翻新时间：2023-08-06
某山区风电场风机基础优化设计
摘要：本文详细的阐述了某山区风电场风机基础优化设计过程，优化了风机基础的混凝土用量，节约了工程投资。
关键词：风机基础，优化设计
中图分类号：S611 文献标识码： A
0引言
山区风电场的地形较起伏较大，地质条件复杂多变，风机大部分均沿山脊布置，风机基础设计过程中，如何优化使在满足安全要求前提下，风机基础混凝土与钢筋用量最优，是我们值得认真思考的问题。本文对某山区风电场风机基础的优化设计，降低了混凝土与钢筋的用量，为业主节约了投资，得到了甲方的好评。
1工程概况
本风电场位于某山区，建设规模为49.5MW，安装33台单机容量1500kW的风电机组，风机轮毂高度85m。原设计风机基础为钢筋混凝土圆形扩展基础，底板直径为17.6m，基础埋深3.4m，基础采用C40混凝土，基础垫层采用C15素混凝土100mm厚。基础混凝土体积为448.301m3。基础尺寸如图1。
2风机基础优化过程
1）地质概况
拟建场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第二组。场地类别为Ⅱ类。建筑抗震地段属建筑抗震一般地段。本工程的风
机基础均坐落在第4层强风化片麻层及其以下土层，承载力特征值为300 kPa。
2）风机荷载
该机型的荷载资料见表1。地震荷载按底部剪力法计算。
表1 荷载表
以上荷载均为标准值，均未包含荷载修正安全系数。
正常发电工况荷载和50年极端风速工况荷载均由厂家提供，一般取最不利荷载。地震荷载由基础设计单位根据厂家提供塔筒重量、重心高度、塔筒自振周期自己算。
3）基础埋深及基础半径的优化
风机塔筒为高耸结构，风机塔筒底部传给风机基础的力的特点：垂直力较小，水平剪力和弯矩较大，而且还有扭矩。本工程地基条件较好，地基承载力不起控制作用。风机基础在极端工况下的脱开面积比（0.25）及多遇地震工况下的基础不允许脱开2项指标起控制作用。
当风机选型确定以后，对于一个工程而言，上部塔筒传给风机基础的力为确定值，可以调整基础埋深及基础半径来满足规范的要求。加大基础埋深和半径均可以使脱开比减小，但加大基础半径，基础的混凝土量相应的增加；增加基础埋深，台柱的高度增加，相应的台柱内的钢筋和混凝土量也会增加，而且会增加开挖费用。
经过多次试算优化后，本工程的风机基础采用钢筋混凝土圆形扩展基础，基础底板直径为17.5m，基础垫层采用C15素混凝土100mm厚。
4） 基础边缘的高度优化
本工程风机基础优化后计算的主要结果详见表2.其它指标均满足规范。
表2 基础底面脱开面积比
经过优化设计后，本工程的风机基础采用钢筋混凝土圆形扩展基础，基础底板直径为17.5m，基础埋深3.4m，基础台柱直径6.0m，基础混凝土体积为410.469m3。基础顶面高于周围地面0.45m，基础采用C40混凝土，基础垫层采用C15素混凝土100mm厚。
优化后的每台风机基础混凝土用量比原设计降低了38m3，33台共节省了1254 m3混凝土，节省投资约150万。
3结论
本文详细的阐述了某山区风电场风机基础优化设计过程，优化了风机基础的混凝土用量，节约了工程投资，给类似工程提供参考。
4参考文献
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