钢管混凝土风电塔架力学性能的研究-土木工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TU279.7+44 U.D.C: 624 Thesis for the Master Degree in Engineering RESEARCH OF MECHANICAL PROPERTIES OF CONCRETE-FILLED STEEL TUBE WIND ELECRIC TOWER Candidate： Duan Kexing Supervisor： Prof. Zha Xiaoxiong Academic Degree Applied for： Master of Engineering Specialty： Civil Engineering Affiliation： Shenzhen Graduate School Date of Defence： Dec, 2011 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - I - 摘 要 在当前环境问题成为全球性问题，能源危机时刻威胁着各国经济发展，资源 短缺成为我国经济发展的瓶颈时，近十几年来，新能源行业得到迅猛发展，以太 阳能、风能、核能、生物质能为代表的新能源受到各国的大力推广，而风能利用 在此期间也得到迅猛的发展。风能发电在风能利用中占有重要地位，而其中风能 发电机的支撑系统——风力发电塔架在整个投资中占有很大的资金。在风力发电 行业发展的同时，发电机组的功率也在不断增大，输电塔也需要不断增大，这对 目前的塔架结构带来了新的挑战。同时，我国“十二五”规划中，对高压、特高 压输电线路的建设做了明确的要求，在这样的趋势下作为高压、特高压输电线系 统的组成部分——大型输电塔架也需要更高的性能。因此需要对风电塔架在材料 使用和结构创新方面做更深入的研究和创新。 本文对目前风电行业采用的塔架进行分析，指出其应用的局限性和未能适应 行业发展需求，提出新型风电塔架形式，采用钢管混凝土构件来满足当前对大型 风力发电塔架和输电塔架的需求。文中首先对当前行业所使用塔架材料和结构型 式的特点进行了论述指出其中不足。针对面临的这些问题对新型钢管混凝土塔架 在材料和形式特点方面进行分析，对结构选型的依据进行了分析。 对应用于输电塔架中的双肢斜刚架进行了内力分析，分别对一层、两层、多 层的内力进行分析，并对影响刚架内力的参数主要是柱子倾角对刚架内力的影响 进行了分析。对人字式塔架的稳定性进行分析，得出了它的平面外稳定的计算长 度系数。对刚架的抗侧刚度进行了理论分析，得出了抗侧刚度公式，并对影响抗 侧刚度的柱子倾角、梁柱刚度进行分析。对输电塔目前采用的四肢塔架的力学特 性进行分析，并研究在使用钢管混凝土构件后，其力学性能的优良性，主要对平 行弦杆塔架和倾斜弦杆塔架的内力及顶端位移的进行分析，并研究了塔架弦杆和 腹杆对塔架顶端位移的影响，说明在塔架柱中采用钢管混凝土构件后塔架力学性 能的提高。 关键词：钢管混凝土；风塔；输电塔；斜刚架；桁架结构 - - II - Abstract The environment problems have become global problems, the energy crisis threat the economic development of all countries, limiting resources become the bottleneck of economic development in our country. This decade, new energy industry has developed rapidly. Solar, wind, nuclear energy, biomass energy are promoted by countries, and wind energy also developed rapidly during this period. Generating electricity by wind in wind energy using playing an important position role, the towers of wind turbine in the whole investment in wind tower has a large resources. In our country ‘Twelve Five’ programming, the construction of the high voltage transmission, UHV transmission