海上風電灌漿連接段軸向承載力提高研究.pdf

1、由于地球陸地資源的日益緊張，越來越多的人開始發(fā)展海上風電開發(fā)項目而且隨著歐洲海上風電的成功運行，這種節(jié)能環(huán)保的能源利用在國內(nèi)也越來越廣泛。在海上風電基礎中，灌漿連接段起著重要的過渡作用，將上部結(jié)構(gòu)的力安全有效的傳遞到海底基礎中。其具有耐腐蝕、高承載力、施工方便等優(yōu)點，除應用于海上風電基礎的連接外，現(xiàn)可擴展應用于海上平臺鋼管的修復和建筑鋼結(jié)構(gòu)的連接等工程中。同時面臨越來越大規(guī)模的海上風電發(fā)展，基礎帶來的巨大成本也引起了人們的重視。灌漿連接

2、段作為基礎的重要連接部分也需要不斷的改進。本文利用有限元分析軟件ANSYS和試驗分析灌漿連接段的剪力鍵形狀、尺寸、灌漿連接段長度、錐形形式等對灌漿連接段軸向承載力的影響，為實際工程中灌漿連接段更高效、經(jīng)濟的發(fā)揮作用提供參考。
　　本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　1.介紹了灌漿連接段的軸對稱有限元模型以及實體有限元模型建立的方法和原理。分別用面面接觸單元來模擬灌漿料與內(nèi)外鋼管的接觸，當模型和荷載軸對稱的時候采用軸對稱簡化處理，可

3、縮短計算時間、提高計算效率。
　　2.利用ANSYS對三種常見不同剪力鍵形狀（矩形、三角形、半圓形）的灌漿連接段進行分析，比較剪力鍵形狀對灌漿連接段的軸向承載力影響。分析表明半圓形更易在端部剪力鍵處造成應力集中，矩形和三角形相差不大。剪力鍵的尺寸影響灌漿連接段的軸向承載力，研究表明剪力鍵的高度20mm、寬度40mm時，灌漿連接段受力較優(yōu)。
　　3.通過軸壓試驗對剪力鍵的存在與否、灌漿連接段的長度、錐形灌漿連接段設計進行軸向承

4、載力分析比較及針對最終破壞情況提出建議。試驗表明無剪力鍵的灌漿連接段主要依靠灌漿料與鋼管之間的粘結(jié)摩擦力承載，破壞突然，建議采用表面噴砂等措施;帶剪力鍵的灌漿連接中灌漿連接段長度能有效的減少相同荷載作用下的位移，提高承載力，破壞時易在灌漿連接段的兩端剪力鍵處造成應力集中，建議加強灌漿連接段兩端;錐形灌漿連接段的設計在承載力較大時優(yōu)于圓柱形灌漿連接段，破壞時容易在錐形過渡段造成應力集中，建議采用分段設計，實現(xiàn)平緩過渡。
　　4.對單