海上风力发电用SeaStar张力腿基础的静力分析

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1、海上风力发电用ＳｅａＳｔａｒ张力腿基础的静力分析ＳｔａｔｉｃａｎａｌｓｉｓｏｆＳｅａＳｔａｒｔｅｎｓｉｏｎｌｅｂａｓｉｓｙｇｆｏｒｏｆｆｓｈｏｒｅｗｉｎｄｏｗｅｒｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｇ学科专业：土木工程作者姓名：周月指导教师：毕继红教授天津大学建筑工程学院二〇一七年十二月独创性声明本人声明所虽交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作和取得的研宄成果，除了文中特别加ｍ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或猶写过的研究成果，也不包含为获得雜大牵或其他教育机构的

2、学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在谘文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签宇日期：认年＾月｜曰＂学位论文版权使用授极书本学位论文作者完全了解天？大学有关保留，、使用学位论文的规定特授权天涞大举可以将学位论文的全部或部分内容编入有类数据库进柠检索，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、ｏｓ以供査阅和借倒■■同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁擞？（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名＊导师签名：辦体兩凤坪签字日期：訓

3、Ｉ识參日签字日期：紉年ｉｒ月日ｆ产，＊？摘要一随着化石资源的日益枯竭、生产生活需求量的日益增加这矛盾的激化，清洁能源的开发利用备受瞩目。风能主要用于风能发电，海上风能相比陆地风能优势显著，固定式海上风机己经不能适用深水水域的要求，海上漂浮式风机多采用钢结构，其造价高、维护费用高等问题突出。因此，建造设计力学性能优良、经一问题亟待解决济性好的漂浮式风机基础这。ＳｅａＳｔａｒ张力腿基础作为第二代张力腿基础是以传统张力腿基础为前提发展而来的，其建造成本低，运动性能好，能够有效的抵抗环境荷载，更适应深水环

4、境。但是这种基础的研宄不足３０年，其结构形式、运动性能和受力特征等在理一论和实验方面需进步展开研宄。本文对ＳｅａＳｔａｒ张力腿基础进行了如下研宄：首先介绍该ＳｅａＳｔａｒ张力腿基础的工程背景，以有限元理论为基础，利用通用有限元软件ＡＢＡＳ建立三维有限元模型，并介绍了该基础的几何尺寸ＱＵ，本构模型和本台本体和连接件、连接件和拉索之间的相互作用关系，选用的单元类型、荷载种类及边界条件。°然后，对张力腿基础在０风向的常风和２ｍ波高的波浪力的常时环境荷载。作用下，进行完整结构和破损结构的静力分析，得出结构应力和位移的

5、分布规律相对完整结构。分析基础本体薄，拉索失效对结构的受力和位移产生不利的影响弱区域应力集中的原因，采取增加截面厚度和设置内支撑的方式减小应力，对应力较小区域适当减小截面厚度，在结构优化后进行相同荷载组合作用下的静力分析，得出这种优化方式使得基础具有更优良的力学性能和运动性能。°其次一５，在风荷载和波浪力大小定时，为了探宄风向的影响，每隔１改一变次风向角，得到了位移和，总结了各种风向下结构的应力和位移的分布规律应力的最不利风向角。最后，得出，以上述章节的结论为基础了在地震和暴风等极端荷载作用下的强度控制工况，

6、拉索的应，结果表明，基础的位移满足规范要求力设计值满足强度要求，依据基础本体的内力进行配筋保证基础本体满足强度要求。■钢筋混凝土结构的ＳｅａＳｔａｉ张力腿基础具有良好的力学性能、运动性能和经济性，适合对其进行大力推广。本文的研宄成果对ＳｅａＳｔａｒ张力腿基础的设计和施工提供了理论依据。关键词：ＳｅａＳｔａｒ张力腿基础，数值，，运动性能，薄弱区域模拟力学性能ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｅｐｌｅｔｉｏｎｏｆｆｏｓｓｉｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｔｈｅｉ

7、ｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｅｍａｎｄｆｏｒｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｌｉｆｅｉｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｎｔｅｎｓｅＷｉｎｄｅｎｅｒａｓａｋｉｎｄｏｆｐ，ｇｙｃｌｅａｎｅｎｅｒｇｙｗｈｏｓｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｃｅｉｖｅｄｗｉｄｅｌｙａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍｔｈｅｏｆｆｓｈｏｒｅｗｉｎｄｅｎｅｒｈａｓｍｏｒｅａｄｖａｎｔａｅｔｈａｎｔｈｅｌａｎｄｗｉｎｄｅｎｅｒ．Ｆｉｘｅｄ，ｇｙｇｇｙｏｆｆｓｈｏｒｅｗｉｎｄ

8、ｔｕｒｂｉｎｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｎａｂｌｅｔｏａｐｐｌｙｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄｅｅｐｗａｔｅｒ．Ｆｌｏａｔｉｎｍａｒｉｎｅｆａｎｓａｒｅ