《海上风电场工程建(构)筑物荷载规范》NB/T11084-2023,自2023年08月06日起实施。
本规范针对海上风电场固定式建(构)筑物结构设计中的荷载取值与计算方法作出统一规定,适用于新建、改建和扩建工程。规范将荷载划分为永久荷载、可变荷载、地震作用和偶然荷载四类,重点解决风、浪、流、冰、船舶等海洋环境荷载的量化取值问题,并以风电机组荷载、波流荷载、海冰荷载和船舶荷载为核心技术板块。
荷载分类与基本规定
永久荷载涵盖结构自重、土压力、静水压力和预应力,自重计算中水下部分应扣除浮力。可变荷载包括风、浪、流等环境荷载及人员、设备、温度作用等,其中温度作用要求设计大气温度范围取-20℃至+50℃。环境条件参数以国家主管部门实测资料为基础,采用其他资料时须经理论验证。
风电机组荷载
风电机组荷载宜采用气动弹性耦合动力学模型及控制策略确定,模型须经样机型式试验验证。风况分为正常风况和极端风况,正常风况按瑞利分布描述风速分布,湍流模型取90%分位数;极端风况涵盖极端风速模型、极端运行阵风、极端湍流模型、极端风向变化、方向变化的极端相干阵风和极端风切变六种类型。荷载工况由运行状态与外部条件组合确定,覆盖正常发电、故障、启停机、待机及运输安装维护等设计状态。
波流荷载与海冰荷载
波浪谱可选用P-M谱、Jonswap谱或文圣常谱,其中P-M谱和文圣常谱适用于疲劳分析,Jonswap谱适用于极限工况。小尺度构件波浪荷载按莫里森公式计算,大体积结构须进行波浪绕射分析,破碎波冲击力以冲击系数Cs表征,圆柱体实测值取3至7。海冰荷载区分静冰力与动冰荷载,孤立桩挤压冰力按桩径2.5m分界选用不同公式,斜面结构和锥体结构按弯曲冰力计算,群桩结构总冰力需计入桩腿相互影响和冰堵塞效应。
船舶荷载及其他
船舶荷载包括撞击力、系缆力和挤靠力,撞击力根据有效撞击能量与护舷性能曲线确定,系缆力取风和水流产生的横向与纵向分力合力分配至系船柱,挤靠力按靠船构件连续或间断布置分别计算。其他荷载涵盖海生物附着、雪荷载、起重机荷载和直升机荷载,海生物影响以等效直径和附加质量计入,直升机停机坪等效均布荷载标准值不低于5.0kN/m²。
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