Объекты

Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы

Местоположение: Крым, Тарханкут
Автор расчетной модели: Конструкторское бюро Городецкого

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.

Ветрогенератор UNISON U88/U95
Фундамент, изополя
Фундамент, мозаики
Фундамент, армирование
Ветрогенератор UNISON U88/U95
Чертеж фундамента ветрогенератора общий
Чертеж фундамента ветрогенератора КЖИ
Ветрогенератор UNISON U88/U95, монтаж
Ветрогенератор UNISON U88/U95, монтаж

Другие объекты
Железнодорожный мост через реку Каракум
Пролет железнодорожного моста 110 м, с ездой понизу со сварными элементами замкнутого сечения и монтажными соединениями на высокопрочных болтах. Главные фермы пролетного строения приняты высотой 15...
Фундаментная плита под ветряные электрогенераторы
Расчет фундаментной плиты под ветряные электрогенераторы ВЭУ Юнисон U88 на вертикальные, горизонтальные и сейсмические нагрузки с учетом податливости грунтового основания
Жилой комплекс "Alter Ego"
"Alter Ego" - жилой комплекс "премиум" класса с развитой инфраструктурой (подземный паркинг, фитнес-центр, бассейн, рестораны), расположенный в центральной части Киева. Общая площадь жилого комплекса составляет 55 000 м2
Богучанская ГЭС
Моделирование основания плотины с помощью специальных КЭ – односторонних элементов трения.
САПФИР 2017
САПФИР 2017
Система параметрического 3D моделирования жилых и общественных многоэтажных зданий, коттеджей, сооружений произвольного назначения, на стадиях от ПП до РД; документирования и получения чертежей с учёт…