近年來，為了開發(fā)低風速區(qū)域，風機的塔筒高度不斷加高，風機塔筒與風機基礎(chǔ)的連接方式也發(fā)生了變化，由原來的基礎(chǔ)環(huán)連接變成了錨栓連接，避免了基礎(chǔ)環(huán)連接時出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
預(yù)應(yīng)力錨栓替代了基礎(chǔ)環(huán)，而風機基礎(chǔ)的形式仍為普通的基礎(chǔ)形式。預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)形式并不是將錨栓和混凝土澆筑在一起，它是由上錨板、下錨板、錨栓、PVC 護管等組成，在上錨板和下錨板之間用PVC護管將錨栓與混凝土隔離，而且要密封，澆筑過程中水不能進入到護管內(nèi)，以免對錨栓造成腐蝕。當錨栓受到拉力時，錨栓的下錨板以上部分會均勻受力，整個錨栓是一個彈性體，沒有彈性部分和剛性部分的界面，從而避免了應(yīng)力集中。由于對錨栓施加預(yù)應(yīng)力，混凝土基礎(chǔ)始終處于受壓狀態(tài)，因此采用預(yù)應(yīng)力錨栓的風機基礎(chǔ)就不會出現(xiàn)基礎(chǔ)環(huán)兩側(cè)混凝土出現(xiàn)應(yīng)力集中而產(chǎn)生破壞的情況。
錨栓代替基礎(chǔ)環(huán)成為塔筒與風機基礎(chǔ)的連接方式，從而使錨栓的結(jié)構(gòu)計算成為基礎(chǔ)設(shè)計中一個不可少的環(huán)節(jié)。小編就錨栓的計算做一些簡單介紹。
1、錨栓的計算公式
由于風機荷載中彎矩值較大，對于錨栓及風機基礎(chǔ)來說所受荷載為偏心荷載，由上部風機傳遞至每個錨栓上的作用力是不同的，只需要計算出所有錨栓中作用力最大的一個，用來驗算錨栓的預(yù)張力是否滿足要求。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008）中偏心豎向力作用下，樁頂?shù)呢Q向力計算公式如下：
圖1：錨栓的平面布置圖
2、案例分析
表1：作用在基礎(chǔ)段法蘭的荷載（不包括安全系數(shù)）
表2：錨栓1/4圓弧內(nèi)外圈 的值
以某風電場單機容量2.0MW的預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)為例，對預(yù)應(yīng)力錨栓基礎(chǔ)中的錨栓進行校核。
該2.0MW風機的荷載資料如表1所示。
預(yù)應(yīng)力錨栓采用10.9級M48高強螺栓，分兩圈沿圓周均勻布置，每圈布置80根，一共160根。內(nèi)圈到圓心的距離為2.05m，外圈到圓心的距離為2.2m。
由于錨桿為圓心對稱布置，只要計算1/4圓弧內(nèi)的錨桿的內(nèi)力即可，計算時選擇最不利荷載進行計算，公式里的荷載標準值均采用設(shè)計值。
根據(jù)上述公式，可計算出錨栓內(nèi)外圈 的值如下表。
由上述公式計算出錨栓中最大作用力為973.11kN，10.9級M48高強螺栓的抗拉強度Fy=1000kN，故采用10.9級M42高強螺栓能滿足要求。
3、結(jié)論
由錨栓的計算公式和案例分析可知，在風機塔筒直徑不變的情況下，當錨栓不能滿足預(yù)應(yīng)力要求時，可增加錨栓的數(shù)量或增加錨栓的等級來滿足設(shè)計要求。
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