荷载计算

对于格构式输电塔，研究建立以构件为计算单元的结构风荷载计算方法。定义角钢构件的单元坐标系与风力坐 标系，导出它们的旋转变换矩阵。通过坐标系旋转变换理论，导出角钢构件的挡风宽度、截面方位角、风荷载集度及等 效节点风荷载的计算方法。应用本文方法，对于等肢角钢算例进行计算，得到该角钢构件的挡风宽度、截面方位角及等 效节点风荷载随风向角变化的关系特性。研究结果表明，本文方法合理准确、简单易行，可有效计算格构式输电塔风荷 载。

依据《建筑结构荷载规范》，基于MATLAB编程软件，实现风电机组塔简结构和海上风电机组基础结构顺风向风荷载自动化数值计算软件的开发，具有很强的实用性。对于指导海上和陆上风电机组的结构设计具有重大的工程应用价值。为今后海上和陆上风电结构风荷载的自动化数值计算奠定基础。在风电结构分析与设计方面，风荷载是重要的组成部分。该项技术具有很强的实用性，国内外处于领先水平。目前，在本公司的所有海上风电场项目基础工程结构设计方面普遍适用。并可将此款实用型软件普遍推广于全行业海上风电场基础工程使用。部分推广于全行业海上和陆上风电场风机塔筒结构使用。为了使海上风电机组产业达到国内及世界领先水平，需要不断的技术创新，建立完整的产业体系，形成成熟的工业链。今后，可进一步开发本软件，包括：高耸结构横风向风荷载的自动化计算，高耸结构扭转向风荷载的自动化计算等，形成一整套的风电机组塔筒结构和海上风电场基础结构风荷载的自动化计算系统。之后可以在全行业内推广使用，取代Bladed软件在风电场项目工程风荷载设计计算方面的应用。

本项目属于新能源领域，海上风机基础结构的研究是该领域的重难点。 本项目依托国电舟山普陀6号海上风电场2区工程，针对海上风机基础设计中海洋土物理力学参数的选取、厚游泥地基中大直径桩基桩-土相互作用机理和承载特性、高桩承台基础波浪荷载计算、防撞及高强预应力错栓连接等关键技术问题，开展了系统深入的研究，形成了大涌浪、厚染泥海域风机基础设计成套技术。 本项目通过现场原位试验和室内土工试验等，对海洋软土强度和变形特性进行了全方位评定，建立了适用于海上风机基础设计的海洋土物理力学指标评价体系：基于国内桩长最长海上试桩工程首次系统性地从室内土工试验、离心模型试验、现场试桩、三维数值仿真以及理论分析等方面全方位研究厚游泥质地基中大直径桩基承载特性，提出了厚游泥质地基中大直径桩基承载力分析的修正方法，建立了完整的江浙近海海域典型粘性土循环弱化因子取值体系和相应循环弱化p-y曲线体系采用离心模型试验、三维数值仿真等手段，结合现场试桩，开展海上风机高桩承台基础优化设计，重点研究了波浪荷载、船舶撞击下基础结构的响应以及高强预应力错栓连接，形成了一套较为全面 的海上风机高桩承台基础设计优化理论。

本技术在锅炉构架与侧煤仓间联合设计可行性研究的基础上，根据煤质资料及当地气象数据对锅炉烟风制粉系统和热力系统进行优化分析，在考虑多种因素的条件下提出最优燃烧制粉系统、热力系统方案及主要辅机性能参数，提出了典型锅炉岛紧凌布置设计技术工艺系统。根据主机和辅机设备的结构特点、安装及检修要求，并结合具体的工艺系统流程，制定了先进的锅炉岛紧凌布置设计技术方案，完成了工艺管道设计及布置，并完成锅炉钢架与煤仓间范围内细部荷载计算，并对侧煤仓与锅炉本体钢结构进行联合设计，将除氧器和部分高压加热器纳入锅炉岛布置范围，在钢构架设计上统一考虑，通过优化系统结构、设计流程、辅助车间及设备布置，使空间利用更加节省，系统更趋合理。 本项目解决了发电机组主厂房优化设计，强化建筑结构功能性，实现节能建筑，提高系统经济性，降低电力工程造价的根本问题。 1.首次提出电站锅炉及侧煤仓间联合结构系统，实现“锅炉岛”模块化设计，优化了烟风、制粉、汽水、储煤及输煤系统，提高了机组经济性。 2.研发了锅炉构架及侧煤仓全钢架一体化设计方法，纳入同一模型，一次性完成计算分析，增强了煤仓间整体刚度，提高了除氧器安装结构稳定性，强化了整体抗震能力。 3.建立了锅炉岛紧溪布置模式，实现煤仓间钢架与锅炉本体钢架连接，提高了主厂房区域空间利用率，节省了建设初期投资，达到国内领先水平。 本项目现已获得发明专利授权一项，实用新型专利授权两项，已发表中文核心期刊论文两篇。