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PKPM结构新版发布,新推出风机基础设计产品

结构先声  · 公众号  · 科技自媒体  · 2024-09-12 17:08

主要观点总结

文章介绍了在“双碳”目标与平价上网背景下,新能源的重要性以及我国风力发电的特点。文章还详细描述了PKPM风机基础软件的设计背景、参考规范、能实现的计算内容、主要功能及软件特点。最后,文章提到了软件的最新改进和下载链接。

关键观点总结

关键观点1: 背景介绍

文章阐述了新能源成为社会稳定发展的重要趋势,特别是在“双碳”目标与平价上网的双重刺激下,我国风资源的高清洁性、可持续性及其对社会发展的重要性。

关键观点2: PKPM风机基础软件的设计背景

风机基础设计对安全性和可靠性的要求越来越高,对软件的需求也越来越迫切,在此背景下研发了PKPM风机基础软件。

关键观点3: 软件参考的规范

PKPM风机基础软件参考了三类规范:国家通用规范、国家一般规范及标准、行业规范与标准。

关键观点4: 软件的计算内容

软件能实现的计算内容包括基础脱开面积验算、地基基础承载力验算、软弱下卧层验算等。

关键观点5: 软件的主要功能

软件具备模型输入、荷载工况与组合、计算分析、结果查看、施工图等功能。

关键观点6: 软件的特色

软件交互便利,操作简单,计算内容全面贴合规范,计算结果合理,具备一键生成施工图功能,能有效提高工程师的工作效率。

关键观点7: 软件的最新改进

PKPM结构2025最新版本的改进包括柱墙施工图的全面升级,鉴定加固的优化改进,工业结构的全面支持自定义工况、三维门刚整体设计等。


正文


前言

“双碳”目标与平价上网的双重刺激下,使用新能源成为社会稳定发展的重要趋势。我国风资源理论蕴藏量超过10亿千瓦,且风力发电具有清洁性高、可持续强的特点。风力发电结构物具有高耸、大偏心受力、循环荷载作用、地质条件多样等特点。目前,风机单机容量已经超过10MW,对基础设计的安全性和可靠性要求越来越高,风机基础设计对于软件的需求越来越迫切。PKPM风机基础软件正是基于这样的背景研发的一款专门针对风机基础设计的专业软件。


参考规范

风机基础属于一般的混凝土构件,同时又有其自身的专业特点。所以,PKPM风机基础软件参考的规范有三类:

1. 国家通用规范:《工程结构通用规范》,《混凝土结构通用规范》,《建筑与市政工程抗震通用规范》,《建筑与市政地基基础通用规范》。

2. 国家一般规范及标准:《混凝土结构设计标准》,《建筑抗震设计标准》,《建筑地基基础设计规范》,《建筑桩基技术规范》,《建筑地基处理技术规范》,《烟囱设计规范》。

3. 行业规范与标准:《风电场工程等级划分及设计安全标准》,《陆上风电场工程风电机组基础设计规范》。


软件能实现的计算内容

图 1 计算内容


1. 基础脱开面积验算

软件按《陆上风电场工程风电机组基础设计规范》(以下简称《风机基础规范》)第6.1.3条规定,分别验算正常运行工况、极端荷载工况及多遇地震工况下基底脱开区占比是否满足要求。


2. 地基基础承载力验算

软件根据规范要求,对天然地基承载力自动做深宽修正,地震组合考虑天然地基抗震承载力调整系数。校核非地震组合及地震组合下,基础最大反力及平均反力是否满足承载力要求。


3. 软弱下卧层验算

如果输入的地勘资料里有软弱下卧层,软件自动根据规范要求验算软弱下卧层承载力是否满足要求。软件判断软弱下卧层的规则是,输入的地勘资料信息里,存在下层土地基承载力小于上层土的情况。


4. 地基动态刚度验算

根据《风机基础规范》6.6节相关要求验算地基的旋转动态刚度和水平动态刚度。


5. 基础稳定性验算

基础稳定性验算包括基础抗滑移和抗倾覆验算。


6. 基础最大沉降及倾斜验算

软件根据《风机基础规范》第6.4节要求计算基础的最大沉降。根据《烟囱设计规范》附录C计算基础最不利位置的最大沉降和最小沉降,然后计算基础倾斜值。最终验算基础最大沉降值及倾斜值是否满足要求。


7. 基础冲剪验算

软件根据规范规定验算风机基础台柱边缘及基础环与基础基础交接处的冲切承载力。验算基础台柱边缘的基础斜截面受剪承载力。


8. 局压验算

对于预应力塔筒,还应验算连接部位的局压是否满足要求。对于布桩的基础,如果桩身混凝土强度等级高于承台混凝土强度等级,尚应验算桩对承台的局压。软件自动按规范要求验算上述部位的混凝土局压承载力。


9. 配筋与裂缝验算

目前软件允许用户输入风机基础钢筋实配信息,后续软件根据规范及风机基础荷载计算实际需要的钢筋面积,并校核实配是否满足要求。目前能计算基础底板及台柱钢筋,对于混塔基础,还需验算腹腔内各个部位的配筋结果。同时软件根据《混凝土设计规范》要求验算裂缝是否满足要求,对于分段配筋的工程,分段验算径向及环向钢筋是否满足裂缝要求。


10. 疲劳验算

软件根据《混凝土设计规范》要求,自动验算台柱边应力是否满足疲劳验算结果。


11. 锚栓计算

对于布置锚栓的工程,软件对锚栓的预拉力值、桩身抗剪承载力、局压承载力等项进行验算。


软件主要功能介绍

1. 模型输入

软件的模型输入功能包括:地质资料信息输入,风机与塔筒输入,基础输入,桩输入,实配钢筋输入。

模型输入方式主要是参数化方式建模,即输入各个模型的主要参数,软件自动生成相应的模型信息。

图 2 地质资料输入

图 3 风机与塔筒输入

图 4 基础模型输入

图 5 基础实配钢筋输入


2. 荷载工况与组合

根据《风机基础规范》第5章规定,风机基础计算考虑的荷载工况包括:正常运行工况,极端荷载工况,疲劳工况,多遇地震工况和罕遇地震工况。软件自动根据规范要求形成上述五中荷载工况及每类工况包含的荷载类型。

图 6 荷载工况


《风机基础规范》同时规定风机计算要考虑承载力极限状态和正常使用极限状态。承载力极限状态用基本组合和偶然组合,正常使用极限状态用标准组合。组合分项系数及各项计算内容采用哪些组合按规范表格5.3.3。软件自动按规范要求生成相应组合及选取对应组合进行相关计算。

图 7 荷载组合与计算内容自动对应


各项荷载的荷载值一般由风机厂商提供,软件提供相应的荷载值输入项,方便用户输入各个荷载的荷载值。

图 8 荷载值输入


3. 计算分析

软件提供两种计算分析方法:一种是规范方法,该方法假定基础为刚性体,进行反力、内力、沉降等各项内容的计算与验算;另一种是有限元方法,该方法假定基础为弹性体,剖分有限元网格,一般以有限元网格为单位进行反力、内力、沉降等各项内容的计算分析。

软件同时提供上述两种计算方法的计算结果,用户根据工程实际采用。


4. 结果查看

对于规范方法,软件同时提供图形的计算或者验算结果以及WORD格式的文本计算结果过。

图 9 规范算法图形结果

图 10 规范算法WORD格式结果输出


对于有限元方法,软件目前只提供图形方式的分析与计算结果。

图 11 有限元结果输出


5. 施工图

软件提供一键出图功能。自动根据基础尺寸参数及钢筋信息等,生成风机基础的平面及剖面详图。


图 12 基础施工图


结语

PKPM风机基础设计软件是一款专业的风机基础建模计算与分析设计软件。该软件交互便利,操作简单,计算内容全面贴合规范,计算结果合理,且具备一键生成施工图功能,能有效提高工程师的工作效率。




PKPM结构2025最新版本已正式推出,官网已经更新安装包,







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