TCEC2019111海上风力发电机组筒型基础沉放安装技术规范

中国电力企业联合会标准编号：TCEC20191116备案号：海上风力发电机组筒型基础沉放安装技术规范CodeforInstallationofBucketFoundationsforOffshoreWindTurbines2021-09初定稿

附录C筒壁屈曲临界压差计算筒型基础负压下沉阶段，筒体受轴向力和内外压差复合荷载共同作用，参考SYT7395-2017《柱稳式平台圆柱壳结构稳定性设计》，筒壁屈曲临界压差可简化为圆柱壳，按如下方式计算，带分舱板或加劲肋的筒型基础，宜通过考虑初始缺陷的有限元屈曲分析与试验综合确定。C.1荷载计算（C.1）（C.2）式中：Nϕ—环向单位长度的轴向荷载；Nθ—单位长度的环向荷载；P—作用于筒体的总轴向荷载；p—筒内外压差；R—筒体半径。C.2筒壁屈曲允许应力计算对于轴向压力和环向压力的组合工况，筒壁屈曲轴向屈曲应力和环向屈曲应力应通过下列步骤进行计算。（1）计算焊接圆柱壳非弹性壳体屈曲轴向应力Fxcl与环向应力Frcl。①屈曲轴向应力Fxcl弹性屈曲应力（C.3）式中：Lr—筒体悬空高度；t—筒壁厚度；E—筒体材料弹性模量；ν—泊松比；屈曲系数Cxl可以用几何曲率参数Mx，径厚比D\t和缺陷因子αxL表示：（C.4）（C.5）非弹性屈曲轴向应力（C.6）（C.7）②屈曲环向应力Frcl弹性屈曲应力（C.8）式中：屈曲系数Cθl根据不同非对称屈曲模态的几何形状将会有不同的定义（即半波个数，n）。屈曲系数Cθl可以通过几何曲率系数Mx和Batdorf对于Donnell方程简化后的相关公式得到。一个简单的迭代算法用于去确定屈曲半波个数“n”。假定环向加强肋之间仅发生一阶屈曲，即m=1，可以由下式确定Batdorf方程中的半波个数n。（C.9）式中：改进的几何曲率系数Zm和β可以表示为：（C.10）在泊松比为0.3的条件下（C.11）（C.12）使式（C.9）左右两侧大致相等的最小半波个数n用于确定壳体的非对称屈曲。而屈曲系数Cθl可以通过下式直接计算得到：（C.13）对于径厚比D/t大于300的圆柱壳体结构而言，试验与理论的对比说明，当缺陷因子等于0.8时，计算结果过于保守，因此推荐：（C.14）非弹性屈曲轴向应力（C.15）（2）计算复合荷载下的屈曲临界应力，令Fϕcl=FθclkKϕl/Kθl，求解式（D.0.16）中的Fθcl。（C.16）式中：Ra=Fϕcl/Fxcl，Rh=Fθcl/Frcl。（C.17）式中：k=Nϕ/Nθ，Fϕcl—自重与内外压差共同作用下的筒壁屈曲轴向应力；Fθcl—自重与内外压差共同作用下的筒壁屈曲环向应力；Kϕl—轴向应力修正系数，取为1.0；Kθl—环向应力修正系数，取为1.0。（3）屈曲允许应力（C.18）式中：Fa—屈曲允许轴向应力；Fθ—屈曲允许环向应力；FS—安全系数。（C.19）C.3筒壁屈曲临界压差计算筒型基础受自重和内外压差复合荷载时，筒壁产生的轴向应力fa与fθ计算如公式（C.20）与（C.21）所示。（C.20）（C.21）满足fθ<Fθ和fa<Fa，可求得筒壁屈曲临界压差p。

本标准用词说明1为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”。表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”。表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。目次前言 IV1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 13.1筒型基础bucketfoundation 13.2顶盖bucketlid 13.3分舱板bulkhead 13.4过渡段transitionpiece 13.5水中沉放landing 13.6入土沉放penetration 13.7自重入土沉放self-weightpenetration 13.8压差入土沉放suction-assistedpenetration 23.7筒型基础屈曲bucklingofbucket 23.8渗透破坏seepagefailure 23.10筒型基础调平leveling 24沉放安装准备 25水中沉放 26入土沉放与调平 27沉放安装后处理 3附录A下沉阻力的计算方法 4附录B临界压差计算公式 7附录C筒壁屈曲临界压差计算 8C.1荷载计算 8C.2筒壁屈曲允许应力计算 8C.3筒壁屈曲临界压差计算 10本标准用词说明 12

前言本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规定起草。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。本文件由中国电力企业联合会提出并归口。本文件起草单位：天津大学前沿技术研究院、长江勘测规划设计研究有限责任公司、南方海上风电联合开发有限公司。本文件主要起草人：练继建、刘润、毕亚雄、杨旭、王海军、王武斌、郭耀华、董霄峰、蔡鸥、黄宣旭、刘沙、马鹏程、刘海波、邹尤、童来元、张凤武、谷峰、林大明、贾沼霖、邵楠、刘昉、王孝群、张剑、孙国栋、孟祥传、李青欣、赵昊、王芃文、肖甜润、赵东方、叶方帝。本文件为首次发布。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761）目次前言 IV1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 13.1筒型基础bucketfoundation 13.2顶盖bucketlid 13.3分舱板bulkhead 13.4过渡段transitionpiece 13.5水中沉放landing 13.6入土沉放penetration 13.7自重入土沉放self-weightpenetration 13.8压差入土沉放suction-assistedpenetration 23.7筒型基础屈曲bucklingofbucket 23.8渗透破坏seepagefailure 23.10筒型基础调平leveling 24沉放安装准备 25水中沉放 26入土沉放与调平 27沉放安装后处理 3附录A下沉阻力的计算方法 4附录B临界压差计算公式 7附录C筒壁屈曲临界压差计算 8C.1荷载计算 8C.2筒壁屈曲允许应力计算 8C.3筒壁屈曲临界压差计算 10本标准用词说明 12

前言本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规定起草。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。本文件由中国电力企业联合会提出并归口。本文件起草单位：天津大学前沿技术研究院、长江勘测规划设计研究有限责任公司、南方海上风电联合开发有限公