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风电机组支撑系统设计与施工
  • 作者：郭兴文 陆忠民 蔡新
  • 出版社：中国水利水电出版社
  • 出版日期：2021年12月
  • ISBN：978-7-5226-0189-2
  • 页数：230
优惠价: ¥ 46.80
定价: ¥ 78.00

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标签：新能源

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图书详情
内容简介

本书是《风电场建设与管理创新研究》丛书之一，主要介绍了风电机组支撑系统的类型及其发展概况，详细阐述了风电机组支撑系统的设计理论、设计方法及其施工技术。

本书既可作为高等学校能源、土木水利专业的本科生与研究生的教材或教学参考书，也可供能源、土木水利领域从事设计、施工、建设及运行管理的工程技术人员参考。

目录
  • 版权页
  • 《风电场建设与管理创新研究》丛书编委会
  • 《风电场建设与管理创新研究》丛书主要参编单位（排名不分先后）
  • 《风电场建设与管理创新研究》丛书编辑人员名单
  • 《风电场建设与管理创新研究》丛书出版人员名单
  • 本书编委会
  • 丛书前言
  • 本书前言
  • 本书引用的标准
  • 第1章 绪论
  • 1.1 风电发展概况
  • 1.1.1 国外风电发展
  • 1.1.2 国内风电发展
  • 1.2 风电机组支撑系统主要型式
  • 1.2.1 不同类型塔架及应用发展
  • 1.2.1.1 桁架塔架
  • 1.2.1.2 锥筒塔架
  • 1.钢塔架
  • 2.木塔架
  • 3.混凝土塔架
  • 4.混合型塔架
  • 1.2.2 不同类型基础及应用概况
  • 1.2.2.1 陆上风电机组基础
  • 1.扩展基础
  • 2.梁板式基础
  • 3.桩承式基础
  • 1.2.2.2 海上风电机组基础
  • 1.桩承式基础
  • 2.重力式基础
  • 3.浮式基础
  • 1.3 风电机组支撑系统设计研究进展
  • 1.3.1 塔架设计
  • 1.3.2 基础设计
  • 1.3.3 优化设计
  • 1.3.3.1 塔架优化
  • 1.3.3.2 基础优化
  • 1.3.4 一体化设计
  • 1.4 风电机组支撑系统施工技术及进展
  • 1.4.1 塔架施工
  • 1.4.1.1 陆上塔架
  • 1.4.1.2 海上塔架
  • 1.4.2 基础施工
  • 1.4.2.1 陆上基础
  • 1.4.2.2 海上基础
  • 第2章 风电机组支撑系统设计理论与方法
  • 2.1 支撑结构设计基本原则
  • 2.1.1 塔架设计原则
  • 2.1.2 基础设计原则
  • 2.1.2.1 陆上风电机组基础设计原则
  • 2.1.2.2 海上风电机组基础设计原则
  • 2.2 荷载类型及荷载组合
  • 2.2.1 荷载及作用
  • 2.2.2 风荷载
  • 2.2.2.1 基本风压
  • 2.2.2.2 风压高度变化系数
  • 2.2.2.3 风荷载体型系数μs
  • 2.2.2.4 顺风向风振系数
  • 2.2.2.5 横风向风振效应
  • 2.2.2.6 海上风电机组基础风荷载
  • 2.2.3 地震荷载
  • 2.2.3.1 地震荷载计算方法
  • 1.拟静力法
  • 2.反应谱法
  • 3.直接动力分析法
  • 2.2.3.2 水平地震荷载
  • 2.2.3.3 竖向地震荷载
  • 2.2.3.4 动水压力
  • 2.2.4 波浪荷载
  • 2.2.4.1 波浪对风电机组基础的影响
  • 2.2.4.2 波浪荷载计算
  • 1.小尺度桩或柱波浪力计算
  • 2.大尺度桩或柱的波浪力计算
  • 2.2.5 海流荷载
  • 2.2.5.1 海流荷载作用
  • 2.2.5.2 波浪、海流共同作用
  • 2.2.6 冰荷载计算
  • 2.2.7 其他荷载
  • 2.2.7.1 自重荷载
  • 2.2.7.2 撞击力
  • 2.2.7.3 海生物
  • 2.2.8 风电机组的设计荷载及组合
  • 2.2.8.1 风电机组等级
  • 2.2.8.2 风况
  • 1.正常风况
  • 2.极端风况
  • 2.2.8.3 其他环境条件
  • 2.2.8.4 荷载作用工况及其组合
  • 1.荷载
  • 2.设计状态和荷载工况
  • 2.3 结构设计计算
  • 2.3.1 设计方法
  • 2.3.1.1 荷载和材料的局部安全系数
  • 2.3.1.2 失效后果和零件等级的局部安全系数
  • 2.3.1.3 通用的材料标准的应用
  • 2.3.2 极限强度分析
  • 2.3.2.1 荷载局部安全系数
  • 2.3.2.2 无通用设计标准的材料局部安全系数
  • 2.3.2.3 有通用设计标准的材料局部安全系数
  • 2.3.2.1节和2.3.2.2节中的规定值。
  • 2.3.3 疲劳损伤分析
  • 2.3.3.1 荷载局部安全系数
  • 2.3.3.2 无通用设计标准的材料局部安全系数
  • 2.3.3.3 有通用设计标准的材料局部安全系数
  • 2.3.4 稳定性
  • 2.3.5 临界挠度分析
  • 2.4 结构优化
  • 2.4.1 优化模型的建立
  • 2.4.1.1 设计变量
  • 2.4.1.2 约束条件
  • 2.4.1.3 目标函数
  • 2.4.1.4 优化问题的数学模型
  • 2.4.2 优化模型的求解方法
  • 第3章 风电机组塔架结构设计
  • 3.1 设计基本方法
  • 3.2 设计基本要求
  • 3.2.1 钢塔架
  • 3.2.2 混凝土塔架
  • 3.3 荷载、荷载效应组合及组合系数
  • 3.3.1 荷载
  • 3.3.2 荷载工况
  • 1.圆筒式钢塔架设计荷载工况
  • 2.混凝土塔架设计荷载工况
  • 3.4 控制标准
  • 3.4.1 混凝土应力
  • 1.施工阶段混凝土应力
  • 2.正常使用极限状态
  • 3.4.2 钢塔架容许应力
  • 3.4.3 预应力钢筋容许应力
  • 3.4.4 塔架水平容许位移
  • 3.4.5 风电机组容许频率
  • 3.5 构造要求
  • 3.5.1 钢塔筒构造要求
  • 3.5.2 混凝土塔架构造要求
  • 3.6 钢塔架设计
  • 3.6.1 静强度计算
  • 3.6.2 法兰盘计算
  • 1.底法兰验算
  • 2.法兰焊缝验算
  • 3.6.3 钢塔架屈曲计算
  • 3.6.4 焊缝疲劳计算
  • 3.7 混凝土塔架设计
  • 3.7.1 承载能力极限状态计算
  • 1.正截面承载力计算
  • 2.斜截面承载力计算
  • 3.疲劳计算
  • 4.局部受压承载力计算
  • 3.7.2 正常使用极限状态验算
  • 1.应力验算
  • 2.裂缝验算
  • 3.变形验算
  • 4.预应力损失计算
  • 3.8 预应力混凝土混合塔案例分析
  • 3.8.1 承载能力极限状态计算
  • 3.8.2 正常使用极限状态验算
  • 3.8.3 钢塔筒强度计算
  • 第4章 风电机组基础结构设计
  • 4.1 基础结构概述
  • 4.2 陆上重力式基础
  • 4.2.1 结构型式及特点
  • 1.扩展基础
  • 2.梁板基础
  • 4.2.2 地基承载力计算
  • 4.2.3 地基沉降变形计算
  • 4.2.4 稳定性验算
  • 4.2.5 地基动态刚度验算
  • 4.2.6 扩展基础结构计算
  • 1.地基净反力计算
  • 2.冲切验算
  • 3.斜截面受剪验算
  • 4.基础底板配筋计算
  • 4.2.7 梁板基础结构计算
  • 1.地基净反力计算
  • 2.冲切验算
  • 3.斜截面受剪验算
  • 4.梁板基础内力计算
  • 4.3 陆上桩承式基础
  • 4.3.1 结构型式及特点
  • 4.3.2 桩基础构造规定
  • 1.基桩
  • 2.承台构造
  • 3.基桩与承台的连接
  • 4.3.3 桩的承载力验算
  • 4.3.4 桩基础变形验算
  • 1.沉降值计算
  • 2.倾斜率计算
  • 4.3.5 桩基承台结构计算
  • 1.冲切验算
  • 2.承台底板配筋计算
  • 4.4 海上桩承式基础
  • 4.4.1 海上桩承式基础型式类别
  • 4.4.1.1 单桩基础
  • 4.4.1.2 三（多）脚架基础
  • 4.4.1.3 导管架基础
  • 4.4.1.4 群桩承台基础
  • 4.4.2 多桩基础设计
  • 4.4.2.1 多桩基础设计概述
  • 4.4.2.2 多桩基础计算方法
  • 4.4.2.3 钢基础结构设计
  • 1.海上风电基础钢结构设计标准
  • 2.海上风电机组基础钢结构设计原则
  • 3.钢结构构件强度和稳定性
  • 4.钢结构管节点设计
  • 4.4.2.4 混凝土基础结构设计
  • 1.混凝土材料本构模型
  • 2.混凝土结构分析中相互作用模拟
  • 3.结果评判及应用
  • 4.4.3 单桩基础设计
  • 4.4.3.1 桩土水平相互作用
  • 4.4.3.2 桩长控制标准
  • 4.4.3.3 位移控制标准
  • 4.4.3.4 附属结构集成设计
  • 4.5 海上重力式基础
  • 4.5.1 重力式基础结构型式
  • 4.5.1.1 沉箱基础
  • 4.5.1.2 大直径圆筒基础
  • 4.5.2 重力式基础结构特点
  • 4.5.3 基床处理设计
  • 4.5.3.1 基槽开挖
  • 4.5.3.2 基槽抛石
  • 4.5.3.3 基床夯实
  • 4.5.3.4 基床整平
  • 4.5.4 地基承载力验算
  • 4.5.5 地基变形计算
  • 4.5.6 基础稳定性验算
  • 4.5.6.1 抗滑移稳定性验算
  • 4.5.6.2 抗倾覆稳定性验算
  • 4.5.6.3 基床承载力验算
  • 4.5.6.4 地基承载力验算
  • 4.6 海上筒型基础
  • 4.6.1 筒型基础的结构型式
  • 4.6.1.1 弧线型过渡段复合筒
  • 4.6.1.2 直线型过渡段复合筒
  • 4.6.1.3 单柱复合筒
  • 4.6.1.4 导管架吸力筒
  • 4.6.2 筒式基础的构造
  • 4.6.3 筒型基础的承载力计算
  • 4.6.3.1 抗压承载力计算
  • 4.6.3.2 抗拔承载力计算
  • 4.6.3.3 水平承载力计算
  • 1.受转动约束时的水平承载力
  • 2.不受转动约束时的水平承载力
  • 4.6.4 筒型基础静力分析
  • 1.筒壁侧摩阻力
  • 2.筒端阻力
  • 4.6.5 基础变形控制标准
  • 4.6.6 地基承载力验算
  • 4.6.7 抗滑移稳定性验算
  • 4.7 海上漂浮式基础
  • 4.7.1 漂浮式风电机组基础国外应用现状
  • 1.示范工程应用
  • 2.商业化进程
  • 3.技术发展
  • 4.典型漂浮式风电机组基础型式
  • 4.7.2 海上漂浮式风电机组基础计算
  • 4.7.2.1 完整稳性计算
  • 4.7.2.2 破舱稳性计算
  • 4.7.2.3 风电机组基础总体性能分析
  • 4.7.2.4 风电机组基础结构总体强度分析
  • 4.7.3 系泊系统设计
  • 4.7.3.1 系泊系统概述
  • 4.7.3.2 系泊系统规范
  • 4.7.3.3 系泊系统设计工况
  • 4.7.3.4 锚
  • 1.锚的分类
  • 2.锚的设计参考因素
  • 4.7.3.5 系泊系统设计方法
  • 1.静力法
  • 2.动力法
  • 4.8 海上基础防冲刷设计
  • 第5章 海上风电机组一体化设计
  • 5.1 海上风电机组一体化设计概述
  • 5.1.1 一体化设计的发展及意义
  • 5.1.2 一体化设计与传统设计的差异与优势
  • 5.2 一体化设计内容及主要流程
  • 5.2.1 一体化设计主要内容
  • 5.2.2 一体化设计主要流程
  • 5.3 一体化设计方法与软件平台模式简介
  • 5.3.1 Bladed结合SACS/SESAM全耦合分析模式
  • 5.3.2 Bladed结合SACS/SESAM半耦合分析模式
  • 5.3.3 FAST结合SACS全耦合分析模式
  • 第6章 风电机组基础施工
  • 6.1 陆上风电机组基础施工
  • 6.1.1 扩展基础施工
  • 6.1.1.1 基础结构
  • 6.1.1.2 基础适用范围和特点
  • 6.1.1.3 扩展基础施工流程
  • 1.基坑开挖
  • 2.垫层混凝土施工
  • 3.基础座环（鼠笼）安装
  • 4.钢筋制作及安装
  • 5.模板安装与拆除
  • 6.基础混凝土浇筑
  • 7.质量检查及验收
  • 6.1.2 梁板式基础施工
  • 6.1.2.1 基础结构特点
  • 6.1.2.2 基础施工特点与流程
  • 1.基础环进场卸车
  • 2.基础环安装
  • 3.钢筋制作
  • 4.钢筋安装
  • 5.混凝土施工
  • 6.1.3 梁板式预应力锚栓基础施工
  • 6.1.3.1 基础结构特点
  • 6.1.3.2 基础施工特点与流程
  • 1.基础垫层施工
  • 2.锚板锚栓组合件安装及调整
  • 3.基础钢筋绑扎
  • 4.模板安装
  • 5.混凝土浇筑
  • 6.预应力张拉
  • 6.1.3.3 预应力锚栓安装技术难点
  • 1.锚栓笼安装的难点
  • 2.锚栓笼安装后测量调整的难点
  • 3.锚板预埋件安装的难点
  • 4.下锚板安装的难点
  • 5.定位螺栓以及上锚栓安装的难点
  • 6.安装过程中精度控制的难点
  • 6.1.4 桩基础施工
  • 6.1.4.1 灌注桩基础施工
  • 1.基础概述及特点
  • 2.不同桩型灌注桩的适用条件
  • 3.灌注桩施工流程
  • 6.1.4.2 打入桩基础施工
  • 1.基础概述与分类
  • 2.钢筋混凝土预制桩的特点及适用条件
  • 3.钢桩的特点及适用条件
  • 4.沉桩施工方法
  • 6.2 海上风电机组基础施工
  • 6.2.1 重力式基础施工
  • 6.2.1.1 基础结构特点及适用性概述
  • 6.2.1.2 基础结构型式的发展
  • 6.2.1.3 基础施工特点与流程
  • 1.基础制作
  • 2.重力式基础的出运
  • 3.基础定位、扫海
  • 4.基床处理
  • 5.基础沉放作业
  • 6.基础填充与防冲刷保护
  • 6.2.2 单桩基础施工
  • 6.2.2.1 基础结构特点及适用性概述
  • 6.2.2.2 基础施工特点与流程
  • 1.钢管桩、连接段制作
  • 2.钢管桩、连接段运输
  • 3.钢管桩沉桩施工
  • 4.连接段钢管吊装与灌浆施工
  • 6.2.2.3 工程实例
  • 1.案例1
  • 2.案例2
  • 3.案例3
  • 4.案例4
  • 6.2.3 多桩承台基础施工
  • 6.2.3.1 基础结构概述
  • 6.2.3.2 基础施工特点
  • 6.2.3.3 基础施工流程
  • 6.2.3.4 多桩承台基础施工关键技术
  • 6.2.4 导管架基础施工
  • 6.2.4.1 基础特点及适用性概述
  • 6.2.4.2 基础施工特点与流程
  • 1.导管架与钢管桩的制作
  • 2.导管架临时支撑结构安装
  • 3.导管架结构的安装与调平
  • 4.钢管桩沉桩施工
  • 5.导管架钢套管与钢管桩的连接施工
  • 6.2.4.3 导管架基础施工关键技术
  • 6.2.4.4 典型案例
  • 1.案例1
  • 2.案例2
  • 6.2.5 吸力筒基础施工
  • 6.2.5.1 基础结构特点及适用性概述
  • 6.2.5.2 基础施工特点
  • 6.2.5.3 典型案例
  • 1.案例1
  • 2.案例2
  • 6.2.6 浮式基础施工
  • 6.2.6.1 基础结构特点及适用性概述
  • 1.Spar型式的基础
  • 2.TLP型式的基础
  • 3.半潜式基础（Semi-Submersible）
  • 6.2.6.2 基础施工特点
  • 6.2.6.3 基础施工过程
  • 1.陆上建造与拼装
  • 2.风电机组安装
  • 3.海上运输
  • 4.海上安装
  • 6.2.6.4 典型案例
  • 1.案例1
  • 2.案例2
  • 第7章 风电机组塔架施工
  • 7.1 陆上塔架施工
  • 7.1.1 钢制锥筒塔架
  • 7.1.1.1 塔架制作
  • 1.塔架下料和卷制
  • 2.塔架焊接
  • 7.1.1.2 塔架吊装
  • 1.吊装设备选择
  • 2.塔架吊装流程
  • 7.1.1.3 施工案例
  • 7.1.2 预应力混凝土塔架及混合塔架
  • 7.1.2.1 预制厂布置
  • 1.预制场规划原则
  • 2.预制场布置设计
  • 7.1.2.2 预应力混凝土塔筒施工
  • 1.钢筋工程
  • 2.预埋件
  • 3.模板工程
  • 4.混凝土工程
  • 5.预应力钢筋
  • 6.环片与整环的选型
  • 7.塔筒环片运输
  • 7.1.2.3 工程现场拼缝保温方案
  • 1.竖缝加热保温方案
  • 2.基础横缝加热保温方案
  • 7.1.2.4 环片拼接
  • 1.拼接准备
  • 2.环片拼装
  • 7.1.2.5 预应力混凝土塔架吊装
  • 1.吊装准备
  • 2.吊装要求
  • 3.塔架调平
  • 7.1.2.6 预应力钢绞线施工
  • 1.预应力钢绞线的下料
  • 2.无黏结预应力钢绞线穿束
  • 3.无黏结预应力钢绞线张拉
  • 7.1.2.7 质量要求
  • 7.1.2.8 典型案例
  • 1.案例1
  • 2.案例2
  • 7.2 海上塔架施工
  • 7.2.1 海上分体吊装施工
  • 7.2.1.1 分体吊装施工特点
  • 7.2.1.2 工程案例
  • 7.2.2 海上整体吊装施工
  • 7.2.2.1 整体吊装施工特点
  • 7.2.2.2 工程案例
  • 参考文献

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