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工大要聞
土木學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)在新型組合結(jié)構(gòu)風(fēng)電塔體系研發(fā)方面取得新進(jìn)展
來(lái)源：土木工程學(xué)院
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2025-06-27

近日，土木工程學(xué)院“鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)”研究團(tuán)隊(duì)2022級(jí)博士研究生段力歆為第一作者、導(dǎo)師王文達(dá)教授為通訊作者的有關(guān)新型組合結(jié)構(gòu)風(fēng)電塔體系抗震性能及減震控制系列成果，以《Seismic vibration control of CFDST composite wind turbine towers with TLCDs》和《Shaking table test and finite element analysis of composite wind turbine tower system with tapered large void ratio CFDST member》為題分別發(fā)表在能源類(lèi)頂級(jí)期刊《Renewable Energy（可再生能源）》（中科院TOP期刊，IF=9.1）和工程結(jié)構(gòu)類(lèi)頂級(jí)期刊《Thin-Walled Structures（薄壁結(jié)構(gòu)）》（中科院TOP期刊，IF=6.6）上。

風(fēng)能作為清潔能源，在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)戰(zhàn)略中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。甘肅省風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)量居于全國(guó)前列，也是“全國(guó)重要的新能源及新能源裝備制造基地”。本研究將目前工程中典型的高度90米的5MW鋼管塔替換為大空心率中空夾層鋼管混凝土塔筒（簡(jiǎn)稱(chēng)CFDST）體系，對(duì)兩種塔型進(jìn)行了地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，結(jié)果表明新型組合結(jié)構(gòu)風(fēng)電塔體系相比鋼塔筒體系具有良好的受力性能和顯著的服役優(yōu)勢(shì)；同時(shí)對(duì)兩種塔型主機(jī)艙位置設(shè)置了TLCD減震裝置，振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)表明其減震效果明顯。在風(fēng)電資源相對(duì)豐富的河西走廊地區(qū)，可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成120米以上的大功率風(fēng)電塔體系，并在高烈度區(qū)的超高大型風(fēng)電塔體系中應(yīng)用，提升大功率超高風(fēng)電塔的抗震性能和防災(zāi)韌性，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用前景。

近年來(lái)，蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院“鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)”團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金、甘肅省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及甘肅省基礎(chǔ)研究創(chuàng)新群體等課題的支持下，在能源基礎(chǔ)設(shè)施工程結(jié)構(gòu)（風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)）領(lǐng)域開(kāi)展了一系列研究，提出采用CFDST結(jié)構(gòu)替換傳統(tǒng)鋼管塔筒，從而提升塔筒高度和發(fā)電功率的新型組合結(jié)構(gòu)風(fēng)電塔體系。團(tuán)隊(duì)完成了CFDST結(jié)構(gòu)及組合風(fēng)電塔體系各種典型工況下的力學(xué)性能研究，建立了圓錐形CFDST結(jié)構(gòu)成套設(shè)計(jì)方法，可為該類(lèi)組合風(fēng)電塔結(jié)構(gòu)的分析和推廣應(yīng)用提供依據(jù)。（圖/文：鄭龍；審核：趙煒）