本書闡述了海上風電機組支撐結構與地基基礎一體化設計的基本理論、方法及應用，包括海上風電機組下部結構與地基基礎的類型及設計特點、一體化設計分析模型及環境荷載、**環境條件和正常發電工況的一體化設計、一體化設計疲勞損傷分析、下部結構與群樁基礎協同作用承載特性分析等。
本書可供從事海上風電機組支撐結構與地基基礎設計、海上風電機組荷載分析的工程師和科研人員使用，也可作為高校相關專業本科生和研究生的參考書。
作者序
前言
第1章緒論
1.1研究背景
1.2支撐結構與地基基礎的設計特點
1.2.1海上風電機組結構體系
1.2.2支撐結構與地基基礎的工程特性
1.3一體化設計與分離式設計的基本概念
1.3.1一體化設計的基本流程
1.3.2分離式設計的基本流程
1.3.3一體化設計的必要性及意義
1.4一體化設計的現狀
1.5本書主要內容
第2章下部結構與地基基礎的類型及設計特點
2.1單樁基礎
2.1.1單樁基礎的結構形式
2.1.2單樁基礎結構體系的荷載傳遞及承載特性
2.1.3單樁基礎的設計特點
2.2高承臺群樁基礎
2.2.1高承臺群樁基礎的結構形式
2.2.2高承臺群樁基礎結構體系的荷載傳遞及承載特性
2.2.3高承臺群樁基礎的設計特點
2.3導管架基礎
2.3.1導管架基礎的結構形式
2.3.2導管架基礎的荷載傳遞及承載特性
2.3.3導管架基礎的設計特點
2.4重力式基礎
2.4.1重力式基礎的結構形式
2.4.2重力式基礎的荷載傳遞及承載特性
2.4.3重力式基礎的設計特點
2.5筒形基礎
2.5.1筒形基礎的結構形式
2.5.2筒形基礎的荷載傳遞及承載特性
2.5.3筒形基礎的設計特點
第3章一體化設計分析模型及環境荷載
3.1風力發電基本原理
3.1.1風力發電機組的基本構成
3.1.2貝茨(Betz)理論
3.1.3風力機設計的基本概念
3.2葉片、機艙及支撐結構模型
3.2.1考慮風輪旋轉與彈性變形耦合的葉片結構動力學模型
3.2.2機艙模型
3.2.3支撐結構模型
3.3地基基礎模型
3.3.1樁土相互作用模型
3.3.2天然地基基礎模型
3.3.3筒形基礎模型
3.4主要環境條件及其荷載
3.4.1風及其荷載
3.4.2波浪及其荷載
3.4.3海流及其荷載
3.4.4海冰及其荷載
3.5一體化分析的求解方法
3.5.1一體化分析的動力學方程
3.5.2動力學方程的數值解法
第4章極端環境條件和正常發電工況的一體化設計
4.1極端環境條件工況
4.1.1海上風電機組設計工況
4.1.2極端環境工況定義
4.2極端環境條件的塔底荷載特性分析
4.2.1算例的一體化設計模型
4.2.2塔底極端荷載特性
4.3一體化設計與分離式設計的對比分析
4.3.1樁基軸力標準值對比分析
4.3.2下部結構應力標準值對比分析
4.3.3樁頂軸力設計值對比分析
4.4海冰冰激振動的一體化分析
4.4.1冰激振動的冰力函數
4.4.2冰激振動算例分析
4.5正常發電工況一體化分析
4.5.1風輪旋轉動態效應對支撐結構的影響
4.5.2正常海況波浪條件下的波浪動力效應
4.5.3正常發電工況下風浪耦合分析
4.6地震工況一體化分析
4.6.1地震工況塔底荷載
4.6.2地震與風浪耦合分析
第5章一體化設計疲勞損傷分析
5.1海上風電機組支撐結構疲勞損傷的基本概念
5.1.1海上風電機組支撐結構疲勞損傷分析的特點
5.1.2結構疲勞損傷分析方法
5.1.3多種交變荷載共同作用的疲勞損傷
5.1.4海上風電機組支撐結構一體化設計疲勞損傷分析流程
5.2熱點應力計算
5.2.1簡單管節點分類
5.2.2應力集中系數SCF
5.2.3熱點應力時間序列
5.2.4熱點應力時間序列的雨流計數分析
5.3結構疲勞損傷計算
5.3.1PalmgrenMiner疲勞損傷準則
5.3.2SN曲線
5.4風浪荷載、風海冰荷載共同作用一體化結構疲勞損傷分析
5.4.1風波浪荷載共同作用的疲勞損傷分析
5.4.2風海冰荷載共同作用下的疲勞損傷分析
5.5地基基礎疲勞弱化分析
5.5.1土體剛度疲勞弱化特性
5.5.2土體強度疲勞弱化特性
5.5.3基于累積塑性應變的土體疲勞弱化模型
5.5.4算例分析
5.5.5工程案例分析
5.6結構動態特性對疲勞損傷影響的分析
5.6.1等效疲勞荷載計算
5.6.2支撐結構自振頻率對疲勞荷載影響的分析
5.6.3結構阻尼比對疲勞荷載影響的分析
第6章下部結構與群樁基礎整體協同作用承載特性分析
6.1海上風電機組下部結構與群樁基礎整體協同概念
6.1.1海上風電機組群樁基礎大偏心受力特性
6.1.2海上風電機組群樁整體協同承載性能分析方法
6.2整體協同作用的有限元仿真模型
6.2.1地基基礎基本參數
6.2.2有限元模型及現場測試驗證
6.2.3整體協同作用的數值仿真方案
6.3計算結果及分析
6.3.1不同加載方式的仿真分析
6.3.2基樁壓拔承載力比值的影響
6.3.3整體協同作用分析
6.3.4考慮整體協同的樁基承載力設計控制標準
參考文獻
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