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中国海上风电抗震设想存正在的问题及处理方案

发布时间: 2019-07-09

  跟着我国海上风力发电的高速成长,海上风力发电正在我国的电力供应中将饰演越来越主要的脚色。因而,对于位于地动高发地域的海上项目场址,外行业内构成合理的、同一的抗震设想方式刻不容缓。对于这一抗震设想方式,要既能抗震设想的平安性,又不由于地动这类罕遇事务而过高抬升海上风力发电扶植成本,障碍海上风力发电的成长,这就需要采用更先辈、更精细化的抗震设想方式。采用国际先辈的场地相关地动动阐发方式,为处理这一难题指了然标的目的。风机零件制制商应结合国内的地动研究院所,劣势互补,整合国际海上风电设想尺度、国内现有的陆上建建布局抗震设想尺度,并充实进修吸纳国际先辈的场地相关地动动阐发方式,尽快外行业内构成同一的抗震设想尺度做法,为我国面对地动的海上风电项目保驾护航!前往搜狐,查看更多

  2. 正在缺乏针对海上风电项目场址的地动平安性评估的环境下,用于确定反映谱的设想地动动输入参数,按照GB50011要求,一般取自《中国地动动参数区划图》——GB18306,可是GB18306目前只笼盖区域,距离海上风电项目场址还有较远的距离,此中的设想地动动参数用于海上风电项目场址并不精确;

  4. GB50011中的尺度地动反映谱,是针对阻尼比为5%的建建布局物,而海上风电支持布局的阻尼比,考虑全数钢材料阻尼、土壤阻尼以及水动阻尼,一般正在0.5%至1.2%范畴,若何将5%阻尼比反映谱为0.5%阻尼比反映谱也存正在问题,目前业界尚缺乏的换算关系。

  4. 1s处的反映谱值,该当取计较出的场地相关反映谱1s处的谱值取2s处的谱值的2倍的大者;

  1. 海上风电支持布局的天然周期一般正在3s-5s之间,而GB50011反映谱针对陆上建建物,其天然周期一般正在0.2s-1s范畴内,取海上风电零件支持布局的天然周期并不婚配;

  采用以上地动载荷计较方式,可充实考虑特定海上风电项目场址周边的地动断层构制及地动动汗青勾当性,并考虑项目场址土壤笼盖层对地动动加快度时程的影响,分析评价获得海上风电项目场址的设想地动动参数,进而获得场地相关的地动反映谱,用于地动载荷计较。为工程设想的平安性,连系美国场地相关地动动阐发方式正在工程上的使用经验,对场地相关反映谱需进行以下平安性批改:

  2. 0.1s(程度段起点)反映谱值能够取场地相关反映谱正在0.1s处的取值,可是不克不及小于肆意大于0.1s周期点的反映谱取值的90%;

  1. 地动平安性评估:基于场地周边200-300公里范畴内的地动断裂带的发震机理、发震频次、发震震级以及取项目场址的距离,连系地动波沿基岩长距离传输过程中的衰减关系,连系概率设想,计较获得场地相关的地动反映谱;

  别的,正在进行地动载荷计较时,成立了桩-土耦合模子,正在分歧土层加载分歧地动加快度时程,更切近现实环境的地动感化,能够更好的模仿地动对桩根本的剪切。然而,该方式计较很是的耗时,而海上风电地动载荷计较要考虑风、浪、流、地动以及风力发电机组运转形态的陈列组合,凡是面临成千上万的载荷计较工况,因而正在业界凡是采用简化计较方式。相对于成立桩-土耦合模子,正在简化计较方式中,支持布局模子只建到泥面,并正在泥面等效线性化的刚度矩阵进行束缚。然后,将至泥面的地动动加快度时程,加载正在泥面刚度矩阵弹簧外侧,采用时程方式进行地动载荷计较。

  目前,正在国内、外,均缺乏明白的海上风电抗震设想规范及行业尺度,陆上的《建建抗震设想规范》——GB5001,替代性地成为了当前海上风电工程项目抗震设想次要参考的规范之一。海上风电项目抗震设想的现行做法是正在GB50011中查得用于抗震设想的地动反映谱。然后连系风机零件支持布局的各阶天然频次和模态振型,按照GB50011的相关要求,采用振型叠加反映谱法计较地动载荷。或者可通过人工地动波生成手艺,将地动反映谱为地动动加快度时程,然后采用时域方式计较地动载荷。获得设想地动载荷后,即可按关布局设想规范进行支持布局的抗震设想。能够看出,地动反映谱做为地动动输入,是地动载荷的泉源,间接决定了设想地动荷载的量级,对整个支持布局的抗震设想起到至关主要的感化。然而,因为 GB50011次要针对陆上、有人类栖身的建建物,其正在建建功能、布局形式及平安品级上均取海上风电支持布局存正在较大差别,所以将GB50011中的地动反映谱用于海上风电抗震设想不成避免的存正在以下问题:

  3. GB50011中的尺度地动反映谱,是基于II类软岩场地的反映谱,虽然GB50011中给出了II类场地向其他III、IV类场地的简单换算关系,但该换算关系不克不及反映现实海上风电项目场址的场地特征;

  3. 场地土层非线性反映阐发:根据地勘岩土工程参数,对项目场址土壤笼盖层进行建模,并进行地动动场地土层非线性反映阐发,模仿地动动加快度时程正在土壤笼盖层中的过程,可考虑各薄弱虚弱土层对地动动加快度时程的放大或衰减感化,获得分歧土层的地动动加快度时程,该阐发一般可采用shake91软件进行计较;

  中国位于世界两大地动带——环承平洋地动带取欧亚地动带之间,地动断裂带十分发育。中国地动带次要分布正在五个区域:地域、西南地域、西北地域、华北地域、东南沿海地域的23条地动带上。海上风电是风电财产将来成长标的目的,也是我国能源布局转型的主要支持,但从当前已建、已核准的海上风电项目以及将来规划来看,很大比例的海上风电场址,正好位于这些地动带附近,潜正在存正在着较高的地动的风险。因而,合理的抗震设想对于正在海上风电设备及其支持布局的平安性的前提下,同时避免支持布局设想成本显著上升而言十分主要,不容轻忽。

  3. 海上风机支持布局天然周期凡是不小于3s,正在天然周期处的谱值不克不及低于1s处谱值的一个百分比,该百分比该当按照JTS 146-2012尺度反映谱天然周期处和1s的反映谱值之比确定;

  国际上,特别是美国,正在地动工程设想范畴,正在能源行业已普遍采用场地相关地动动阐发方式,用于评估相关布局地动平安性。对于海上风电这一位于海上场址的、风力发电机组设备及支持布局成本高贵的、遭后会影响电力供应的特殊工程项目,可自创参考进修国际先辈的场地相关地动动阐发方式。该方式一般分为以下几个步调:

  2. 选择地动加快度时程种子:按照地动前提类似性,及:震级类似、震中距类似、地动发震机制类似以及工程场地土壤笼盖层前提类似,正在实测地动动时程库当选取地动动时程种子,并通过反映谱-地动动时程拟合手艺,该时程种子,拟合场地相关地动反映谱;

  4. 考虑桩-土耦合的非线性时域地动载荷计较:对整个桩根本及进行建模,正在分歧土层深度处加载分歧地动动时程,并考虑桩-土的彼此感化,进行非线性时程计较,获得地动载荷用于支持布局抗震设想。