Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Суммарный вес надземной части башни ВЭУ Юнисон составляет более 300 т. Вес всей башни составляет - 183 т. Общая длинна лопасти составляет 45м. Вес одной лопасти составляет 9 т. Гондола имеет вес 88 т, ротор 42 т.
Автор расчетной модели: Конструкторское бюро Городецкого
Местоположение: Полуостров Тарханкут, Крым
Полное название проекта
Расчет фундаментной плиты под ветряные электрогенераторы ВЭУ Юнисон U88 на вертикальные, горизонтальные и сейсмические нагрузки с учетом податливости грунтового основания
Описание
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) UNISON U88/U93 представляет собой трехлопастной ротор с номинальной мощностью 2 180 кВт, номинальное напряжение 600 В и номинальный ток 2 228 А. ВЭУ рассчитана выдерживать экстремальные условия окружающей среды. Прочная конструкция ВЭУ UNISON U88/U93 обеспечивает высокие уровни безопасности, надежность и повышенный срок эксплуатации.
Основными деталями ВЭУ UNISON U88/U93 являются фундамент, башня, гондола, ротор и лопасти. Все эти детали были разработаны в соответствии с промышленными стандартами, обеспечивающими эксплуатационную безопасность.
Фундамент - железобетонная плита в плане восьмиугольник диаметром 18 м, толщиной 2.5м. Бетон класса В30 (С25/30), марки А 100 по морозостойкости и марки W 2 по водопроницаемости, арматура класса А240С и А500С. Под фундаментом выполняется армированная бетонная подготовка из бетона С 12/15 (В15) толщиной 150мм. Стыковка башни к фундаменту осуществляется при помощи двойных фланцев и анкерных болтов.
Башня - представляет из себя трубчатую стальную башню высота которой до оси ротора составляет 80 м. Диаметр верхней части 3.0 м, а нижней части 4.2 м . Вес всей башни составляет - 183 т
Лопасти - изготавливаются из стеклопластика и эпоксидной смолы. Общая длинна лопасти составляет 45м. Вес одной лопасти составляет 9 т.
Гондола имеет вес 88 т, ротор 42 т.
Суммарный вес надземной части башни ВЭУ Юнисон составляет более 300 т.
Описание расчетной схемы
Построение расчетной модели выполнялось в программном комплексе ЛИРА-САПР. Пространственная идеализированная расчетная модель состоит из стержневых и пластинчатых конечных элементов.
Фундаментная плита моделируется пластинчатыми конечными элементами КЭ 44, жесткость которых соответствует железобетону толщиной 2.5м, с шагом триангуляции 0.5м.
При моделировании тела башни использовался КЭ 10. Расчетная схема представляла собой== консоль, при этом учитывалась переменная жесткость башни по высоте, перераспределение масс по высоте, включая и сосредоточенную массу от ротора и гондолы на верху башни.
В процессе расчета учитывались следующие нагрузки:
- вес ВЭУ (вес башни, гондолы, лопастей);
- предельная нагрузка от ветра и эквивалентная усталостная нагрузка для ВЭУ;
- собственный вес фундаментной плиты;
- пригруз грунта на фундамент;
- сейсмическое воздействие.
Особенности
Был выполнен расчет для целого ряда вариантов фундаментов с изменением:
- конфигурации (круглые, прямоугольные, восьмиугольные);
- толщины плиты (2-2.5м);
- заглубления фундаментной плиты относительно поверхности земли с учетом пригруза и без него (до 3м).
Расчет сооружения выполнялся с учетом совместной работы грунтового основания.
В соответствии с геологическими изысканиями была определена жесткость грунтового массива под подошвой фундамента. Данные значения были применены в виде коэффициентов постели С1 и С2. В расчетной схеме также использовались законтурные конечные элементы (КЭ 53) которые позволили учесть упругое основание грунта за пределами фундаментной плиты.
Для более правдоподобной работы сопряжения фундамента и тела ветряка было принято решение моделировать данный узел с использованием абсолютно жестких тел.
По пожеланию заказчика было выполнено конструирование плиты в двух вариантах: с расположением рабочих стержней в ортогональном направлении и с расположением рабочих стержней в радиальном направлении. Окончательный вариант армирования имел комбинированный вид:
- основная и дополнительная арматура у верхней и нижней граней плиты ∅ 25 с шагом 200мм. Расположение стержней ортогональное.
- дополнительная арматура у верхней грани плиты ∅ 36 с шагом 200мм. Расположение стержней радиальное.
Использование ПК ЛИРА-САПР дало возможность решить ряд следующих задач:
- вычислить оптимальную толщину фундаментной плиты, которая зависит от своей геометрии в плане, веса надземной части конструкции, ветрового и сейсмического воздействий и принятого варианта армирования;
- определить усилия, возникающие от сейсмического воздействия, расчет которого был выполнен на основе спектрального анализа;
- выполнить расчет сооружения с учетом совместной работы каркаса и грунтового основания;
- определить деформации фундамента и крен башни;
- выполнить расчет конструкции на прочность и законструировать фундаментную плиту с учетом региональных нормативных документов.
Оцените возможности
Если у вас все еще есть сомнения, загрузите демонстрационную версию и попробуйте или свяжитесь с нашей службой поддержки для получения более подробной информации.
Комментарии