜筋斜筋水平鋼筋A(yù) A-A剖面圖7.7.3門(mén)洞區(qū)域加強(qiáng)配筋示意圖加強(qiáng)鋼筋應(yīng)靠近門(mén)洞周?chē)贾茫涿娣e可取同方向被孔洞切斷鋼筋截面1.3倍。100mm厚采用250mm2的鋼筋面積來(lái)配置,且鋼筋排數(shù)不少于兩排。45倍鋼筋直徑?;A(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般規(guī)定混塔基礎(chǔ)宜采用重力式擴(kuò)展基礎(chǔ)或群樁基礎(chǔ),基礎(chǔ)形式宜采用圓形。擴(kuò)180kPa樁基礎(chǔ)適用于風(fēng)電機(jī)組荷載較大、地基為軟弱土層或高壓縮性土層。503.2.23.3.2條進(jìn)行驗(yàn)算?;A(chǔ)或承臺(tái)主要受力部分混凝土采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)一次澆筑成型,采用裝配式結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)保證各構(gòu)件之間的可靠連接?;A(chǔ)內(nèi)部空腔尺寸除滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)受力要求外,需滿(mǎn)足以下要求:應(yīng)滿(mǎn)足鋼絞線(xiàn)張拉空間要求。應(yīng)匹配上部塔筒結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力索結(jié)構(gòu)。應(yīng)滿(mǎn)足底部平臺(tái)、設(shè)備和線(xiàn)路布置要求。風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)察,勘察內(nèi)容和方法應(yīng)符合《巖土工GB50021NB/T31030上風(fēng)電場(chǎng)工程風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》NB/T10311的要求?;A(chǔ)設(shè)計(jì)級(jí)別、結(jié)構(gòu)安全等級(jí)及結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)符合《陸上風(fēng)電場(chǎng)工程風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》NB/T10311的要求。地基計(jì)算地基設(shè)計(jì)時(shí),所采用的作用效應(yīng)與相應(yīng)的抗力應(yīng)符合下列規(guī)定:按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁基礎(chǔ)樁數(shù)時(shí),計(jì)算地基抗壓承載力時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)分別按正常使用極限狀態(tài)下荷載的時(shí)抗力應(yīng)放大1.2倍。計(jì)算地基基礎(chǔ)沉降和傾斜變形時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值、應(yīng)力限值和裂縫寬度允許值。計(jì)算地基基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定和抗傾覆穩(wěn)定時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀1.0。多遇地震工況下地基承載力驗(yàn)算時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下合。罕遇地震工況下,基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定和抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算的荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載的偶然組合。地震作用計(jì)算和地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50191還應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007范》JGJ94的有關(guān)規(guī)定。地基承載力特征值可由載荷試驗(yàn)或其他原位測(cè)試,公式計(jì)算及工程類(lèi)比3m0.5m程風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》NB/T10311相關(guān)規(guī)定進(jìn)行修正。地基抗壓承載力驗(yàn)算應(yīng)分為未脫開(kāi)地基和脫開(kāi)地基兩類(lèi),可按《陸上風(fēng)電場(chǎng)工程風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》NB/T10311相關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。地基基礎(chǔ)沉降和傾斜變形驗(yàn)算可按各向同性均質(zhì)線(xiàn)性體理論假定確定地103118.2.4規(guī)定。圖8.2.3地基變形允許值輪毅高度H(m)沉降量允許值(mm)傾斜率允許值高壓縮性黏性土低、中壓縮性黏性土,砂土tanH≤703001000.00670<H≤902000.00590<H≤1201500.004H>1201000.003承載能力極限狀態(tài)下地基基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定和抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算、地震作用下風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》NB/T10311相關(guān)規(guī)定。擴(kuò)展基礎(chǔ)擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),所采用的作用效應(yīng)與相應(yīng)的抗力應(yīng)符合下列規(guī)定:8.2節(jié)相關(guān)要求。計(jì)算基礎(chǔ)受沖切、基礎(chǔ)底板配筋和斜截面抗剪時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下的基本組合,相應(yīng)的抗力根據(jù)基礎(chǔ)尺寸及配筋情況確定。7.61。計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)裂縫寬度時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按準(zhǔn)永久荷載工況取值,最大裂0.2mm。F0.7f(bF0.7f(bsbb)h0pl hpt 2 0s(8.3.2-1)式中,0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),取1.1;Fpl——荷載效應(yīng)基本組合下,沖切破壞體以外的荷載設(shè)計(jì)值(kN);hp——承臺(tái)受沖切承載力截面高度影響系數(shù),當(dāng)h≤800mm時(shí),取1.0,h≥2000mm時(shí),B取0.9,其間按線(xiàn)性?xún)?nèi)插法取值:;ft——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa);——沖切破壞錐體斜截面的上邊圓周長(zhǎng)(m);——沖切破壞錐體斜截面的下邊圓周長(zhǎng)(m);h0s——承臺(tái)沖切破壞錐體計(jì)算截面的有效高度(m)?;A(chǔ)底板的配筋應(yīng)按抗彎計(jì)算確定,并符合下列規(guī)定:αcPαcP1計(jì)算區(qū)Rf/rf1αcP12Rf2Rf2rf12Rf2rf1R2Rf2rf1PrPmaxPrPmaxa)基凈反力實(shí)際分布 b)地基凈反力等效分布
圖8.3.3基礎(chǔ)底部反力分布彎矩設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算:p(2Rr)(Rr)2M r f f1 f f1dh,1 6rf1(8.3.3-1)計(jì)算基礎(chǔ)頂面彎矩q(2Rr)(Rr)2M r f f1 f f1dh,2 6rf1(8.3.3-2)式中,Mdh,1、Mdh,2——分別為基礎(chǔ)底面、頂面計(jì)算截面處單位弧長(zhǎng)的彎矩設(shè)計(jì)值(kNm);pr、qr——分別為基礎(chǔ)底面、頂面近似均布荷載(kPa);Rf——基礎(chǔ)底面半徑(m);rf1——計(jì)算截面處半徑(m)。計(jì)算基礎(chǔ)配筋面積Mbl2/3MdhMbc1/3Mdh,底面和頂面應(yīng)采用不同的彎矩進(jìn)行計(jì)算。配筋計(jì)算應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)進(jìn)行?;A(chǔ)裂縫寬度應(yīng)符合下列規(guī)定:wmax≤wlim(8.3.4-1)最大裂縫寬度可按下列公式計(jì)算:w s0.08deq)max crsE s s te(8.3.4-2)ftks tes(8.3.4-3)nd2d iieq ndiii(8.3.4-4)te Ate(8.3.4-5)wmax——基礎(chǔ)最大裂縫寬度();——基礎(chǔ)最大裂縫寬度限值(),0.2;cr——構(gòu)件受力特征系數(shù),按表8.3.4采用;s——裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù),小于0.2時(shí)取0.2,大于1.0時(shí)取1.0;s——按準(zhǔn)永久荷載工況下的縱向受拉鋼筋應(yīng)力();Es——鋼筋彈性模量();cs——最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離,小于20mm時(shí)取20mm,大于65mm時(shí)取65mm;deq——受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑();te——按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率,小于0.01時(shí)取0.01;ftk——混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值();ni——受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的根數(shù);di——i種縱向鋼筋的公稱(chēng)直徑();i——受拉區(qū)第i種縱向鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù),光圓鋼筋取0.7,帶肋鋼筋取1.0;sA——受拉區(qū)縱向普通鋼筋截面面積(mm2);steA——有效受拉混凝土截面面積(mm2)。te圖8.3.4構(gòu)件受力特征系數(shù)類(lèi)型αcr鋼筋混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受彎、偏心受壓1.91.5偏心受壓2.4—軸心受拉2.72.21/12~1/8度的1/40~1/251/20~1/15基礎(chǔ)圓臺(tái)邊坡坡度要求不宜大于1:4;空腔直徑不宜小于7.5m,高度不宜小于1.5m1.0m。群樁基礎(chǔ)群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),所采用的作用效應(yīng)與相應(yīng)的抗力應(yīng)符合下列規(guī)定:確定樁數(shù)和布樁時(shí),應(yīng)采用傳至承臺(tái)底面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合;相應(yīng)的抗力應(yīng)采用基樁或復(fù)合基樁承載力特征值。驗(yàn)算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩(wěn)定性時(shí),應(yīng)采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合;抗震設(shè)防區(qū),應(yīng)采用地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。在計(jì)算樁基結(jié)構(gòu)承載力、確定尺寸和配筋時(shí),應(yīng)采用傳至承臺(tái)頂面的荷組合和荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合。計(jì)算承臺(tái)結(jié)構(gòu)疲勞效應(yīng)時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)根據(jù)馬爾科夫疲勞荷載矩陣確定,疲勞累計(jì)損傷計(jì)算應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第7.6條相關(guān)規(guī)定,累計(jì)損傷限值取1。樁的豎向承載力應(yīng)根據(jù)以下公式進(jìn)行驗(yàn)算:計(jì)算樁頂荷載軸心豎向荷載作用下,基樁所受豎向力平均值由下式計(jì)算:N pk,mean n(8.4.2-1)偏心豎向荷載作用下,基樁所受豎向力最大值由下式計(jì)算:N Gk(Myz,kpk,x n r2p,i(8.4.2-2)Npk,meanNpk,max——分別為基樁樁頂所受豎向力平均值、最大值(kN);——按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合承臺(tái)頂面的軸力設(shè)計(jì)值(kN);——承臺(tái)自重(kN);n——樁總數(shù);M——按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合承臺(tái)頂面的彎矩設(shè)計(jì)值(kNm);——按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合承臺(tái)頂面的水平力設(shè)計(jì)值(kN);——承臺(tái)高度(m);——i基樁至承臺(tái)中心的距離(m);——i(m。計(jì)算樁豎向承載力特征值ak/Kpkike)/K(8.4.2-3)ApeApspApl(8.4.2-4)p6b/p,b/p5, h/D5p b p(8.4.2-5)Ra——單樁豎向承載力特征值(kN);Quk——單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);K——安全系數(shù),取2.0;up——樁身周長(zhǎng)(m);qsik——i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值();lpi——i層土的厚度(m);qpk——極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值();peA——樁端面積(m2);pepsA——樁身截面積(m2);psp——樁端土塞效應(yīng)修正系數(shù),對(duì)于閉口管樁取1.0,對(duì)于開(kāi)口管樁根據(jù)式8.4.2-5計(jì)算;plA——管樁空心部分面積(m2);pl——樁端進(jìn)入持力層深度(m);Dp——樁身外徑(m)。驗(yàn)算樁豎向承載力(1)不考慮地震作用時(shí)軸心豎向荷載作用下:Npk,meanRa(8.4.2-6)偏心豎向荷載作用下:Npk,max1.2Ra(8.4.2-7)(2)考慮地震作用時(shí):軸心豎向荷載作用下:NEpk,mean1.25Ra(8.4.2-8)偏心豎向荷載作用下:NEpk,max1.5Ra(8.4.2-9)Ra——單樁豎向承載力特征值(kN);Npk,meanNpk,max——分別為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下各基樁樁頂所受豎向力平均值、最大值(N;NEpk,mean、NEpk,max——分別為考慮地震作用時(shí)各基樁樁頂所受豎向力平均值、最大值(kN)。樁的抗拔承載力應(yīng)根據(jù)以下公式進(jìn)行驗(yàn)算:計(jì)算樁的拔力T (Myz,k)maxpkx n r2p,i(8.4.3-1)計(jì)算樁極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值ukikii(8.4.3-2)群樁基礎(chǔ)非整體破壞時(shí)樁的抗拔承載力驗(yàn)算Tpk,max≤Tuk/2Gp(8.4.3-3)Tpk,max——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下,樁的拔力(kN);Tuk——群樁呈非整體破壞時(shí)基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);pi——i0.5~0.70.7~0.820時(shí),取小值;qsik——i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值();upi——樁身周長(zhǎng)(m),8.4.3計(jì)算;lpi——i層土的厚度(m);Gp——樁的自重(kN)。圖8.4.3擴(kuò)底樁破壞表面周長(zhǎng)樁穿過(guò)的第i層土的厚度lpi≤(4~10)Dp>(4~10)DpupiDpiπDp注:1.lpi對(duì)于軟土取低值,對(duì)于卵石、礫石取高值。Dp1為擴(kuò)底端設(shè)計(jì)直徑。Dp為樁身直徑。樁的水平承載力和樁身抗剪承載力應(yīng)根據(jù)以下公式進(jìn)行驗(yàn)算:計(jì)算樁的水平力HpkFyz,k/n(8.4.4-1)Hpk——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下作用于基樁樁頂?shù)乃搅Γ╧N);——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下作用于承臺(tái)底部的水平合力(kN);n——樁總數(shù)。計(jì)算樁的水平承載力特征值樁的水平承載力由水平位移控制時(shí),可按下式計(jì)算樁的水平承載力特征值:3EIR0.75p pha 0ax(8.4.4-3)水平變形系數(shù)αp可由下式計(jì)算: p 5p(8.4.4-4)——樁的水平承載力特征值(kN);pEI——樁身抗彎剛度(kNm2);px——樁頂水平位移系數(shù),按表8.4.4-1取值;0a——樁頂允許水平位移,取0.01m;p——水平變形系數(shù)(m1);ppm——樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)(kNm4),8.4.4-2取值;p——樁身計(jì)算寬度(m)。圖8.4.4-1樁頂(身)最大彎矩系數(shù)M和樁頂水平位移系數(shù)x樁頂約束情況樁的換算埋深(ph)Mx鉸接、自由4.00.7682.4413.50.7502.5023.00.7032.7272.80.6752.9052.60.6393.1632.40.6013.526固接4.00.9260.9403.50.9340.9703.00.9671.0282.80.9901.0552.61.0181.0792.41.0451.095注:樁的換算埋深大于4時(shí),取4。圖8.4.4-2地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)值mp地基土類(lèi)別預(yù)制樁、鋼樁灌注樁mp/MN·m-4相應(yīng)單樁在地面處水平位移/mmmp/MN·m-4地移/mm淤泥;淤泥質(zhì)土;飽和濕陷性黃土2~4.5102.5~66~12流塑(IL>1)、軟塑(0.75<IL≤1)狀黏性土;esp>0.9粉土;松散粉細(xì)砂;松散、稍密填土4.5~6106~144~8可塑(0.25<IL≤0.75)狀黏性土、濕陷性黃土;esp=0.75~0.9粉土;中密填土;稍密細(xì)砂6~101014~353~6硬塑(0IL0.25)、堅(jiān)硬(IL0)狀黏性土、濕陷性黃土;esp0.75密的中粗砂;密實(shí)老填土10~221035~1002~5中密、密實(shí)的礫砂、碎石類(lèi)土\\100~3002.5~3注:1.當(dāng)樁頂水平位移大于表列數(shù)值或灌注樁配筋率較高(≥0.65%)時(shí),mp值應(yīng)適當(dāng)降低。10mm時(shí),mp值可適當(dāng)提高。0.4的降低系數(shù)。esp為土體孔隙率,IL為土體液性指數(shù)。樁的水平承載力驗(yàn)算HpkhRha(8.4.4-5)式中,
h——水平承載力調(diào)整系數(shù),荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下取0.8,地震作用取1.25。樁身抗剪承載力驗(yàn)算極限狀態(tài)工況中的水平荷載作用下驗(yàn)算樁身的抗剪承載力:0Hpd≤Vud(8.4.4-6)Hpd——承載能力極限狀態(tài)工況下作用于基樁樁頂?shù)乃搅Γ╧N);0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);Vud——(kN。樁的壓力根據(jù)承載能力極限狀態(tài)下荷載基本組合效應(yīng)計(jì)算,計(jì)算方法可根據(jù)式(8.4.2-2)進(jìn)行,樁身受壓承載力驗(yàn)算應(yīng)符合以下要求;樁頂以下5倍直徑范圍的樁身螺旋式箍筋間距不大于100mm:N=fAfAccdps s(8.4.5-1)不滿(mǎn)足上述配筋要求時(shí),不考慮縱向主筋參與抗壓的作用:N=cfcdAps(8.4.5-2)N——荷載效應(yīng)基本組合下的樁頂軸向壓力設(shè)計(jì)值(kN);c——基樁成樁工藝系數(shù),按第8.4.6條取值;fcd——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();psA——樁身截面面積(m2);psf'——縱向主筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值();fsA——縱向主筋截面面積(m2)。s成樁工藝對(duì)樁身混凝土的強(qiáng)度發(fā)揮影響較大,根據(jù)成樁工藝的環(huán)境、質(zhì)ψc按下述規(guī)定取值:ψc出現(xiàn)裂縫。干作業(yè)非擠土灌注樁(含機(jī)鉆、挖、沖孔樁、人工挖孔樁)ψc0.9。ψc取0.7~0.80.7ψc0.6。群樁基礎(chǔ)樁身一般要求樁不出現(xiàn)裂縫,樁身開(kāi)裂驗(yàn)算應(yīng)滿(mǎn)足下列要求: fA pc ps(8.4.7-1)Tpk,max——正常使用極限狀態(tài)工況下基樁所受上拔荷載最大值(kN);psA——樁身截面面積(m2);pspc——樁的有效預(yù)壓應(yīng)力();ftk——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值()。6技術(shù)規(guī)范》JGJ94相關(guān)要求。Myz,dFx,dN1iN2jR1R2bfcR2R1hMyz,dFx,dN1iN2jR1R
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