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风能是一种清洁的可再生绿色能源,具有可持续使用和无污染的特点。近些年来,我国风力发电发展迅猛,总装机容量位居世界前列。但是风机基础设计水平较低,风机基础规范是借鉴建筑、水利等行业规范编制的,还不是很成熟,有一系列的问题亟待解决。而且风机格构式扩展基础是一种由梁板组合而成的新型混凝土结构,仍然处于初步研究阶段。因此,风机格构式扩展基础受力特性研究具有为新型和同类基础设计提供依据及参考的重要意义。本文结合某具体工程实例,采用ANSYS有限元数值模拟方法对风机格构式扩展基础进行研究分析,主要研究了以下问题: (1)针对单法兰、双法兰基础环结构型式扩展基础,以及考虑双法兰厚度及埋深影响的方案进行数值模拟,分析结果表明:双法兰扩展基础不易发生变形破坏;在双法兰间距L为0.6m的范围内,双法兰基础环能够有效调整基础受力的分配比例,使下法兰周围混凝土拉应力减小31%,避免了基础环下法兰周围混凝土发生破坏,并保证了扩展基础的安全。 (2)针对混凝土布筋,考虑在基础环两侧布置竖向钢筋和穿过基础环下法兰布置竖向钢筋的方案,并采用分离式模型进行数值模拟,分析结果表明:布置竖向钢筋对扩展基础的变形没有影响;穿过基础环下法兰布置竖向钢筋能够改善扩展基础的应力状态,而在基础环两侧布置则不能。因此,在法兰上部,竖向钢筋宜布置在法兰的内、外边缘处,在法兰下部,竖向钢筋宜布置在法兰中心。 (3)针对预应力锚栓扩展基础,采用反向平衡法兰和预应力锚栓连接塔筒和地基的方案进行数值模拟,分析结果表明:与基础环扩展基础相比,预应力锚栓扩展基础不仅整体性好,能够有效避免混凝土局部受拉破坏,而且其在中心台柱的竖向只需要进行构造配筋,节省了钢材,取得了良好的经济效益。