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随着不可再生能源的消耗,风电将逐渐显示其不可替代的作用,我国的主要负荷区与风电的主要建设区相隔较远,在电力传输的过程中产生了电能损失,若选择在同样具有良好风资源的主要负荷区建设风电场,深厚的软土层将导致较高的基础造价。为了解决这个问题,同济大学马人乐教授提出了预制预应力筒状基础。风力发电塔的基础受到较大的弯矩,而预制预应力筒状基础具有良好的抗弯性能,且可以在工厂加工,施工方便,节省工期,降低了软土地区上风力发电塔基础的造价。
本文首先针对软土地基上筒状基础的抗弯受力机理进行了理论分析,分别介绍了极限平衡分析法、刚性短柱法、结构变位法和内能耗散率法。然后运用MSC. Marc有限元分析软件对8个不同的模型分别进行计算,由弯矩转角曲线得出了它们在不同筒径、不同埋深下的抗弯承载力,并讨论了基础各项反力的抗弯贡献,通过与理论分析数据的对比,总结出了比较合适的计算方法。本文针对特定功率的风力发电塔进行基础设计,通过井格梁式桩基和预制预应力筒状基础工程量的对比得出预制预应力筒状基础在经济上的优越性。