海上風電抗震設計存在的問題及解決方案目錄1現行的海上風電抗震設計方法及存在的問題1現行的海上風電抗震設計方法及存在的問題2國際抗震設計的先進作法2國際抗震設計的先進作法3中國海上風電抗震設計展望3中國海上風電抗震設計展望?版權所有新疆金風科技股份有公司 21現行的海上風電抗震設計方法及存在的問題海上風電抗震設計的重要性重要支撐但從當前以建、以核準的海上風電項目以及未來規劃來看，很大比例的海上風電場址，正好位于這些地震帶附近，潛在存在著較高的地震破壞的風險合理的抗震設計對于在保證海上風電設備及其支撐結構的安全性的前提下，同時避免支撐結構設計成本顯著上升而言十分重要，不容忽視海上風電抗震設計地震動輸入參數、海上風電地震荷載計算方法，對海上風電抗震設計起到決定性作用?3?1現行的海上風電地震荷載計算流程

三條隨機地震波工程場地抗震設防烈度，特征周期GB50011工程場地抗震設防烈度，特征周期

將譜轉化為加速度時程

0.40.3加速度/g加速度/g0.10-0.1-0.2-0.3-0.4

0 10 20 30 40 50時間/s參考規范：無現成海上風電地震設計規范，參考GB50011；計算方法：時程分析12抗震設計挑戰：高于8度控制塔架和基礎設計，結構安全衡準，設計重現期。12

加速度時程加載到結構上300000基礎底彎矩/knm基礎底彎矩/knm1000000-1000000 -200000-300000

地震荷載40604060?1080時間/s?1080

荷載計算?1現行的海上風電抗震設計方法及存在的問題?GB50011標準反應譜存在的問題1、目標結構自然周期不同：GB50011反應譜針對陸上建筑物，其主自然周期一般在0.2s-1s范圍內，海上風電支撐結構的主自然周期一般在3s-5s之間，并不匹配；2、目標結構阻尼特性不同：GB50011中的標準地震反應譜，是針對阻尼比為5%的建筑結構物，而海上風電支撐結構的阻尼比，考慮全部鋼材料阻尼、土壤阻尼以及水動阻尼，一般在0.5%至1.2%范圍內，如何轉化低阻尼比反應譜也存在問題，目前業界尚缺乏公認的換算關系。3、目標工程場地土壤覆蓋層特性不同：GB50011中的標準地震反應譜，是基于II類軟巖場地的反應譜，雖然GB50011中給出了II類場地向其他III、IV類場地的簡單換算關系，但該換算關系不能反映實際海上風電項目場址的場地特征1現行的海上風電抗震設計方法及存在的問題現行的海上風電簡化地震荷載計算方法支撐結構模型只建立泥面以上部分，在泥面位置處時間剛度陣約束，將地震動時程加載在泥面位置處進行地震荷載時域仿真0.40.3加速度/g加速度/g0.10-0.1-0.2-0.3-0.4

0 10 20 30 40 時間/s

加載到泥面位置處現行的海上風電抗震設計方法及存在的問題簡化地震荷載計算方法存在的問題1、整體化荷載計算中，未對泥面以下樁基礎建模，不能實現完整的支撐結構整體化設計2、僅在泥面位置處加載地震動加速度時程，與實際地震激勵方式不符3、地震波在土層傳播過程中，由于各土層的物理力學性質不同，因此各土層處的地震加速度時程存在差異，可能造成對樁基礎的剪切破壞。該簡化計算方法不能模擬。國際抗震設計的先進作法場地相關地震動分析方法場地相關地震動場地相關地震動HazardAnalysis地震動反應譜-地震動時程擬合/SpectrumMatching工程場地各土層地震動加速度時程（包括地表地震動加速度時程、反應譜）基巖處地震動加速度時程場地相關地震動分析方法輸入：場地周邊工程場地各土層地震動加速度時程（包括地表地震動加速度時程、反應譜）基巖處地震動加速度時程場地相關反應譜-國標反應譜，安全性修正場地相關反應譜-國標反應譜，安全性修正同土層的地震動加速度時程2國際抗震設計的先進作法場地相關地震動反應譜安全性修正場地相關反應譜需進行以下安全性修正：任何周期處的譜值都不得低于規范譜的80%；0.1s（水平段起點）反應譜值可以取場地相關反應譜在0.1s于0.1s周期點的反應譜取值的90%；海上風機支撐結構自然周期通常不小于3s，在自然周期處的譜值不能低于1s處譜值的一個百分比，該百分比應該按照JTS146-2012標準反應譜自然周期處和1s的反應譜值之比確定；1s處的反應譜值，應該取計算的場地相關反應譜1s處的譜值與2s處的譜值的2倍的大者；0.1s至場地特征周期的反應譜值，應按規范強制性執行，不能低于規范反應譜的100%。2國際抗震設計的先進作法場地相關地震動反應譜與GB50011標準反應譜對比3s-5sGB5011海上風電支撐結構主自然周期海上風電支撐結構主自然周期安全性修正后場地相關地震反應譜與GB50011標準反應譜對比國際抗震設計的先進作法考慮樁-土耦合的非線性時域地震荷載計算對整個樁基礎及進行建模，在不同土層深度處加載不同地震動時程，并考慮樁-行非線性時程計算，得到地震荷載用于支撐結構抗震設計的剪切破壞，實現完整的支撐結構整體化設計中國海上風電抗震設計展望統一的抗震設計方法刻不容緩對于這