| 标准编号 | GB/T 42600-2023 (GB/T42600-2023) | | 中文名称 | 风能发电系统 风力发电机组塔架和基础设计要求 | | 英文名称 | Wind energy generation systems - Tower and foundation design requirements of wind turbines | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F11 | | 国际标准分类 | 27.180 | | 字数估计 | 102,187 | | 发布日期 | 2023-05-23 | | 实施日期 | 2023-05-23 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 42600-2023: 风能发电系统 风力发电机组塔架和基础设计要求
ICS 27.180
CCSF11
中华人民共和国国家标准
风能发电系统 风力发电机组塔架和
基础设计要求
2023-05-23发布
2023-05-23实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅶ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 符号和缩略语 6
4.1 符号 6
4.2 缩略语 7
5 设计准则(含载荷) 8
5.1 概述 8
5.2 设计准则 8
5.3 材料 9
5.4 载荷 10
5.5 载荷数据以及接口报告要求 13
5.6 一般结构设计要求 14
5.7 交付文件 15
6 钢制塔架 15
6.1 概述 15
6.2 设计准则 15
6.3 材料 15
6.4 塔架及开口的极限强度分析 17
6.5 稳定性 18
6.6 疲劳极限状态 19
6.7 环形法兰的连接 20
6.8 摩擦型抗剪螺栓连接 23
7 混凝土塔架和基础 25
7.1 概述 25
7.2 设计准则 25
7.3 材料 27
7.4 耐久性 27
7.5 结构分析 28
7.6 混凝土接缝 29
7.7 承载力极限状态 29
7.8 疲劳极限状态 29
7.9 正常使用极限状态 30
7.10 施工 31
8 地基基础设计 32
8.1 概述 32
8.2 设计准则 32
8.3 岩土数据 33
8.4 施工的监理、监控和维护 35
8.5 重力式基础 35
8.6 桩基础 39
8.7 岩石锚杆基础 41
9 运行、服务和维护要求 45
9.1 运行、维护和监测 45
9.2 定期结构检查 45
9.3 基础环检查 45
9.4 螺栓预紧力维护 46
9.5 结构健康监测 46
附录A(资料性) 适用于计算基础的设计规范和指南 47
A.1 概述 47
A.2 参考文献 47
附录B(资料性) 结构钢材料汇总 48
B.1 概述 48
B.2 结构钢 48
附录C(资料性) 螺栓 49
C.1 概述 49
C.2 参考文献 49
附录D(资料性) 结构钢Z 向性能 51
D.1 概述 51
D.2 根据欧洲规范定义Z 值 51
D.3 参考文献 51
附录E(资料性) 钢制塔架门框开口的屈曲简化分析方法 52
附录F(资料性) 疲劳评估 55
F.1 概述 55
F.2 具体细节 55
附录G(资料性) 环形法兰验证方法 56
G.1 Petersen/Seidel极限强度分析方法 56
G.2 Schmidt/Neuper疲劳强度计算方法 59
G.3 参考文献 61
附录H (资料性) 裂缝控制---7.9.3指南 62
H.1 概述 62
H.2 基于Eurocode2的裂缝控制 62
H.3 基于日本标准的裂缝控制 62
H.4 基于ACI318的裂缝控制 62
H.5 参考文献 63
附录I(资料性) 混凝土的有限元分析 64
I.1 概述 64
I.2 单元阶数和类型 64
I.3 本构模型 64
I.4 求解方法 65
I.5 隐式算法 65
I.6 有限元分析步骤 65
I.7 检查结果 66
I.8 参考文献 66
附录J(资料性) 塔架-基础锚固 67
J.1 概述 67
J.2 嵌入式锚固 67
J.3 锚栓锚固 67
J.4 灌浆 67
J.5 锚固锚栓 68
J.6 嵌入基础环 68
J.7 锚固载荷传递 68
附录K(资料性) 拉压杆截面 69
K.1 概述 69
K.2 岩石锚杆基础实例 70
K.3 参考文献 72
附录L(资料性) 土体模量和基础转动刚度的选择指南 74
L.1 概述 74
L.2 土体模型 74
L.3 动态转动刚度 76
L.4 静态转动刚度 77
L.5 参考文献 77
附录 M (资料性) 岩石锚杆基础设计 78
M.1 概述 78
M.2 腐蚀防护 78
M.3 产品审批 80
M.4 岩锚设计 80
M.5 灌浆设计 80
M.6 测试和实施 80
M.7 适应性/性能测试 80
M.8 验收/验证试验 80
M.9 附加扩展蠕变试验 81
M.10 参考文献 81
附录N(资料性) 内部载荷---内部载荷说明 82
附录O(资料性) 风力发电机组塔架和基础地震载荷估算 83
O.1 概述 83
O.2 竖向地震动 83
O.3 结构模型 83
O.4 土体膨胀 84
O.5 时域分析 84
O.6 参考文献 85
附录P(资料性) 风力发电机组塔架结构阻尼比 86
P.1 概述 86
P.2 一阶模态结构阻尼比 86
P.3 二阶模态结构阻尼比 87
P.4 高阶模态结构阻尼比 87
P.5 参考文献 87
附录Q(资料性) 岩土极限状态局部安全系数指南 89
Q.1 概述 89
Q.2 抗倾覆稳定性 89
Q.3 极限承载力 89
Q.4 滑动阻力 90
Q.5 整体稳定性 90
Q.6 参考文献 90
参考文献 91
图1 L型法兰示例 16
图2 门框开口的几何形状 19
图3 筒壁区域的法兰间隙k 21
图4 螺栓力与筒壁轴向力的关系图 22
图5 疲劳等级36*时的S-N曲线 23
图6 塔架截面的温度效应 26
图7 岩石锚杆长度 45
图E.1 环向边缘加劲肋开口图 53
图E.2 JSCE中定义的Ws和ts 54
图G.1 分段简化模型 56
图G.2 不同失效模式的塑性铰位置 57
图G.3 几何参数 57
图G.4 不同α对应的修正系数λ 59
图G.5 螺栓拉力与对应法兰区域承载拉力的非线性曲线 60
图K.1 采用拉压杆法设计的深梁示例 69
图K.2 拉压杆模型的简单形状 69
图K.3 深梁承载的三个实例 70
图K.4 岩石锚杆基础的拉压杆模型 71
图K.5 岩石锚杆基础顶部拉杆钢筋 72
图L.1 土体应力-应变关系示例 74
图L.2 土体的加载和卸载特性 75
图L.3 剪切模量随土体应变的变化 75
图L.4 载荷偏心引起的转动刚度减小 76
图L.5 载荷偏心率增加引起的基础转动刚度下降示例 77
图 M.1 岩石和锚杆截面图 78
图 M.2 带防腐保护的典型锚定装置 79
图N.1 风力发电机组塔架和基础地震载荷估算 82
图O.1 反应谱法结构模型 84
图P.1 钢制塔架的一阶模态阻尼比 87
表1 法兰公差 21
表2 地基极限状态一览表 33
表B.1 不同国家和地区钢材标准和类型 48
表C.1 ISO 898-1、JISB1186和ASTMA490M-12中螺栓材料的比对 49
表E.1 公式系数(E.3) 52
表H.1 基于日本标准裂缝宽度限值 62
表P.1 阻尼系数 86
表Q.1 抗倾覆稳定性极限状态的最小局部安全系数(欧洲和北美惯例) 89
表Q.2 抗倾覆稳定性极限状态的最小局部安全系数(JSCE) 89
表Q.3 轴向承载力极限状态的材料和阻力最小局部安全系数,ULS 89
表Q.4 滑动阻力极限状态的材料和阻力最小局部安全系数,ULS 90
表Q.5 整体稳定性极限状态的材料和阻力最小局部安全系数,ULS 90
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件等同采用IEC 61400-6:2020《风能发电系统 第6部分:塔架和基础设计要求》。
本文件做了下列最小限度的编辑性改动:
---为与现有标准协调,将标准名称改为《风能发电系统 风力发电机组塔架和基础设计要求》。
---纳入了COR1:2020勘误表的内容,所涉及的条款的外侧页边空白位置用垂直双线(‖)进行
了标示。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国风力发电标准化技术委员会(SAC/TC50)归口。
本文件起草单位:中国船舶重工集团海装风电股份有限公司、北京鉴衡认证中心有限公司、新疆金
风科技股份有限公司、重庆大学、广东海装海上风电研究中心有限公司、中国华能集团清洁能源技术研
究院有限公司、中国长江三峡集团有限公司、长江三峡集团江苏能源投资有限公司、重庆海装风电工程
技术有限公司、上海泰胜风能装备股份有限公司、广东粤电湛江风力发电有限公司、上海勘测设计研究
院有限公司、中国三峡新能源(集团)股份有限公司、重庆交通大学、明阳智慧能源集团股份公司、中车株
洲电力机车研究所有限公司风电事业部、上海能源科技发展有限公司、国电联合动力技术有限公司、浙
江运达风电股份有限公司、上海电气风电集团股份有限公司、中国质量认证中心、中车山东风电有限公
司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、长江勘测规划设计研究有限责任公司、中国电力科学
研究院有限公司、大唐可再生能源试验研究院有限公司、兰州交通大学。
本文件主要起草人:彭棠、周扬、杨洪源、丛欧、王宇航、倪远翔、邓明基、张学礼、李宗光、聂超、郭文辉、
何凯华、姜娟、王中平、谭继可、李学旺、吕杏梅、阳荣昌、郑梁、宋恭杰、王康世、姚加桂、张浩、焦守雷、
赵生校、喻飞、贾海坤、张家铭、李帅兵。
风能发电系统 风力发电机组塔架和
基础设计要求
1 范围
本文件确立了用于评估陆上风力发电机组支撑结构(包括基础)的结构完整性要求和基本原则。范
围包括通用或针对特定场址的土体岩土工程评估,法兰及与风轮机舱组件相连的连接系统(包括与偏航
轴承的连接)的强度计算,按照本文件或IEC 61400-1设计并记录。范围还包括全寿命期内所有可能影
响结构完整性的环节,如组装和维护。
评估载荷数据根据IEC 61400-1或IEC 61400-2得到,并考虑了隐含的可靠性水平和载荷局部安全
系数。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
1:Designrequirements)
注:GB/T 18451.1-2022 风力发电机组 设计要求(IEC 61400-1:2019,IDT)
IEC 61400-2 风力发电机组 第2部分:小型风力发电机组(Windturbines-Part2:Smalwind
turbines)
注:GB/T 17646-2017 小型风力发电机组 (IEC 61400-2:2013,IDT)
注:GB/T 5223-2014 预应力混凝土用钢丝(ISO 6934-2:1991,NEQ)
GB/T 5223.3-2017 预应力混凝土用钢棒(ISO 6934-3:1991,NEQ)
GB/T 5224-2014 预应力混凝土用钢绞线(ISO 6934-4:1991,NEQ)
GB/T 20065-2016 预应力混凝土用螺纹钢筋(ISO 6934-5:1991,NEQ)
注:GB/T 1499.1-2......
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