海上风电机组基础结构设计标准

...wd......wd......wd...海上风电机组根基构造设计标准〔初稿〕GuidelinesforDesigningOffshoreWindTurbineFoundationStructuresDRAFT200目录TOC\o"1-2"\h\z前言i1.引言11.1总则11.2参考标准11.3.支撑构造21.4构造型式的选取32.环境条件52.1总则52.2风52.3波浪52.4海流62.5水位72.6冰72.7土壤调查和岩土资料82.8其它环境条件83.荷载及荷载组合103.1总则103.2固定荷载103.3活荷载103.4环境荷载113.5荷载组合174.钢构造设计204.1总则204.2许用应力204.3组合应力214.4圆管构件的强度214.5构件的稳定性225.桩根基设计275.1一般规定275.2桩体壁厚确实定275.3桩体分段确实定275.4桩体的构造要求275.5横向荷载下桩基计算285.6P-y曲线285.7桩的轴向承载力295.8群桩效应316.钢材料326.1总则326.2设计温度326.3构造分类326.4构造用钢337.构造分析计算347.1总则347.2构造建模347.3静强度分析357.4动力分析367.5地震响应分析377.6疲劳分析378.防腐388.1总则388.2涂层与镀层保护388.3阴极保护398.4防腐系统的检查与维护41前言大规模的海上风电场建设即将在我国拉开帷幕，为此，在渤海海上风电示范工程的根基上，海油〔北京〕能源投资组织开展了海上风电机组根基构造研究。在借鉴国外海上风电场建设经历和相关标准的根基上，经过工程研究起草了本标准〔初稿〕。在本标准各章节的编制过程中，通用局部以API为主，并参考了局部其它相关标准、资料，具体各局部参考的标准如下：构造形式主要参考DNV标准和欧洲海上风电场建设经历，并结合我国海上固定式采油的设计建造经历提出；环境条件、荷载计算〔除风机静荷载和动冰力荷载〕、钢构造设计、桩根基设计和构造分析计算主要参考API标准确定；风机荷载根据中国机械行业标准:风力发电机组设计要求〔JB/T10300-2001〕确定；动冰力荷载采用了DNV-OS-J101建议的冰力计算方法。本标准〔初稿〕仅作为海上风电机组根基构造设计的建议。本标准〔初稿〕主要起草人：李华军、黄维平、王树青、张兆德、孟珣、石湘1.引言1.1总则1.1.1一般要求1、本标准提供海上风力发电构造的设计原那么和技术要求。2、本标准用于海上风电机根基构造的设计。3、本标准不包括机舱、转子、发电机、变速箱等风电机构件的设计。1.1.2目标本标准给出了海上风电场构造设计的一般原那么和指南。1.1.3范围和应用1、本标准适用于所有类型的海上风力发电机的根基和支撑构造。2、本标准适用于整体构造设计，包括水下构造和根基，但不包括风机部件，如风机吊舱和转子等。3、本标准提供了以下内容：——环境条件——荷载与荷载组合——钢构造设计——桩根基设计——钢材料——构造数值计算与分析——腐蚀防护1.2参考标准1.2.1一般要求表1.2.1中的标准包括了本标准中的一些参考标准，它们构成了本标准的局部条款。表1.2.1参考的标准和标准参考标准标题DNV-OS-J101DNV标准:海上风电机组根基构造设计标准JB/T10300-2001中国机械行业标准:风力发电机组设计要求SY/T10030-2004中国石油天然气行业标准:海上固定平台的规划、设计和建造的推荐作法-工作应力设计法SY/T10049-2004中国石油天然气行业标准:海上钢构造疲劳强度分析推荐作法SY/T10008-2000中国石油天然气行业标准:海上固定式钢质石油生产平台的腐蚀控制SY/T10050-2004中国石油天然气行业标准:环境条件和环境荷载标准DNV-OS-B101DNV标准:金属材料DNV-OS-C101DNV标准:海洋钢构造设计——荷载抗力法DNV-OS-C201DNV标准:移动式海洋平台构造设计——工作应立法DNV-OS-C401DNV标准:海洋工程构造装配和检测DNV-OS-C502DNV标准:海洋工程混凝土构造1.3.支撑构造1.3.1引言1、大型海上风电场开发的根基构造可以根据它们根基类型、安装方法划分成：——桩基构造——重力根基构造——桶基构造——浮式构造2、根据根基之上的构造型式可分为3种基本构造：——单立柱构造——导管架构造——浮式构造3、将不同根基与上部构造组合可以产生具有不同类型的混合根基构造。1.3.2单立柱根基1、单立柱单桩构造是桩承构造中最简单的一种构造形式，根基施工采用打桩或钻孔方法。单立柱构造一般为钢质，塔架通过单桩支撑，塔架与桩之间可以直接连接，或者通过过渡段连接。桩和立柱均为圆柱形构造。2、桩的贯入深度取决于环境和土壤条件。单桩构造在海床活动海域和冲刷海床海域是非常有利的，因为，它对水深有较大的灵活性。这种构造的一个弱点是倾斜和振动，因此，对设计和施工的要求较高。3、这种类型的构造受到海底地质条件和水深的制约，适合于水深从0米到25米的海域。1.3.3单立柱三桩构造1、单立柱三桩构造有三条桩腿埋入海床，其上部连接一个单立柱，单立柱是圆柱形钢管。根基宽度和桩的贯入深度取决于实际的环境和土壤条件。2、海上风电机组的单立柱三桩构造与边际油田开发的简易平台相似，三根桩通过一个三角形刚架与中心立柱连接，风电机组塔架连接到立柱上形成一个构造整体。3、三脚架的中心立柱与塔架连接，三脚架的桩可以是竖直的，也可以是倾斜的。当构造采用自升式钻塔安装时要使用倾斜桩。4、单立柱三桩构造的刚度大于单立柱构造，因此，适用水深为20m~50m。1.3.4三腿或四腿导管架构造1、海上风电机组的三腿或四腿导管架构造完全借鉴于海洋石油平台的概念，采用了比单立柱三桩构造刚度更大的构造形式。因此，其适用水深和可支撑的风机规格大于单立柱三桩构造。2、四腿导管架的适用水深为20~50m。1.4构造型式的选取1.4.1一般要求1、风电机组根基构造为高耸构造形式，构造受荷载影响很大，尤其要认真考虑风机荷载和地震荷载的影响。2、构造型式的选取不仅要考虑静强度，还必须充分考虑构造的动力特性和动力响应，使构造的固有频率避开外荷载频率，尤其是风荷载，从而不致产生过大的动力响应。3、风电机组根基构造还必须进展疲劳分析和屈曲分析，以及腐蚀疲劳问题。4、风电机组根基构造可以是刚性构造，也可以是柔性构造。柔性构造的设计要保证平稳地度过穿越频率。1.4.2不同构造型式适用的水深范围表1.4.1中列出了推荐的不同根基构造形式适用的水深范围。表1.4..1不同根基构造形式适用水深范围根基类型水深(m)重力式根基0~10桶基单立柱构造0~25单立柱构造0~30三腿/四腿导管架>20浮式构造>502.环境条件2.1总则海上风电平台设计应考虑与特定海域和操作有关的各种环境条件，主要包括风、浪、流、潮、冰和地震等。环境条件应根据长期的统计数据来分析得到，并根据最新的海况统计资料确认，包括极端海况和正常操作海况。2.2风风速可以分成两种：〔1〕持续风速：平均持续时间大于1分钟的风速；〔2〕阵风风速：平均持续时间小于1分钟的风速；一般来说，持续风速用于计算平台上部的总风力，而阵风风速用于局部构件的作用力计算详见SY/T10030-2004的有关条款；2.3波浪1、波浪使用有效波高Hs和谱峰周期Tp来表示。2、波浪统计资料是长期和短期波浪状态表示的根基。用于设计的经历统计资料必须经过足够长的时间周期。3、波浪和风是有联系的，因为波浪通常是由风导致产生的。在设计中需要考虑波浪和风的联系。4、当地的海面运动的谱密度可以由已有的波浪资料确定。5、在没有实测资料的情况下，海浪的谱密度函数可以用JONSWAP谱来表示，其中：f——波浪频率，f=1/T；T——波浪周期；fp——谱峰频率，fp=1/Tp；Tp——谱峰周期；g——重力加速度；α——归纳的Phillips常数，σ——谱宽参数，f≦fp时，σ=0.07；f>fp时，σ=0.09；γ——谱峰升高因子；上跨零点周期Tz取决于谱峰周期Tp，由下面的关系来确定，谱峰升高因子其中：Tp单位是秒，Hs单位是米。6、从当地已有资料获得的波浪参数Hs和Tp的长期概率分布可以用一般分布形式或者散点图的形式表示。典型的一般分布包括有效波高的Weibull分布和与Hs有关的Tp的对数分布。散点图给出的是点对〔Hs,Tp〕在给定的〔Hs,Tp〕区间里发生的频率。7、有效波高服从Weibull分布当表示任意t小时有效波高的分布时，每年最大有效波高的分布可以取为：其中：N是一年中t小时海浪间隔的个数，t=3时，N=2920。8、以年为单位的重现期为TR的有效波高，在每年最大有效波高的分布中定义为(1-1/TR)分位数。用表示，表达式为：其中TR大于一年。2.4海流海流对海洋平台有作用力，此外海洋考虑流对波浪的Dopple效应。流速一般按照表层、中层、底层给出。海流主要有风成流、潮流和环流。4、海流统计数据是表示长期和短期海流环境的根基。用作设计根基的经历统计数据必须有足够长的时间周期。5、必须相应地考虑海流随水深的变化。6、风电根基构造底部容易腐蚀的地方，需要特别研究接近海底处的海流环境。7、没有详细的现场测量资料时，海流速度随水深的变化认为是其中z≦0时，时，v(z)——水深z处海流的总速度；z——到静水面的距离，向上为正；vtide0——静水面的潮流速度；vwind0——静水面的风成流速度；h——水深〔取正〕；ho——风成流的参考深度，ho=50m。2.5水位水位由平均水位、潮位和风、压力导致的风暴潮构成。潮差定义为最高天文潮和最低天文潮之差。水位统计资料可以用长期和短期水位环境表示。用作设计根基的经历统计数据必须有足够长的时间周期。水位和风是有相关的，因为水位成分里有风成因素。设计中要考虑水位资料和风资料之间的这种联系。2.6冰1、如果风电场所在海区可能形成冰或是可能有流冰，冰环境必须适当考虑。2、对于下面的海冰环境和性质要考虑相应的统计资料：——冰的特性和几何形状；——冰区密度和分布；——冰的类型〔浮冰、狭长的冰、冰排〕；——冰的机械性能〔抗压强度ru，抗弯强度rf〕；——流冰的速度和方向；——冰厚。3、冰的增长来源于海浪飞溅、雪、雨和潮湿的空气，在不同的海区这些因素要相应地考虑。4、如果有除去冰雪的设备，由于雪和冰的积累导致的雪和冰荷载可以减小或是忽略。5、当风荷载和水动力荷载确定之后，要相应考虑冰引起的横截面积的增加和外表粗糙度的改变。6、冰厚是计算冰荷载的重要参数。冰厚确实定应该基于当地的冰数据，2.7土壤调查和岩土资料1、土壤调查应该给详细设计提供所有需要的土壤资料。土壤调查分为地质研究、地球物理测量和岩土调查。2、土壤调查的范围和土壤调查方法的选择要考虑风机的类型、大小、重要性、土壤的复杂性和海床环境、实际土壤沉淀物的类型。土壤调查覆盖的区域要看场地布置和安装的容许误差。3、对于风场中的多重地基，土壤的岩石组成和土壤强度特性范围要在每一层地基或者每个地基的位置进展相应的评估。4、土壤调查必须提供到达某一深度土壤的相关信息，在此深度以下的薄弱根基不再会影响到风机和支撑构造及根基的安全性和性能。5、土壤调查通常由下面的调查类型组成：——该点的地质调查——海床的地形调查——地球物理调查，土壤钻孔并进展现场测试——土壤取样并进展随后的实验室测试——在采样处进展测试，例如锥形穿透试验〔CPT〕6、现场的岩土调查包括取样做实验室分析和现场测试两局部，调查应该提供下面所有重要土层的岩土资料类型：——土壤分类和描述的资料；——实施要求的分析类型之后提供剪切强度和变形特性；——现场应力环境。提供的土壤参数，应该覆盖所有的根基设计和细节要求，包括重要土层的横向范围和这些土层中土壤特性的横向变化。7、确定土壤的强度和变形特性的实验室测试，应该包括一系列不同类型的实验，每种实验要重复屡次，这样才能满足根基详细设计的需要。2.8其它环境条件2.8.1地震1、风电场海域的地震活泼程度必须根据地震活动的历史记录，如地震发生的次数和量级，以此来进展评定。2、如果能够得到该地区地震活动的详细信息，那么该地区的地震条件由这些信息来确定。3、如果没有该地区地震活动的详细信息，那么地震条件确实定要根据详细的调查，这包括地质历史的研究和该地区发生的地震。4、如果某地区被定为地震活泼区并且风机受地震的影响，就需要做当地和该地区地质评估以确定缺陷的位置和排列、震中和震源的距离、能量释放的机制和震源到该地的衰减特征。应该考虑当地的土壤条件，某种程度上地震能够影响到地面的运动。地震设计包括形成该地的地震设计标准，应该与认可的工业操作相符合。2.8.2盐度应该考虑海水的盐度对腐蚀的影响。2.8.3温度1、高、低温度的极值表示成可能的最高值和最低值，各自有相应的重现期。2、当描述温度环境时，空气和海水的温度都要考虑。2.8.4海生物的生长1、海底的植物、动物和细菌引起水下和潮间带的构造部件上的海生物生长。潜在的海生物生长必须得到重视。海生物增加构造构件的重量，还可能增加构件上水的作用力。3.荷载及荷载组合3.1总则1、该局部定义并详细表达了在总体强度分析和局部设计中需考虑的荷载及荷载组合情况。2、风机和支撑构造至少要满足IEC61400-1(风涡轮发电机系统标准——第一局部：安全要求)中给出的特定风工况的要求。3.2固定荷载固定荷载是指平台适用期间，大小、位置或方向不会发生改变的荷载，如：——平台构造在空气中的重量——永久安装在平台上的设备和附属构造——作用在构造上的静水力3.3活荷载1、活荷载是指在与平台使用和正常操作有关的荷载，其大小、位置和方向会发生改变。例如：——人员的变化——起重机操作荷载——船舶撞击——与设备运行有关的荷载——可变的压舱物和设备荷载——存储的材料、设备、气体、液体和流体——救生艇2、对于海上风机构造，活荷载包括：——运动荷载〔actuationloads〕——服务船只的撞击荷载——起重机操作荷载3、运动载荷运行载荷是由于风力发电机组的运行和控制产生的，可将它们分成假设干类。每一类都与风轮转数的控制有关，例如通过叶片或其他气动装置的变距进展扭矩控制。运行载荷包括由风轮停转和启动，发电机接通和脱开引起的传动链机械刹车和瞬态载荷，以及偏转载荷。4、运行载荷通常认为是风荷载作用在风涡轮机上产生的荷载中一种。因此，在该标准中，驱动荷载认为是环境风机荷载，不以独立的功能荷载出现在荷载组合中。5、船舶撞击荷载用于主要的支撑构造和根基的设计以及次重要构造物的设计中。3.4环境荷载3.4.1总则1、环境荷载是指平台使用期间，大小、位置和方向会发生改变的自然因素引起的荷载。包括：——风机荷载——由波浪和流产生的水动力荷载，包括拖曳力和惯性力——地震荷载——流致涡激荷载——潮汐效应——海生物生长——雪、冰荷载2、更加详细的信息请参考中华人民共和国石油天然气行业标准，“环境条件和环境荷载标准〞，SY/T10050-2004。3.4.2风机荷载1、风机运行荷载风力发电机组运行时，其叶片上的风荷载和风机偏航引起的荷载通过构造和传动机构作用在塔架顶端，因此，DNV标准规定，海上风电机组根基构造设计应考虑风电机组的荷载。这局部荷载包括：风轮上的静风压引起的荷载、湍流和尾流引起的荷载、风力发电机偏航引起的荷载和风力发电机组的重力荷载等。中华人民共和国机械工业部标准〔JB/T10300-2001〕对风力发电机组的荷载计算做出了具体的规定：A.1正常运行荷载(1)作用在风轮上的平均压力作用在风轮扫掠面积A上的平均压力由下式计算：式中：CFB=8/9；ρ——空气密度；Vr——额定风速。代入系数值并经量纲转换后得：〔kN/m2〕式中：Vr的量纲为m/s。(2)作用在塔架顶部的力为：(3)湍流、风斜流和塔尾流的影响利用气动力距风轮中心的偏心距ew来考虑湍流以及风斜流和塔尾流的影响：式中：R——风轮半径；w——任一方向风的极端风梯度，取w=0.25或风速梯度的1.5倍〔二值中取较小值〕。由于此偏心距而产生最大附加力矩为：或(4)扭矩由最大输出功率Pe1确定：式中：ω——风轮转动角速度；η——发电机和增速器的总效率系数。假设无输出功率或总效率系数实际值时，那么可假定单位风轮扫掠面积的输出功率为500W/m2及总效率系数η=0.7。将η=0.7及Pe1〔kW〕代入得：式中：n——风轮转速，r/min。A.2风机偏航荷载风机偏航运动时，由于陀螺效应，偏航运转将引起作用在塔架顶部的陀螺力，这就是偏航荷载，对于偏航运动的不同阶段，该荷载分为启动荷载和匀速转动荷载。〔1〕启转当风机偏航时，偏航启动作用在塔架上的扭矩为：在偏转运动开场时，除扭矩外，还作用有塔架顶端的横向力：式中：——发电机和风轮的总质量；——总质量的质心位置距塔架的距离；——偏航角加速度。〔2〕匀速偏转运动如果装被动偏航系统的风力发电机组无合理加速时间数据可用，那么可假定加速持续时间为1s。此外，要使用偏航系统的角速度。对于装主动偏航系统的风力发电机组，角速度通常很小，可不考虑此荷载情况。在这些情况下，将作用下述荷载：式中：Z——叶片数量；——叶片相对风轮轴的惯性矩；——偏航角速度2、风在转子和塔架上产生的荷载应当加以考虑。风生荷载包括风直接产生的荷载以及由风机的运转和风激运动产生的间接荷载。直接风激荷载包括：——空气动力轮机叶片荷载〔在运转，停顿、空闲，制动和启动时〕；——塔架和发电机舱的气动阻力。根据标准，在构造设计中，以下风荷载包括由风间接产生的荷载和风机工作产生的荷载。——叶片上的动力荷载。随着叶片的转动，该荷载随时间不断变化；——由转动产生的地心引力和科里奥利力；——偏转引起的回转力；——风机的制动力。3、以下因素在风荷载的定义中应当予以考虑：——塔架的遮蔽、塔架的填塞物和漩涡脱落，即塔架的存在而产生的风紊流；——一个风力涡轮机在另一个的后面产生的伴流效应，例如在风力发电场中；——与回转轴有关的风流方向偏离，例如偏航误差；——转动样本，例如，由于轮机叶片切割漩涡，低频的气体紊乱将会变成高频荷载；——气体弹性效应，例如，涡轮机在一面的运动和与另一面的风场的相互作用；——叶片螺距的不同导致的空气动力的不平衡和转子质量的不平衡；——风力涡轮机上控制系统的影响，例如，限制穿过叶片螺距上的极限荷载；——气体的紊流和阵风；——由停顿导致的桨叶和边缘振动所引起的不稳定性应当防止；——阻尼；——风力涡轮机控制器。3.4.3风荷载1、风速的选取参考SY/T10030－20042.3.2条款。2、风力的计算计算公式如下式中：F——风力〔N〕；——空气的密度〔kg/m3〕；A——物体的迎风面积〔m2〕；V——风速〔m/s〕；Cs——形状系数。3、形状系数和遮蔽效应参考SY/T10030－20042.3.2e和2.3.2f条款。3.4.4波浪荷载1、在波浪荷载的计算中，应根据水深、环境条件级构造形式采用适宜的波浪理论；2、对于细长构造，如导管架构造构件和单桩构造，可用Morison方程求解波浪力。3、对于大尺度构造物，波浪运动因构造物的存在受到干扰，应当进展波浪绕射分析以确定局部〔压力〕及整体波浪荷载。4、作用在诸如浸没在水中的圆柱体等细长构造局部上的波浪力，可通过Morison方程预测得到。在该方程中，作用在水深z处的竖直单元dz上的水平力表达如下：第一项为哪一项惯性力，第二项是拖曳力。CD和CM是拖曳力和惯性力系数，D是圆柱体直径，ρ是水的密度，是水质点的水平速度，z由静水面处测量，z轴向上。因此，在海底处，z=-d，水深为d。5、作用于圆柱体上总的水平波浪力可由Morison方程沿高度z从-d到波浪顶端的积分得到。6、当构造物的尺寸接近波长时，如D>0.2λ，那么Morison方程不适用。惯性力将占主导地位，可由绕射理论计算得到。7、波浪容易在构造物所在地或其周围发生破碎，那么在构造设计中应当考虑破碎波的波浪荷载。破碎波的波浪荷载取决于破碎波的类型。崩破波、卷破波和激破波之间有区别。三种类型波浪的动力学不同。8、在波浪荷载的计算中，可用增加构造构件外径的方法来考虑海生物的生长。3.4.5流荷载1、单独流力的计算2、与波浪同时出现流速应与波浪的水质点速度矢量迭加，然后计算。3、流致涡激振动对暴露于流中的细长构件，应考虑周期性的漩涡脱落引起的涡激振动的影响。3.4.6冰荷载1、静冰力计算海冰对构造的作用力取决于海冰的破坏形式，海冰的挤压破坏强度为弯曲破坏强度的3-4倍，因此，一般采用挤压破坏时的冰力作为设计冰荷载。各国学者提出了不同的静冰力计算公式，其中被普遍认可而且在海洋平台构造设计中广泛采用的冰力计算公式为Korzhavin-Afanasev公式〔简称K-A公式〕。K-A公式表达的静冰力为式中：-嵌入系数，取值为－桩柱形状系数，圆截面柱取0.9；－桩柱与冰层的接触系数，一般取0.3；－冰块试样的极限抗压强度，Pa；－桩柱直径，；－冰层计算厚度，。2、动冰力的计算动冰力的计算根据DNV标准DnV-OS-J101中建议的动冰力曲线，如以以下列图所示。其中取的是静力计算得到的，为冰作用的周期，其影响条件是冰的破坏长度和冰的漂移速度，图3.1DNV-J101建议的动冰力时程图示动冰力时程的表达式如下：DNV标准推荐了两种确定破坏长度的模型：〔1〕，其中是桩的外径，是的函数，由图3.2中确定，其中，是冰的弯曲强度，是水的重度，为冰的计算厚度。图3.2冰的破坏长度确定参数确实定〔2〕，其中是冰的弹性模量，是冰的泊松比。以上两种模型都说明冰的破坏长度和冰的漂移速度是相互独立的。冰的漂移速度根据所给环境资料取值。冰的破坏长度取值相对来说比较不确定，因此，在动力响应计算中要考虑范围相比照拟广泛的冰周期，以保证构造在冰载荷作用下有足够的强度。3、群桩上的冰力但大面积冰层挤向平台时，应适当考虑群桩的遮蔽效应，后面的桩排应乘以折减系数。4、对在寒冷地区的平台，应参考APIRP2N确定冰荷载。3.4.7地震荷载1、当风机设计的场所可能发生地震时，构造应当设计成具有抵抗地震荷载的能力。2、当风机建在易发生地震引发海啸的地带，那么海啸对构造的荷载效应也应当加以考虑。3.5荷载组合3.5.1荷载组合的原那么根据应用海域的具体环境条件，对实际有可能出现的各种荷载，应按照最不利情况进展组合。在荷载组合过程中，应考虑荷载组合的合理性和可能性。对受水位影响的荷载，必须把水位作为一个组合条件考虑。3.5.2荷载组合1.DNV-OS-J101推荐的荷载组合表3.1DNV荷载组合定义相关荷载效应特征荷载值的环境荷载类型和重现期极限荷载荷载联合风浪流冰水位最终极限状态150年一遇5年一遇5年一遇50年一遇25年一遇50年一遇5年一遇50年一遇35年一遇5年一遇50年一遇50年一遇450年一遇5年一遇50年一遇平均水位注：最终极限状态下，风机处于停转状态。2我国海域的荷载组合针对我国渤海和南海海域，极端环境条件下的荷载组合工况见表3.2。表3.2渤海和南海极端工况荷载组合组合工况风浪流冰渤海150年一遇50年一遇50年一遇210年一遇10年一遇50年一遇南海100年一遇100年一遇100年一遇对于风机正常运转的情况下，在我国渤海和南海海域，可以采用以下的荷载组合形式，如表3.3所示。表3.3渤海和南海操作工况荷载组合组合工况风浪流冰渤海1风机运转10年一遇10年一遇2风机运转10年一遇10年一遇南海风机运转10年一遇10年一遇3、每次对包含风荷载效应奉献的荷载联合进展研究时，应当根据风机的两种不同状况假定来分析：——运转中的风机；——停顿状态〔空转和静止〕。设计时应当使用相应两种分析结果的最大荷载效应。3.5.3瞬态荷载情况1、来自风机运转和控制产生的鼓励荷载会产生瞬态风荷载。以下情况会产生瞬态荷载，应当加以考虑：——从停顿或闲置状态下的启动；——正常关闭；——紧急关闭；——正常故障事件：控制系统的故障及电力网络连接的损失；——非正常故障事件：保护系统和电力系统故障；——偏航。2、特征瞬态风荷载效应计算为10分钟周期的最大荷载效应，在该周期内，风强度取在切入和切出风速范围内最不利10分钟平均风速。为了确定临界风速，例如，在瞬态荷载中产生最严重荷载的风速，那么应当考虑阵风、湍流、风向变化、风剪切、故障时间和梯度损失等因素。3、特征瞬态风荷载效应应当与10年一遇的波浪荷载效应联系起来。该联合可根据线性联合模式起作用，线性联合值可通过独立计算的特征波浪荷载效应和风荷载效应计算设计荷载效应。该联合可通过时间域内构造分析的特征联合荷载效应的模拟来实现，该时间域同时适用于风荷载和波浪荷载的模拟时间列。当瞬时风荷载与波浪荷载相联合时，应当考虑它们之间的不一致性。对于非轴对称支撑构造，应当假定最不利风荷载方向和波浪荷载方向。4.钢构造设计4.1总则1、本章对风电机组根基构造中钢质圆管构件的设计作了规定，适用于钢材屈服强度σs<420N/mm2，构件径厚比D/t<120的圆管构件，局部屈曲公式的有效范围是D/t<300，但厚度t≥6mm。许用应力应按照本章规定。2、风电机组根基构造应安全可靠，防止施工及使用的各个阶段(建造、运输、安装、调试、作业、检修、改造和回收等)由于构造破坏而造成生命、财产损失和环境污染。3、构造设计时应满足构件的强度、稳定和疲劳要求，同时还应防止构件产生过大的变形和振动。4、钢构造采用许用应力法设计。4.2许用应力4.1、在工作环境条件及施工条件下，构件材料的许用应力应按表4.表4.2应力种类许用应力符号许用应力N/mm2抗拉、抗压、抗弯[σ]0.6σs抗剪[τ]0.4σs承压面(磨平)[σd]0.9σs注:σs-钢材屈服强度,N/mm2。2、在工作环境条件下，对接焊缝的许用应力等于母材的许用应力。填角焊缝的抗拉、抗压、抗剪的许用应力均取0.4σs。4.2.2在极端环境条件下，各种荷载组合后的构件许用应力可在表4.2.14.3组合应力1、对于风电机组根基构造尤其是塔架，由于风机荷载的存在，其应力组合不同于一般的平台，需要考虑以下不同应力的组合：〔1〕双向弯曲〔2〕轴向压缩与双向弯曲2、在水深较大时还要考虑静水压力的影响，应力组合为：〔1〕双向弯曲与静水压力〔2〕轴向压缩、双向弯曲与静水压力4.4圆管构件的强度风电机组根基构造的构件在设计荷载作用下，应具有足够的强度。圆管构件的强度要求和计算公式见表4.表4计算应力种类构件受力情况计算公式(MPa)轴向应力σx轴向受拉或受压在一个平面内受弯轴向受拉或受压并在一个平面内受弯在两个平面内受弯轴向受拉或受压并在两个平面内受弯环向应力σy周围静水压力剪应力τ受剪受扭受剪和受扭折算应力σ轴向应力和剪应力轴向应力、环向应力和剪应力表中：N——计算截面的轴向力，N；M——计算截面的弯矩,N·mm；Mx、My——计算截面分别绕x轴和y轴的弯矩，N·mm；Q——计算截面的剪力，N；Qx、Qy——计算截面沿x轴和y轴的剪力，N；T——计算截面的扭矩,N·mm；p——设计静水压力，MPa；D——圆管平均直径，mm；t——圆管壁厚，mm；A——圆管截面积，mm2；W——圆管截面的剖面模数，mm3；Qx——计算截面最大轴向应力，N/mm2；Qy——计算截面环向应力，N/mm2；τ——计算截面剪应力，N/mm2。4.5构件的稳定性4.5.11、风电机组根基构造的每个构件，在工作及极端环境条件的荷载作用下，都应具有整体和局部稳定性。2、无加筋圆管,其几何参数应符合下式规定：式中：L——结点或加强环之间的圆管长度,mm;D——圆管平均直径,mm;T——圆管壁厚,mm。起加强环作用的环筋,其剖面惯性矩应满足下式要求：mm44.5.21、长细比由下式确定:式中：K——计算长度系数，按下表确定；l——构件长度,定为结点中心间距离,mm；r——构件的回转半径，mm；对于圆管取0.35D。表4构件计算长度导管架腿柱与桩灌水泥浆的组合截面1不灌水泥浆的导管架腿柱1垫片间不灌浆的桩1导管架撑杆主斜撑0.8K型斜撑0.8X型斜撑0.9次要水平撑杆0.7注:对于K型和X型撑杆,如平面无支撑,在结点上至少要有一对构件受拉,否那么取K=12、导管架受压构件的长细比,一般应不超过200。4.5.31、局部屈曲临界应力无加筋圆管当其径厚比D/t>60时，在轴向压力或弯矩作用下，应考虑管壁的局部屈曲而引起的失稳。当圆管的径厚比D/t>300，且t≥6mm时,通常为非弹性局部屈曲，而在剩余应力及初始缺陷影响较大时，特别是对于高强度钢,也可能在弹性范围内产生局部屈曲。(1)弹性屈曲时，其弹性局部屈曲临界应力为：N/mm2式中：E——弹性模量，N/mm2。(2)非弹性屈曲时，其非弹性局部屈曲临界应力为：N/mm2式中：k——局部稳定系数，按下式计算：式中：D——圆管公称直径，mm；t——圆管壁厚，mm。2、整体临界应力无加筋圆管构件,在轴向压力作用下，其稳定性由整体屈曲临界应力控制，可按下式验算整体稳定性：N/mm2式中：N——轴向压力，N；A——圆管截面积，N/mm2；——钢材屈服强度，在本式中当圆管D/t>60时，应以局部屈曲临界应力(或,取小者)替代，N/mm2；——许用屈曲临界应力，N/mm2。——整体稳定系数，由下式决定：当时,当时,式中：——构件的长细比；——构件整体屈曲的临界应力等于钢材屈服强度的长细比,按下式计算：对于圆管，可取。4.5.4无加筋圆管构件在弯矩作用下，当D/t〉60时，可能产生局部屈曲，应按下式验算其弯曲应力：N/mm2式中：M——构件的最大弯矩，N·mm；W——截面的剖面模数，mm3；对于圆管可取：k——局部稳定系数。4.5.51、无加筋圆管受轴向压力和弯矩的联合作用时,应满足下式要求:N/mm2式中：N——轴向应力，N；Mx、My——计算截面绕x轴和y轴的弯矩，N·mm；A——圆管截面积，mm2；W——圆管截面的剖面模数，mm3；——整体稳定系数。2、钢管桩一般可不进展整体稳定性计算，但受横向荷载作用的桩，同时又有很大的轴向力作用时，在计算中要考虑荷载位移(P—)效应，可将桩模拟为非线性弹性根基上梁进展内力分析。当D/t〉60时，应按下式验算局部稳定性：N/mm24.5.61、圆管在外水压力作用下产生的环向压应力,应不超过环向的许用应力：N/mm2式中：p——设计静水压力，MPa；——环向屈曲安全系数；工作环境条件，=2.0；极端环境条件，=1.5；——环向屈曲临界应力，N/mm2。无加筋圆管构件如满足规定的圆度公差，环向屈曲临界应力可由以下步骤确定：①按下式计算弹性环向屈曲应力：N/mm2②确定环向屈曲临界应力：当时，=N/mm2当时，N/mm22、当轴向拉力和外水压力共同作用时，圆管构件应满足以下公式：式中：，N/mm2；其中：——轴向应力的绝对值，N/mm2；——弯曲应力的绝对值，N/mm2；——环向应力的绝对值，N/mm2。3、承受轴向压力和外水压力共同作用的无加筋圆管构件，在下述两个环境条件下，应同时满足公式要求：(1)工作环境条件：式中：，N/mm2。(2)极端环境条件：5.桩根基设计5.1一般规定1、为确保风电机组根基构造在工作环境条件下能正常工作，在极端环境条件下具有一定的安全度，应对桩体构造的强度和稳定性以及桩基承载力进展分析验算。此外，桩根基设计还应包括打桩过程中的桩体强度校核，以及桩可打入性分析。桩根基应能承受静力的、循环的和瞬时的荷载而不致产生过大的变形或振动。应特别注意循环荷载对支撑土壤强度的影响以及对桩构造动力响应的影响。2、应调查海底相对于根基构件产生位移的可能性，应预估此位移引起的作用力，并在根基设计中加以考虑。3、由于海流和波浪作用引起的海床冲刷可能严重影响桩基轴向和横向支承能力，应对风电机组根基构造所在海域的海床冲刷情况进展调查,如有冲刷现象，那么设计时应加以考虑。4、在根基施工过程中，由于达不到设计要求需要采取的可能补救措施应在施工前进展研究并做出规定。5.2桩体壁厚确实定钢管桩壁厚是由桩体强度和稳定性要求与腐蚀裕量所决定，同时尚应考虑施工方面的要求，并不得小于规定的最小厚度t。钢管桩的最小壁厚t按下式计算：t=6.35+D/100mm式中：D桩径，mm。5.3桩体分段确实定确定桩体的分段长度时，应考虑起吊能力、打桩工艺、打桩时桩体强度、刚度和稳定性、现场焊接条件以及土质情况等因素。5.4桩体的构造要求1、在桩顶和桩尖处,一个桩径长度范围内的桩壁厚度,必要时应加厚最小壁厚的1.5倍。2、钢管桩在泥面处厚壁段的上下均应留有适当富裕长度，以适应桩体实际入土的深度的变化。每一桩段应留有1m左右的余量，以备因锤击损伤后，将此长度割去。3、桩体与导管〔或套管〕之间的环形空间，一般宜用水泥浆充填，以实现钢桩与导管〔或套管〕之间的荷载传递。应该设置定位块在桩和其周围构造之间保持一个均匀的环行空间。为封闭水泥浆应使用封隔器，并提供正确地将水泥浆灌入环行空间的方法。在具有软弱的海底泥土的地方，应考虑采用封闭器或其它方法尽量防止泥土侵入环行空间。5.5横向荷载下桩基计算1、横向荷载作用下桩的内力及变形，一般可以通过求解桩轴挠曲的微分方程或用有限元法得到。计算中宜考虑土的非线性特性及泥面冲刷、滑移和沉桩对土体扰动的影响等因素。2、桩侧土抗力P应按下式计算求得：P=-EsyN/mm2式中：Es——计算点的土抗力模量,MN/m3，其值随土质、深度和位移而变；y——计算点的桩侧位移，mm。3、土抗力模量桩在横向荷载作用下，其侧向位移较小时可不考虑土的非线性特性，按一般公认的线性假定确定土抗力模量。横向荷载下桩的计算，考虑土的非线性时，宜以计算点的P-y曲线为依据，取其割线斜率作为土抗力模量。5.6P-y曲线1、P-y曲线的线型与土质、深度及荷载性质等有关。一般应根据现场或室内试验资料的分析结果绘制。缺乏资料时，可以参考使用本节所附P-y曲线。2、砂性土的P-y曲线砂性土分为浅层土和深层土，浅层土和深层土的极限土抗力转折点深度XR按下式计算：mm式中：C1、C2、C3——系数，以为参数；——砂性土内摩擦角，deg；D——外径，mm。当x<XR时,为浅层土;当x≥XR时,为深层土。砂性土的桩侧极限土抗力随深度不同变化，浅层土和深层土极限土抗力Pu分别由下式计算：浅层土：N/m深层土：N/m式中：——土体有效容重，MN/m3；x——土外表下计算点深度,mm。3、硬粘土P-y曲线硬粘土(c>96KPa)比软粘土脆性更大，工程中应以实际试验资料绘制P-y曲线为准，文献中的P-y曲线经历证前方可采用。5.7桩的轴向承载力5.7.1确定桩的轴向承载力有以下几种方法：(1)现场试桩；(2)静力公式；(3)桩的动力公式(基于波传播理论的公式)；(4)地区性的半经历公式。桩基设计可用上述方法确定承载力，但动力公式不能单独使用，最好是用几种方法综合确定。5.7.2受压桩的极限承载力1、受压桩的极限承载力Qd可用下式计算：式中：Qf——桩侧摩阻力，kN；Qp——总的桩尖阻力(应不大于土塞承载力)，kN；fi——第i层土的单位面积侧摩阻力，KPa；Asi——第i层土中的桩侧面积，m2；Q——单位面积桩尖阻力，KPa；Ap——桩尖毛面积，m2。2、粘性土中桩的单位面积侧摩阻力f和单位面积桩尖阻力q按以下选取：(1)粘性土中桩的单位面积侧摩阻力f可按下式计算:f=acKPa式中：a——系数，a≤1.0；c——不排水抗剪强度，KPa。系数a可按下式计算：当时，当时，式中：p0——有效上复压力，KPa。(2)粘性土中桩的单位面积桩尖阻力q取桩尖处土的不排水抗剪强度c的9倍。3、砂性土中的单位面积侧摩阻力f和单位面积桩尖阻力q按以下选取：(1)砂性土中的单位面积侧摩阻力f可按下式计算：式中：k0——土层的侧压力系数，一般为0.5~1.0；p0——有效上复压力，Kpa；——桩土间摩擦角(度)。(2)砂性土中的单位面积桩尖阻力q可按下式计算：式中：Nq——阻力系数，可参考表5.7.1表5.7.砂土类型内摩擦角Φ桩土摩擦角δNq砂35º30º40粉质砂土30º25º20砂质粉土25º20º12粉土20º15º8注：此表值用于中密——密实的砂性土。(3)计算砂性土中的单位面积侧摩阻力f和单位面积桩尖阻力q时，应考虑土质及埋深等情况，并应符合以下条件：f≯100KPa及q≯10MPa4、用静力公式确定桩的极限承载力时，尚应考虑桩和土塞的重量及浮力的影响。5、在分层土中,当与桩尖所处土层相邻近的土层是松土层时，那么桩尖在所处土层中的贯入深度应为2~3倍桩径，并且桩尖离该土层底线约3倍桩径，以防桩尖刺入软土层。如果达不到上述距离要求，那么对桩尖阻力应作修正。5.7.3受拉桩的极限抗拔力计算1、计算受拉桩的极限抗拔力时，一般假定桩尖阻力为零，且可考虑桩体有效重量的影响。2、粘性土中抗拔桩的单位面积侧摩阻力。3、砂性土中抗拔桩的单位面积侧摩阻力小于受压桩的值。5.7.41、桩基的容许承载力为极限承载力除以安全系数。所用安全系数应符合表5.7.2表5.7.设计环境条件荷载情况安全系数K工作环境条件风电机组根基构造上固定荷载加相应的最大活荷载2.0风电机组根基构造上固定荷载加相应的最小活荷载极端环境条件风电机组根基构造上固定荷载加相应的最大活荷载1.5风电机组根基构造上固定荷载加相应的最小活荷载5.8群桩效应5.8.1一般要求当桩间距小于8倍桩径时，应考虑群桩效应。5.8.21、当群桩中的桩距小于8倍桩径时，横向荷载作用下的荷载—变形关系应考虑群桩效应的影响。2、对于埋置于粘性土或无粘性土中的桩，在正常情况下，群桩的变形要大于单桩承受群桩平均荷载时的变形。影响群桩变形和荷载分布的主要因素包括桩的间距、桩的贯入深度与桩径之比、桩相对于土壤的柔性、群桩的尺寸以及土壤的剪切强度、刚度模量等因素随深度的变化。5.8.3对于粘性土中的群桩，当桩距小于8倍桩径时，应考虑群桩效应对承载力及变形特性的影响。在砂性土中，可不考虑群桩效应对承载力的影响。6.钢材料6.1总则本章主要介绍在海洋钢构造的设计和建造中钢材的选择和检验原那么。6.2设计温度1、设计温度作为钢材等级选择依据的参考温度。设计温度应当根据最低日平均温度确定。2、所有局部低温冷藏或其他低温环境降低工作温度的地方，应当考虑这些因素对最小设计温度的影响。3、漂浮装置的设计温度不应超过不同构造局部定义的钢材最小工作温度。4、最低水线以上的外部构造应按照与装置运行处的最低日平均温度一样的工作温度进展设计。5、对于不同构造构件，设计温度的详细规定将在构造标准中给出。6、最低水线以下的构造不需要按照0℃7、位长期供暖房间的内部构造不需要按照0℃8、对于固定装置，最低天文潮以上的构造材料应按照低于最低日平均温度的工作温度进展设计。9、最低天文潮以下的构造材料不需要按照0℃6.3构造分类1、构造分类的目的，是确保有足够的材料强度和适宜的检验方法来防止脆性断裂，检验的目的也是消除在构造服役内中可能造成疲劳裂纹的缺陷。2、构件根据以下标准划分构造类别：——根据破坏后果确定构件的重要性。——和可能存在的焊接缺陷或疲劳裂纹一起引起脆性断裂的构件应力状态。3、用于材料选择的构造分类应当按照表6.3.1给出的原那么确定。表6.3.1材料选择的分类1〕构造分类构造分类的原那么特殊构造破坏后产生严重后果且处于可能增加脆性断裂的应力状态的构造局部2〕主要构造破坏后产生严重后果的构造局部次要构造破坏后不会产生严重后果的构造局部1〕构造分类的决定因素例如在第一章的表格B1所列构造标准中给出2〕复杂节点处于二维或三维应力状态，当存在缺陷、低断裂韧性的材料及拉应力时会造成脆性断裂4、对应构造分类的相关检验分类列于表6.3.2。表6.3.2检验分类检验等级构造等级Ⅰ特殊构造Ⅱ主要构造=3\*ROMANIII次要构造5、两构件之间的焊接应根据两构件中高等级的来确定焊接类别。对于加强板，在加筋件，纵梁和与板连接的梁腹板之间的焊缝要按照检验分类中=3\*ROMANIII检验。6、如果通过试验可以评估建造的质量，或者如果根据已有经历保证好的质量，那么对于主要构造构件的检测内容可以减少，但检验内容不能少于III类检测标准。7、在主要和次要构造类别中疲劳控制的构件要按照I级检测标准进展检验。8、在施工期间，疲劳控制区域的焊缝如果检测与维修无法接近，应按照建设阶段的I级检测标准进展检验。6.4构造用钢1、钢材等级的后续要求取决于板厚，这些要求以建造时的名义厚度为根基。2、构造构件的钢材等级的选择应当满足构件的计算应力和韧性要求。通过Charpy的V形缺口试验得到的韧性取决于设计温度、构造分类和构件厚度。3、特殊情况下，材料的韧性也可以通过断裂力学试验进展确定。4、在构造相交节点处，存在垂直板材平面的高拉应力，板材应通过试验证明有抵抗层状撕裂的能力，Z向特性。5、每一个强度分组都包含两种钢材等级：—普通焊接性钢材—改良焊接性钢材这两种钢材等级的应用是一样的。但是改良焊接性钢材的化学成分更低，焊接性更好，焊接后可进一步降低韧性。这些等级的最小屈服应力为500N/mm2。6、设计时选择钢材可以高于最低要求，但不应在施工时要求更严。7、在任何情况下，采用厚度小于10mm或0℃以上设计温度的钢材都需要特别注7.构造分析计算7.1总则1、构造总体分析应建设一个与实际构造等效的计算模型，要考虑构造与周围介质之间的相互作用。并应注意海底冲刷的变化情况。2、计算内力时通常采用三维计算模型。 3、总体分析包括静力分析和动力分析，以静力分析的结果为设计依据，如有以下情况之一时要进展动力分析，作为静力分析的补充和校核。〔1〕当地面运动加速度大于或等于0.98m/s2,应作地震响应的总体分析。〔2〕当风电根基构造受冰载时，要注意冰荷载的动力影响。〔3〕凡冲击性荷载频率接近于风电根基构造固有频率，且使用构造产生重大动力响应时，应作动力分析；〔4〕当风电根基构造的固有频率接近所在海域中具有主要能量的波分量频率时，应作动力分析。4、应考虑由交变应力引起的疲劳问题。7.2构造建模7.2.1坐标系一般采用右手直角坐标系建设模型，水平方向为X、Y轴，Z轴数值向上，坐标原点可以根据构造的对称性来选取。7.2.2材料特性1、一个模型中要用到不同的材料，要检查以确保材料的分配正确。2、建议统一用国际单位来设置材料的特性参数。7.2.3单元类型1、应采用适宜的单元来进展构造不同构件的模拟，一般选取梁单元来模拟桩腿、导管架等，采用板壳单元模拟甲板，而实体单元用来模拟细部构件。2、准确几何构造的实体单元可以模拟到想要的自由度。然而，这就意味着此种单元含有大量的节点和单元数，计算时间将很长。大多数的实体单元每个节点都有3个自由度，实体模型的网格化将划分的比梁或壳单元更密。7.2.4桩土相互作用1、模型应用的边界条件越接近实际越好。在建模时应采用合理的桩土相互作用模型来模拟根基的作用，分析中可以采用P-Y、T-z等曲线来模拟侧向、轴向承载力。2、应考虑海底冲刷对构造承载力的影响。7.3静强度分析7.3.1目的静力分析的目的是求得在静力作用下构造各结点的位移和构件的内力，用以校核风电根基构造的强度和刚度。7.3.2构造计算模型1、风电根基构造通常可模拟为具有梁单元的空间构造。2、凡杆件穿插点、集中荷载作用点、杆件横剖面性质突出点、桩与设计泥面交接点一般应设结点，设计泥面以下如设假设干弹簧支点也应为结点。3、确定构造计算模型时，对构造总体刚度有重大影响的一切构件均应予以考虑。4、附属件如立管、扶梯、靠船构件等在构造整体分析中通常不予考虑。5、考虑导管架构造的边界条件时，应注意以下几点：〔1〕导管架下部的边界条件应考虑桩与土之间的相互作用，宜考虑土壤的非线性影响。〔2〕当桩的横向位移较小时，可按线性近似分析，即桩侧横向土抗力应按下式计算：kPa式中：p——桩侧横向土抗力，mm；——土抗力模量，MN/m3,为桩某点深度的函数。〔3〕为简化计算，初步设计时，可将桩的下部模拟为一刚性固定端，刚性固定端位于设计泥面垂直以下T〔m〕处。设计泥面的位置在自然泥面下的距离应按地质条件决定。T值可按以下经历公式确定：对淤泥T=〔7~8.5〕D，m；对硬粘土T=〔3.5~4.5〕D，m；缺乏土壤资料时T=6D，m。式中：D——桩外径，m。7.3.3静力分析评价1、许用应力和稳定性要求可参照SY/T10030-2004中的有关规定。2、静力分析需要对管节点进展校核，以保证节点处构件的连接具有足够的强度。7.4动力分析7.4.1目的动力分析的目的在于确定风电根基构造的振动特性和构造的动力响应，以校核风电根基构造在动力荷载作用下的强度和刚度。7.4.2计算模型1、对构造总体动力分析有重大影响的一切构件均应予以考虑，并应注意非构造构件〔如隔水套管〕所产生的影响。2、建设计算模型时，应考虑构造的复杂性和分析的目的与内容。如为确定构件的内力，需用与静力分析同样的计算模型。如为确定构件的运动〔例如计算地震响应时〕，可用一个反映构造整体动力特性的简化模型。3、总体动力分析时，构造的局部振动可以忽略。4、计算动力荷载时，风电根基构造本身运动引起的阻力一般可以忽略。5、冰的积聚和海生物的应予以考虑。6、各构件的自身质量、构件内部可能有的质量以及附加质量可堆聚在各个结点或几个关键结点上，具体计算时，一般可略去单元的转动惯量，有时也可略去非主振方向的质量，以简化质量矩阵为对角阵。7、甲板上荷载的质量分布可能在一定范围内变化，应对最不利条件予以考虑。8、对风电根基构造的各个振型建议取0.020~0.050。7.4.3自由振动在自由振动时，阻尼项可略去不计，求得的圆频率ω和相应的振型的个数应能保证振型分析中的精度需要。7.4.4构造响应确实定1、构造响应确实定可用时域分析法和频域分析法。2、随机荷载引起的构造响应可用频谱分析法，求得响应的统计值。7.4.5风机高耸构造的动力分析1、对风电根基构造这样的高耸构造，必须进展动力分析，在分析时，要考虑阵风的动力响应。2、对风机构造，还应考虑甲板加速度的影响。7.5地震响应分析1、地震响应分析可采用地震响应谱或时程法进展分析。2、根据所给的地震荷载，对风电根基构造最不利的主轴方向取荷载的100%，对与此主轴相垂直的水平方向取70%，对与水平面垂直的方向取50%，用这三个方向的地震引起的惯性力与固定荷载和相应的活荷载相组合，同时作用在构造上，作为静力问题对风电根基构造进展分析。7.6疲劳分析7.61、海上平台构造应考虑交变荷载作用下的疲劳效应。疲劳分析通常包括简化分析和详细分析两种方法。2、对于有海生物严重附着的导管架，必须考虑由于海生物所增大的波浪作用对管结点的疲劳影响。7.61、对于自振周期低于3s、水深小于122m、韧性钢材建造的超静定构造框架，其管结点可用简化的疲劳分析方法。2、具体计算方法和有关规定可以参考SY/T10030-2004中的有关规定。7.61、对于自振周期大于3s或水深大于122m，或构造类型的不同，或采用屈服强度大于360N/mm2强度钢材的导管架平台，或者波浪循环荷载的长期分布较严重海域内的平台都应进展详细的疲劳分析。2、具体计算方法和有关规定可以参考SY/T10030-2004中的有关规定。8.防腐8.1总则8.1.1适用范围1、本章规定适用于风电根基构造内外外表的防腐。8.1.2定义1、飞溅区：平台在潮汐和波浪作用下干湿交替的区间。飞溅区的范围为自最高天文潮位以上波高〔为50年一遇的平均波高〕的2/3，至最低天文潮位以下波高的1/3。2、大气区：平台在飞溅区以上的局部。3、全浸区：平台在飞溅区以下包括插入土中的局部。4、腐蚀裕量：在设计强度以外，为补偿腐蚀损耗而增加的构件厚度。8.1.3防腐系统1、防腐系统应根据风电根基构造的环境条件、构造部位、使用年限、施工和维护的可能以及技术经济效果等因素确定。2、大气区的风电根基构造及有关设备外外表，应采用涂层保护；构造形状复杂，难于采用涂层保护时，可采用镀层保护。3、飞溅区的构造，应采用特种防腐系统加以保护。4、全浸区的构造，应采用阴极保护，也可同时采用阴极保护和涂层保护。风电根基构造对阴极保护的电流有屏蔽作用时，屏蔽区应采取专门的防腐措施。5、飞溅区和全浸区的风电根基构造除采用上述防腐措施外，其构造设计还应考虑适当的腐蚀裕量，构造腐蚀裕量应根据构造设计使用年限，钢材年平均腐蚀量以及防腐系统的保护效率来确定。6、在无法确定上述参数时，对于使用年限为n年的风电根基构造，建议其全浸区构造的腐蚀裕量不小于n/15(mm)，飞溅区构造的腐蚀裕量不小于n/3(mm)。8.2涂层与镀层保护8.2.1外表处理1、所有采用涂层保护的钢构造，其外表在涂装前应进展抛〔喷〕丸〔或其他磨料〕除锈，抛〔喷〕丸除锈不到的部位，应进展手工除锈。2、涂有保养底漆的钢