ЛИРА-САПР

Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы

Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы

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.

Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы



Хотите первыми узнать о выходе новых версий, проводимых семинарах и акциях?

@

Следите за нашими новостями в социальных сетях

Другие объекты