风力发电塔架
风能发电系统 风力发电机组塔架和基础设计要求
风能发电系统风力发电机组塔架和基础设计要求1. 引言风能发电是一种可再生能源，具有广泛的应用前景。
在风能发电系统中，风力发电机组塔架和基础承担着支撑和稳定发电机组的重要作用。
本文将介绍风力发电机组塔架和基础的设计要求。
2. 风力发电机组塔架设计要求2.1 结构设计要求风力发电机组塔架的设计要求如下：•具有足够的刚度和强度，以抵御风力对塔架的作用力。
•考虑到风力发电机组的重量和动态载荷，进行合理的载荷分析和安全系数设计。
•采用可靠的连接设计，确保塔身的整体稳定。
•良好的耐腐蚀性能，以适应恶劣的天气条件。
2.2 材料选择要求风力发电机组塔架的材料选择要求如下：•选用高强度和耐腐蚀的材料，如碳钢或钢铁合金。
•材料的强度和韧性要满足设计要求。
•考虑材料的可持续性和环境友好性。
2.3 稳定性要求风力发电机组塔架的稳定性要求如下：•考虑到大风和地震等外力的作用，进行稳定性分析和设计。
•采用适当的支撑结构和抗倾覆设计，以保证塔架的稳定。
•考虑土质条件和地基承载力，进行合理的基础设计。
3. 风力发电机组基础设计要求3.1 地基选择要求风力发电机组基础的地基选择要求如下：•选用稳定的土壤或岩石地基。
•考虑地基承载力和沉降性能，进行地基勘探和地质调查。
•根据地基条件，选择适当的基础结构。
3.2 基础设计要求风力发电机组基础的设计要求如下：•确定合适的基础类型，如混凝土基础、钢筋混凝土基础等。
•考虑基础的稳定性、强度和刚度，以确保风力发电机组的安全运行。
•进行合理的地震和风载荷分析，确保基础的稳定性。
•考虑基础的耐久性和耐腐蚀性能，以延长基础的使用寿命。
4. 结论风力发电机组塔架和基础是风能发电系统中重要的组成部分。
塔架需要具备足够的刚度和强度，并考虑到动态载荷和耐腐蚀性能。
基础的选择和设计需要考虑地基承载力、地震和风载荷等因素。
在设计和施工过程中，应遵循相关的规范和标准，确保风力发电机组的安全运行和可靠性。
以上是风力发电机组塔架和基础设计的要求，希望能对相关领域的工程师和研究人员提供一定的参考和指导。
风力发电塔架课程设计
风力发电塔架课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握风力发电塔架的基本原理、结构设计及其在新能源领域中的应用。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述风力发电塔架的基本结构及其功能；2.解释风力发电塔架的工作原理；3.分析风力发电塔架的设计要素；4.评估风力发电塔架在不同环境下的适用性；5.探讨风力发电塔架在未来新能源发展中的作用。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.风力发电塔架的基本概念：介绍风力发电塔架的定义、分类及其在新能源领域的重要性；2.风力发电塔架的结构设计：讲解风力发电塔架的主要组成部分，如塔架、叶片、机舱等，以及它们的设计原则和计算方法；3.风力发电塔架的工作原理：阐述风力发电塔架的发电原理，包括风能转换为电能的过程及相关物理概念；4.风力发电塔架的应用：介绍风力发电塔架在不同行业和领域的应用案例，如陆上风电、海上风电等；5.风力发电塔架的发展趋势：探讨风力发电塔架在未来新能源发展中的潜在价值和研究方向。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，如：1.讲授法：教师通过讲解风力发电塔架的相关概念、原理和案例，引导学生掌握基本知识；2.讨论法：学生就风力发电塔架的设计、应用和发展趋势展开讨论，培养学生的思考和表达能力；3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解风力发电塔架在实际工程中的应用；4.实验法：安排学生进行风力发电塔架模型制作和实验，增强学生的动手能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择权威、实用的风力发电塔架相关教材，为学生提供系统的学习资料；2.参考书：推荐学生阅读相关领域的经典著作和最新研究论文，拓宽知识视野；3.多媒体资料：制作课件、演示文稿等多媒体资料，以图文并茂的形式展示风力发电塔架的相关知识；4.实验设备：准备风力发电塔架模型及其相关实验设备，便于学生进行实践操作。
风力发电机组的塔架与基础
风力发电机组的塔架与基础第一节塔架塔架和基础是风力发电机组的主要承载部件。
其重要性随着风力发电机组的容量增加，高度增加，愈来愈明显。
在风力发电机组中塔架的重量占风力发电机组总重的1/2左右，其成本占风力发电机组制造成本的50% 左右，由此可见塔架在风力发电机组设计与制造中的重要性。
由于近年来风力发电机组容量已达到2~3MW，风轮直径达80~100m，塔架高度达100m。
在德国，风力发电机组塔架设计必须经过建筑部门的批准和安全证明。
一、塔架的结构与类型塔架主要分为桁架型和圆筒型。
桁架型塔架如图10-1示。
桁架型塔架在早期风力发电机组中大量使用，其主要优点为制造简单、成本低、运输方便，但其主要缺点为不美观，通向塔顶的上下梯子不好安排，上下时安全性差。
圆筒型塔架如图10-2 示。
在当前风力发电机组中大量采用，其优点是美观大方，上下塔架安全可靠。
以结构材料可分为钢结构塔架和钢筋混凝土塔架。
钢筋混凝土塔架在早期风力发电机组中大量被应用，如我国福建平潭55kW风力发电机组（1980年）、丹麦Tvid2MW风力发电机组（1980年），后来由于风力发电机组大批量生产，从批量生产的需要而被钢结构塔架所取代。
近年随着风力发电机组容量的增加，塔架的体积增大，使得塔架运输出现困难，又有以钢筋混凝土塔架取代钢结构塔架的苗头。
二、塔架的设计与计算塔架的主要功能是支承风力发电机的机械部件，发电系统（重力负载），承受风轮的作用力和风作用在塔架上的力（弯矩、推力及对塔架的扭力），塔架还必须具有足够的疲劳强度，能承受风轮引起的振动载荷，包括起动和停机的周期性影响、突风变化、塔影效应等。
塔架的刚度要适度，其自振频率（弯曲及扭转）要避开运行频率（风轮旋转频率的3倍）的整数倍。
塔架自振频率高于运行频率的塔称之为刚塔，低于运行频率的塔称之为柔塔。
1. 塔架静强度的载荷条件1）横吹：风速为65m/s（2s 平均）风轮不转动，叶片顺桨，风向是横向吹在机舱上。
风力发电机组的塔架
风力发电机组的塔架近年来，风力发电的市场越来越受到人们的关注和青睐。
与传统的火力发电相比，风力发电对环境的污染更少，成本更低。
而风力发电机组的塔架，则是整个风力发电系统的一个非常重要的组成部分。
本文将会深入探讨风力发电机组的塔架。
一、塔架的类型在风力发电系统中，塔架主要有以下几种类型。
1. 个人消费型风力发电机组的塔架这种类型的塔架适用于家庭个人使用的小型风力发电机组。
由于其装置简单，主要为支承塔架与风轮塔轴连接，所以价格较为便宜。
不过，个人消费型风力发电机组的塔架能量产出很小，适用于满足家庭的基本用电需求。
2. 工业风电场的塔架工业化规模的风电场的塔架要求更为严格，也更复杂。
常用的工业风电场塔架为桩式塔架和筒式塔架。
相较于个人消费型风力发电机组的塔架，工业风电场的塔架所拥有的能量产出更大，能够满足工业用电的需求。
3. 海上风电场的塔架由于海上风场的塔架需要经受更为严峻的海上环境，海上风场塔架的结构设计也会更为严格和复杂。
海上风场塔架通常采用基础部分伸入海底的结构，具有更高的稳定性和耐腐蚀性。
二、工业风电场塔架的构造工业风电场的塔架通常由以下几个部分组成。
1. 塔架基础塔架基础是塔架的重要组成部分。
塔架基础分类有吊装式基础、钢筋混凝土基础、带底板基础等。
作为风力发电机组整个系统的根基，基础的选用要严格按照风力资源的适应性、地形条件、土壤条件等多方面进行考虑。
2. 塔身外壳塔身外壳主要是为风机机组和内部组件提供一个承载和保护的空间。
塔架的外壳设计必须具备的特点有良好的密封性和强度。
在安装过程中还需注意避免塔身的变形，否则会对风机机组的工作产生不良影响。
3. 上座组件上座组件是风机机组的重要组成部分，负责安放风机机组、转向机、变速机以及发电机等关键部件。
上座组件的结构设计要尽可能减小风的阻力，使风能以最佳的效率传递到风机机组中。
三、海上风电场塔架的特点海上风电场塔架相较于普通工业化风电场塔架有以下特点。
风力发电机组系统学习之塔架
2．实物检查（塔筒厂家处理） 法兰面喷锌，法兰孔喷漆避雷螺柱喷锌
土建完后的检查项目： 1．基础的水平度：
最大允许误差：2.5mm 法兰面上不允许有高点（打磨掉） 工具：水准仪、塔尺 2．接地电阻允许最大值：4欧
基础环平面度检查
抗拉强度： 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排 列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然 发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直 至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明 显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此 处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂 破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值（b点对应值） 称为强度极限或抗拉强度。
单位:kn/mm２(单位面积承受的公斤力)
塔架法兰连接螺栓（70m）
基础与塔架连 接螺栓
下部与中部塔 架连接螺栓
名称 螺栓 螺母 垫圈 螺栓 螺母 垫圈
中部与上部塔 架连接螺栓
螺栓 螺母 垫圈
上部塔架与机 舱连接螺栓
螺栓 螺母 垫圈
规格 M39×285
M36 37 M36×260 M36 37 M36×230
垂直度⊥： 当理论正确角度相对于基准面为90时，称为垂直度公差； 公差带：当以平面为基准时，若被测要素为平面，则其垂直度 公差带是距离为垂直度公差值，垂直于基准平面的两平行平面 之间的区域．垂直度量测用量角器或垂直度量测仪。
直线度误差： 直线上各点跳动或偏离此直线的程度。 主要是测量圆柱体和圆锥体的素线直线度误差(见形位公差)、机 床和其他机器的导轨面以及工件直线导向面的直线度误差等。 常用的测量方法有直尺法、准直法、重力法和直线法等。 理想的移动路径为直线，任何在直线水平方向的偏移量称为水 平直线度，垂直方向则称为垂直直线度。
风力发电塔架基础与塔架的设计
风力发电塔架基础与塔架的设计一、风力发电塔架基础设计稳固的塔架基础是风力发电塔架系统的重要组成部分，它需要能够承受塔架和风力机的整体重量，并能够抵御风力对其产生的侧向力。
风力发电塔架基础的设计主要包括以下几个方面：1.地质勘察：在设计塔架基础之前，需要进行地质勘察，以确定地下地质条件，包括土壤的类型、强度和稳定性。
这对基础的设计和施工有着重要的指导作用。
2.基础类型：根据地质勘察结果，选择适合的基础类型，常见的有浅基础、深基础和桩基础等。
在选择时需要综合考虑地质条件、塔架重量、风力加载等因素。
3.基础尺寸：根据塔架和风力机的重量以及风力加载条件，确定基础的尺寸。
一般来说，基础的宽度要足够大以提供稳固的支撑面积，基础的深度要足够深以达到稳定的层，从而确保塔架的稳定性。
4.材料选择：在设计基础时，需要选择适合的材料。
常见的材料有钢筋混凝土和钢结构。
钢筋混凝土基础通常用于较小规模的风力发电塔架，而大型风力发电塔架更适合采用钢结构。
二、风力发电塔架结构设计1.塔筒设计：塔筒是连接风力机与塔架基础的关键部分，承受塔架和风力机的重量以及风力对其产生的侧向力。
设计塔筒时需要考虑综合因素，如载荷分布、结构强度和成本等。
2.横梁设计：横梁连接塔筒和风力机，承受塔架和风力机的重量。
横梁需要具备足够的强度和刚度，以保证塔架的稳定性和安全性。
3.工作平台设计：风力发电塔架上需要设置工作平台，以方便维护和检修风力机。
工作平台的设计需要考虑人员的安全，通常包括防护栏杆和安全门等设施。
在进行风力发电塔架结构设计时，需进行强度和稳定性分析，并采用计算或模拟软件进行验证。
设计过程中还需考虑施工可行性，尽量减少材料和成本的使用，提高施工效率。
综上所述，风力发电塔架基础与塔架的设计需要综合考虑多个因素，包括地质条件、载荷要求、施工条件等。
通过合理的设计和分析，可以确保塔架的稳定性和安全性，提高风力发电系统的可靠性和效益。
风力发电机组-塔架
I
GB/T 19072-200X
前
言
本标准是对 GB/T19072-2003《风力发电机组 塔架》的修订。 本标准主要修订内容有： ——扩大了标准的适用范围； ——补充了设计要求； ——对塔架主要材料的要求作出了具体规定； ——工艺要求修订为塔架制造，增加了钢材下料要求，补充了焊接工艺要求，增加焊接后塔 架的精度要求； ——检验中增加了检验项目，并确定了检验方法； ——增加了竣工资料和随机文件的内容； ——补充了标志、包装、运输和储存的要求； 从本标准实施之日起，同时代替 GB/T19072-2003。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国风力机械标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：浙江运达风力发电工程有限公司、上海泰胜电力工程机械有限公司、国电机械 设计研究院。 本标准主要起草人：
fR 0.95 f 0,1 f R ,m f 0,n 0.95或 f R ,m f 0,n 1.05
式中： f R ——正常运行范围内风轮的最大旋转频率；
f 0,1 ——塔架的第一阶固有频率； f R ,m —— m 个风轮叶片的通过频率； f 0,n ——塔架的第 n 阶固有频率。
要确定的固有频率的阶数 n 应选择的足够大， 以便计算的最高固有频率比叶片的通过频率至少高出 20%。 b) 对于塔架的频率，应考虑基础的影响。 c) 在计算固有频率时为了考虑不确定性因素的影响，频率应有±5%的浮动。 d) 设计时还应对由阵风引起的沿风向的振动和湍流引起的横向振动加以考虑。 5.2.2 塔架的疲劳损伤分析 塔架的疲劳损伤分析可按GB 18451.1-2001中7.6.3的规定。塔架焊缝疲劳分析包括以下方面： a) 塔架环焊缝的疲劳计算； b) 塔架门与塔壁连接位置上焊缝的疲劳计算； c) 塔架顶部法兰位置上焊缝的疲劳计算。 5.2.3 塔架的涡激振动分析 塔架的涡激振动是塔架安装时，风吹过塔架产生漩涡引起的振动，可能对塔架有损伤，所以需要进 行计算分析。 涡激振动载荷计算可以根据DIN4133标准。 5.3 法兰与螺栓的强度分析 5.3.1 法兰联接螺栓极限和疲劳分析 所有重要的联接螺栓应进行极限载荷和疲劳载荷的强度计算。 所有钢结构高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈技术条件应符合GB/T 1228～1231的规定。 大于M30的螺栓可参照国外标准选用。 钢结构高强度螺栓联接的设计、 施工及验收应符合JGJ 82的规定。 5.3.2 法兰极限强度分析
风电机组 塔架 标准
风电机组塔架标准
风电机组塔架的标准包括以下方面:
1.结构强度和稳定性:塔架和基础的设计应满足正常和极端I况下的结构强度和稳定性要求，保证其能够承受风力产生的荷载和外部环境的影响。
2.抗风能力:塔架和基础的设计应考虑风能发电机组的空气动力学特性和风力作用特点，确保在风速变化和风载变化过程中保持良好的抗风能力。
3.尺寸和重量限制:塔架和基础的设计应尽量满足尺寸和重量限制，以降低成本和施I难度，同时考虑给风力发电机组提供足够的稳定支撑。
4.耐久性和寿命:塔架和基础应具有较长的使用寿命，能够在多年的风力发电运行中保持结构的稳定性和强度。
5.施工和维护便利性:塔架和基础设计应充分考虑施工和维护的便利性，方便设备的安装和日常维护。
此外，塔架结构设计还必须符合相关国家标准和行业规范，包括塔架结构应满足结构稳定性、载荷能力、相关参数符合标准等要求。
制定：审核：批准：。
风力发电塔架
kN / m
0.73 0.96 1.04 1.12 1.18 1.22
z
h (m)
64.99 75.17 85.02 95.00 104.99 114.98
0.29 0.38 0.45 0.53 0.60 0.67
注：Fw 为作用在每10m范围塔身上的风荷载合力；h为 Fw 的作用点位置距离塔底 面的距离。
Fx 0.4Cp R 2 V2
(2)转矩 M x计算如下式 Mx 9550P n
(3)偏转力矩 M y可按下式计算
4 M y R 2e sin cos 9
经计算得到以下结果：
Fz 848.1kN
Mz 925.9kN m
My 3627.2kN m
2.2 考虑应变率影响的混凝土强度
风力发电机的参数和塔架几何尺寸12所设计的风力发电机的几何尺寸重量和性能等基本特性如表3所示设计概要名称参数值风力发电25mw塔架高度120m叶轮直径d98m额定风速15ms额定转速n23rmin切出风速25ms叶片质量m703373kg机舱质量m参数类型预应力钢筋混凝土混凝土设计强度等级c80塔架尺寸见表2预应力混凝土塔架的设计计算21荷载计算塔架的荷载包括永久荷载可变荷载和地震作用
图2 预制板
图3 预制板间的连接构造
图4 混凝土塔与钢塔 连接部位构造
（二）、整体式预应力混凝土塔架考虑应变率影响的分 析和设计 1.风力发电机的参数和塔架几何尺寸 1.1 塔架几何尺寸如表2所示
表2 塔架类型 塔架高度（H） 轮毂中心高度 塔底外径 塔底壁厚 塔顶外径 高塔 120m 121.8m 6.4m 0.3m 3.2m
风力发电塔混凝土结构在其工作过程中除了承受正常的设 计荷载外,往往还要经受各种突然的动荷载作用,如地震、风荷 载等。一般认为,在动态荷载作用下引起的混凝土材料的力学 特性是显著区别于其准静态情况的。大量研究表明混凝土是应 变速率敏感材料,其强度、刚度、韧性(脆性)等性质均随加载 速率而变化。根据我们的试验结果得知：随着应变率的增加， 混凝土强度提高系数为10%。
风力发电机组机舱底盘、塔架与基础介绍
风力发电机组机舱底盘、塔架与基础介绍1、机舱底盘机舱底盘是风力发电机组的底座，风力发电机组的主要系统和部件都安装在它上面。
因此，要求机舱底盘有足够的机械强度和刚度，并且重量轻，有足够的抗振性能。
机舱底盘常采用铸造或焊接结构。
随着机组容量和体积的增大，为了改善其加工性能，机舱底盘多设计成分体结构拼接而成。
2、塔架塔架可支撑机舱和风轮到一定的高度，以便更好地吸收风能。
随着机组容量的增加，塔架高度和重量也相应增加。
随着机组容量和塔架高度的增加，塔架重量占机组重量的比例越来越大。
塔架按照结构材料可分为钢结构塔架和钢筋混凝土塔架。
（1）钢筋混凝土塔架在早期风力发电机组中，大量采用钢筋混凝土塔架，后来由于风力发电机组批量化生产，从批量生产的需要而被钢结构塔架所取代。
近年来随着风力发电机组容量的增加，塔架的直径增大，使得塔架运输出现困难，又有以钢筋混凝土塔架取代钢结构塔架的苗头。
（2）钢结构塔架按结构类型可分为桁架式和锥筒式两种。
①桁架式塔架在早期风力发电机组中大量使用，其主要优点是制造简单、成本低、运输方便，但其主要缺点是不美观、安全性差、不便于维护等。
②锥筒式塔架在当前风力发电机组中大量应用，其优点是美观大方，登塔时安全可靠，控制器等设备可直接安装在塔架内。
塔架内设置有直梯和平台，以便于登塔。
随着机组容量的增大和塔架的增高，塔架内常安装有登塔助力装置或电梯，以便于登塔。
3、基础根据风电场建设场地不同，可分为陆地风力发电机组和海上风力发电机组的基础。
（1）陆地风力发电机组的基础按照地质条件件可分为块状基础和桩基础。
当天然地基的承载力足够时，多采用块状基础。
块状基础结构简单、造价低、工期短。
当地基浅层土质软弱时，使用桩基础，在土壤中打入20～30m的钢筋混凝土桩或钢桩，再在上面浇注混凝土平台。
基础由钢筋混凝土组成，通过预埋地脚螺栓或基础环与塔架连接。
使用地脚螺栓结构的基础时，地脚螺栓需要预埋在基础内。
由于对地脚螺栓安装位置度的要求较高，地脚螺栓需要使用模板安装。
风力发电结构组成
风力发电结构组成
风力发电结构主要由以下几个部分组成：
1. 风力发电机：风力发电机是风力发电系统的核心部分，它通过捕捉和利用风能来产生电能。
风力发电机通常由塔架、转子、发电机和控制系统等部分组成。
2. 塔架：塔架是支撑风力发电机的结构物，通常由钢铁或混凝土等材料构成。
塔架的高度决定了风力发电机的叶片能够捕捉到的风能量。
3. 叶片：叶片是风力发电机中最重要的部分，它通过受到风的作用而转动，将机械能转化为电能。
叶片一般由纤维复合材料或铝合金等材料制成，具有良好的强度和轻巧的特点。
4. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的装置，它由转子、定子和输出电路等部分组成。
风力发电机中常用的发电机是永磁直驱发电机和同步发电机，具有高效率和可靠性。
5. 控制系统：控制系统用于监测和控制风力发电机的运行状态，包括风速、叶片角度、输出电压等参数的监测和调节。
控制系统还可以实现风力发电机的启动和停机等功能，保证发电机的安全和高效运行。
6. 输电系统：输电系统用于将风力发电机产生的电能输送到
电网中，包括变压器、电缆和输电线路等部分。
输电系统需要
将风力发电机的输出电压提升到适合输送的电压，并保证电能的传输安全和稳定。
风力发电机塔架结构模型设计与制作分解
风力发电机塔架结构模型设计与制作分解一、设计阶段1.功能要求分析：根据风力发电机的工作原理和使用要求，确定风力发电机塔架的功能要求，确保其具备承载、稳定支撑和抗风能力。
2.结构设计：根据功能要求，设计风力发电机塔架的结构。
通常，风力发电机塔架主要由塔身、塔盖、塔基和塔帽等组成。
塔身是主要承载部分，要具备足够的强度和刚度。
塔盖是顶部保护装置，用于遮挡塔顶和风轮。
塔基是作为塔身的支撑部分，要具备稳定性和抗风能力。
塔帽是用于连接塔身和塔盖的部件，要具备紧固和密封功能。
3.材料选择：根据设计要求和安全性能，选择适合的材料。
通常，风力发电机塔架采用钢材制作，其具备高强度、耐腐蚀和抗风能力。
二、制作阶段1.制作准备：根据设计要求和相关标准，准备所需的材料和工具。
确保材料的质量符合要求，工具齐全，操作规程清楚。
2.制作塔身：根据设计图纸，将所需的钢材切割成合适的长度，然后进行预先加工。
将预先加工好的部件进行拼接，用焊接工艺进行固定。
确保焊接接头的强度和质量。
3.制作塔盖：根据设计图纸，将所需的钢材切割成适当的形状和尺寸。
然后进行加工，将部件焊接在一起，形成塔盖的结构。
确保焊接接头牢固可靠。
4.制作塔基：根据设计要求和实际需要，选择适当尺寸的混凝土块进行制作。
在现场根据设计图纸将混凝土浇筑成塔基的形状。
确保塔基的稳定性和强度。
5.制作塔帽：根据设计要求，将所需的钢材切割成合适的形状和尺寸。
然后加工和焊接部件，形成塔帽的结构。
确保塔帽的安装牢固。
6.装配与测试：将塔身、塔盖、塔基和塔帽等部件进行装配，确保相互之间的连接牢固可靠。
然后进行结构的测试，如抗风性能、承载能力等测试，确保风力发电机塔架的稳定性和安全性。
三、总结风力发电机塔架结构模型的设计与制作分解需要在设计阶段充分考虑功能要求和结构设计，选择合适的材料。
在制作阶段，要进行制作准备，确保材料和工具的质量和齐全性。
然后按照设计图纸和操作规程进行制作，包括塔身、塔盖、塔基和塔帽等部件的制作与焊接，最后进行装配与测试。
风力发电机塔架的结构设计
风力发电机塔架的结构设计近年来，随着环保意识的提高和对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁能源形式，得到了广泛的关注和应用。
而作为风力发电机的重要组成部分，塔架的结构设计对于风力发电机的稳定性和安全性至关重要。
本文将就风力发电机塔架的结构设计进行探讨。
首先，风力发电机塔架的结构设计需要考虑到多种因素，包括地理环境、风场特性、机组类型等。
地理环境是决定塔架高度和材料选择的重要因素之一。
在平原地区，由于地势开阔，风速较大，塔架可以更高，以便更好地捕捉到高空的风能。
而在山区或者海岸地区，由于地势复杂，塔架需要更加坚固和稳定，以抵御强风的影响。
此外，风场特性也需要考虑，包括风速、风向和风的变化频率等。
不同的风场特性需要不同的塔架结构设计，以确保风力发电机的运行稳定和安全。
其次，风力发电机塔架的结构设计需要考虑到机组类型。
目前市场上主要有水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种类型。
水平轴风力发电机通常采用高塔架结构，以便更好地利用高空的风能。
而垂直轴风力发电机则可以采用低塔架结构，由于其结构特点，垂直轴风力发电机对塔架的要求相对较低。
因此，在进行风力发电机塔架的结构设计时，需要根据具体的机组类型进行相应的调整和优化。
在风力发电机塔架的结构设计中，材料的选择也是至关重要的。
目前常用的材料包括钢材和混凝土。
钢材具有高强度和良好的可塑性，适用于高塔架的搭建。
而混凝土则具有良好的耐久性和稳定性，适用于低塔架的搭建。
在选择材料时，需要综合考虑材料的强度、重量、成本以及施工难度等因素，以确保塔架的稳定性和经济性。
此外，风力发电机塔架的结构设计还需要考虑到施工和维护的便利性。
塔架的施工需要考虑到施工设备的可达性和操作的便利性。
同时，塔架的维护也需要方便，以便进行定期检查和维修。
因此，在进行结构设计时，需要合理安排塔架的平台和梯子，以便施工人员和维护人员的进出和操作。
综上所述，风力发电机塔架的结构设计需要综合考虑地理环境、风场特性、机组类型、材料选择以及施工和维护的便利性等多种因素。
风力发电机塔架 (2)
风力发电机塔架概述风力发电机塔架是风力发电系统中的重要组成部分，它用于承载发电机组及其附件，并将风能转化为机械能。
本文将介绍风力发电机塔架的种类、结构、制造工艺和未来发展方向。
种类钢筋混凝土塔架钢筋混凝土塔架是目前风力发电机塔架的主流类型之一。
它由混凝土柱和横梁组成，具有良好的稳定性和承载能力。
该种塔架结构简单，制造成本相对较低，适用于大型风力发电项目。
钢制塔架钢制塔架是另一种常见的风力发电机塔架类型。
它由钢板焊接而成，具有较高的强度和刚度。
钢制塔架适用于各类风速环境，特别适合安装于海上风电场。
混合型塔架混合型塔架采用钢筋混凝土柱和钢制横梁相结合的方式。
它继承了钢筋混凝土塔架的稳定性和承载能力，同时又具备钢制塔架的高强度和刚性。
混合型塔架适用于风力资源较好的地区，可以有效提高发电效益。
结构风力发电机塔架一般由塔筒、塔座和平台组成。
塔筒塔筒是塔架的主体部分，它通常采用圆筒形状，具有较高的结构强度。
塔筒内部设置有垂直通道，用于电缆和管道的布置。
同时，塔筒外部还设有攀爬梯和安全护栏，方便维护人员进行巡视和维修作业。
塔座塔座是连接塔筒和基础的部分，其作用是固定整个塔架。
塔座通常采用铸钢或焊接钢板制成，具有较大的承载能力和稳定性。
为了应对复杂的地质条件，塔座还需进行地基基础的加固和防护措施。
平台位于塔筒顶部，用于支撑风力发电机组及其附件。
平台一般由钢制构件组成，具备较高的强度和刚性。
平台上设置有维护通道和作业区域，方便维护人员进行检修和维护工作。
制造工艺风力发电机塔架的制造工艺包括材料预处理、构件制造、组装和涂装等环节。
材料预处理材料预处理是制造过程中的重要环节，其目的是对塔架所需的材料进行清洁、除锈和防腐处理。
常见的预处理方式有喷砂、化学清洗和热浸镀等，以确保材料的表面质量和长期的耐久性。
构件制造塔架的构件制造通常采用钢板切割、弯曲和焊接等工艺。
钢板切割可采用激光切割或火焰切割等方法，以获得所需的形状和尺寸。
风电机组 塔架 标准
风电机组塔架标准风电机组是风力发电的核心设备，其塔架作为承载风力发电机组的重要结构，对于整个风力发电系统的稳定运行至关重要。
近年来，随着风力发电技术的不断发展，风电机组塔架的设计和制造也在不断优化，以适应更高的性能要求和更加复杂的运行环境。
因此，制定和实施风电机组塔架的标准显得尤为重要。
风电机组塔架标准的主要目的是确保塔架的设计、制造和安装过程符合安全、可靠和高效的要求。
这些标准涵盖了塔架的材料、结构、尺寸、工艺、性能、测试等方面，为风电机组塔架的研制、生产和使用提供了重要的技术依据。
以下是主要的风电机组塔架标准概述：1.国际标准化组织（ISO）制定的风电机组塔架标准：主要包括ISO 10108-1《风力发电机组——塔架——第1部分：通用技术条件》和ISO 10108-2《风力发电机组——塔架——第2部分：钢塔架》等。
2.我国风电机组塔架标准：主要包括GB/T 19001-2016《风力发电机组塔架》和NB/T 31039-2011《风力发电机组塔架设计规范》等。
这些标准规定了风电机组塔架的设计、制造、试验、安装和验收等方面的技术要求，为我国风电机组塔架产业的发展提供了重要支持。
在选择符合标准的风电机组塔架时，需要关注以下几个方面：1.材料：优质钢材或高性能复合材料，具备良好的抗腐蚀、抗风载性能。
2.结构：合理的结构设计，确保塔架具有良好的稳定性和可靠性。
3.工艺：先进的制造工艺，保证塔架的尺寸精度和平衡性。
4.性能：符合标准要求的性能参数，如抗风能力、承载能力等。
5.测试：严格的质量检测和验收标准，确保塔架的质量和安全性。
总之，风电机组塔架标准对于风力发电产业的健康发展具有重要意义。
通过遵循这些标准，可以确保风电机组塔架的质量和性能，提高风力发电系统的稳定性和可靠性，为我国可再生能源事业的发展贡献力量。
2024年风电塔架市场前景分析
2024年风电塔架市场前景分析引言风电是一种清洁、可再生的能源形式，近年来得到了广泛的关注和应用。
风电塔架作为风力发电设备的重要组成部分，其市场前景备受瞩目。
本文将对风电塔架市场前景进行分析，并探讨相关的发展趋势。
市场规模与增长趋势近年来，全球风电塔架市场快速增长。
据市场研究机构的数据显示，2019年全球新装机容量中，风电站的装机容量占比超过50%。
预计未来几年内，全球风电塔架市场仍将保持较高的增长率。
区域市场分析不同地区的风电塔架市场存在一定的差异。
欧洲市场是全球风电塔架市场的主要消费地区，其拥有先进的风电技术和完善的风电政策，市场需求稳定。
同时，亚洲市场也在迅速增长，特别是中国和印度等新兴市场。
随着技术不断进步和政府政策的支持，亚洲市场的潜力将继续释放。
垂直市场分析风电塔架市场不仅包括风电设备制造商，还包括风电塔架制造商、风电塔架组件供应商等垂直市场。
目前，全球风电塔架市场竞争激烈，行业集中度较高。
大型风电塔架制造商具有规模优势，但也面临着成本控制和技术创新的挑战，中小型企业主要通过技术创新和差异化竞争来获得市场份额。
影响因素风电塔架市场的发展受到多种因素的影响。
以下是一些主要的影响因素：政策法规政府的支持和政策法规对风电塔架市场至关重要。
目前，许多国家都实施了支持风电发展的政策，包括补贴和财政激励措施。
政府的政策法规对市场需求和竞争格局产生重要影响。
技术创新随着技术的不断发展，风电塔架的结构和材料得到了改进和优化。
新材料和设计的应用，使得风电塔架更加轻量化、坚固耐用。
技术创新推动了市场的升级，也提高了企业的竞争力。
经济因素全球经济形势对风电塔架市场产生重要影响。
经济增长、投资环境、消费水平等因素都会直接或间接地影响风电塔架市场的需求和增长。
发展趋势未来几年，全球风电塔架市场将呈现以下几个发展趋势：区域市场市场份额分布变化随着新兴市场的风电塔架需求增长，全球市场份额分布将发生变化。
欧洲市场相对饱和，亚洲市场潜力巨大。
风电机组 塔架 标准
风电机组塔架标准摘要：一、风电机组塔架的概述二、风电机组塔架设计的关键因素三、我国风电机组塔架设计规范四、现场实测方法在风电机组塔架模态分析中的应用五、风电机组塔架的制造与安装六、风电机组塔架的运行与维护七、总结与展望正文：一、风电机组塔架的概述风电机组塔架是支撑机舱和风轮的关键部件，它在整个风电机组中起着举足轻重的作用。
塔架不仅要承受机组自身的重量，还要承受风载荷、地震载荷等外部因素的影响。
因此，对其进行合理的设计和规范的制造至关重要。
二、风电机组塔架设计的关键因素风电机组塔架设计时，需要考虑以下几个关键因素：塔架的材料、结构、高度、承受力以及抗风能力等。
其中，塔架的材料和结构直接影响到整个机组的稳定性和安全性；而高度和承受力则是决定机组发电效率和应对各种自然灾害能力的关键。
三、我国风电机组塔架设计规范在我国，风电机组塔架的设计和制造需要遵循相关规范，如GB/T 19064-2017《风力发电机组设计规范》等。
这些规范详细阐述了风电机组塔架的设计原则、技术要求、检验方法等，为我国风电机组塔架的设计提供了有力保障。
四、现场实测方法在风电机组塔架模态分析中的应用由于实际运行的风电机组塔架处在恶劣多变的自然环境中，且塔架结构复杂，难以通过理论方法和实验模型准确获得其模态。
因此，现场实测方法成为获得风电机组塔架模态的较为可靠的方法。
通过现场实测，可以有效评估塔架的稳定性和安全性，为优化设计和提高机组性能提供依据。
五、风电机组塔架的制造与安装风电机组塔架的制造和安装是整个风电机组工程的重要环节。
制造过程中，需要严格控制材料质量、工艺流程和检验标准，确保塔架的质量和性能。
在安装过程中，要充分考虑地形、地貌等因素，采用合适的吊装技术和安装工艺，确保塔架的安全稳定。
六、风电机组塔架的运行与维护风电机组塔架在运行过程中，要定期进行巡检和维护，发现问题及时处理。
同时，要注重塔架基础的防护，防止腐蚀、沉降等现象发生。
风力发电机塔架知识讲解
塔架Tajia塔架（tower）近地面受地形、地物的影响，风速锐减，且常出现紊流。
风力机在紊流中运行会产生剧烈振动，严重时会导致机组损坏。
为获得较高且稳定的风速，利用塔架将风力机主体支撑到距离地面一定的高度。
塔架高度由于地表的粗糙度影响，产生风的剪切效应，塔架越高，风速越大，风力机获取的风能越多，但是制造成本和安装费用也越高。
经济、合理的塔架高度的确定需要从风能量增益和成本费用增加两者统筹考虑，通常取风轮直径的2.5~3倍。
塔架结构型式塔架结构型式主要有钢管拉索、柱形桁架拉索、塔形桁架、椎管和折叠塔杆五种结构型式。
钢管拉索式塔架简单、轻便、易于搬运安装、制造和安装施工成本较低。
风轮直径偏小的风力机多采用这种塔架。
柱形桁架拉索式塔架由角铁或钢管等型材焊成，结构剖面呈等边三角形或四边形，塔体上下外轮廓尺寸相同。
特点是与相同外轮廓尺寸的钢管拉索式塔架相比，风载荷更小。
制造和安装施工成本较低。
在安装场地狭小的复杂地形，道路交通运输困难，起重装备不能到达安装现场的地方，可以选择柱形桁架拉索式塔架。
塔形桁架顶部截面结构尺寸小，根部截面结构尺寸大，可以按等强度减少耗材的原则进行设计，塔架的性价比较高。
在松软地质的地面上，采用这种塔架，节省基础用材料，减少基础挖掘深度，降低工程造价。
适用于风轮下风向布置的风力机，能有效的降低塔影效应带来的影响。
独立锥管式外形美观，结构紧凑，便于做整体防蚀处理，投入运行后便于日常维护管理。
在交通运输、安装环境条件适宜的情况下，采用锥管塔，适宜机械化吊装，施工效率高，便于控制工程质量。
折叠塔杆由主杆和支杆组成。
支杆高度约为主杆高度的2/5，垂直于地面固定在基础上，在顶端与主杆铰接；主杆以铰接点为支点构成杠杆，可以翘动，也可以与支杆拢紧。
安装风力机主体时，主杆顶端降至地面，安装完毕将主杆翘起竖立，主、支杆拢紧固定。
风机主体质量500kg、塔架高度15m的风力机，只需2~3人即可安全施工。
风力发电塔 架 会计科目
风力发电塔架会计科目
风力发电塔架通常涉及到多个会计科目。
首先，建造或购买风力发电塔架的成本会涉及到固定资产和建设工程等会计科目。
这包括了材料成本、人工成本、设备成本等。
其次，安装风力发电塔架所需的费用可能会涉及到安装工程、运输费用等科目。
同时，还需要考虑到与风力发电塔架相关的折旧费用，这会涉及到折旧费用科目。
另外，如果风力发电塔架需要进行维护或修理，相关的费用会涉及到维护费用或修理费用科目。
此外，还需要考虑到风力发电塔架的保险费用和相关税费等。
最后，如果涉及到融资，还需要考虑到利息费用等财务费用科目。
总的来说，风力发电塔架涉及到的会计科目包括固定资产、建设工程、折旧费用、维护费用、财务费用等多个方面。
这些会计科目需要根据具体情况进行核算和记录。
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按照《混凝土结构设计规范》沿周边均匀配置纵向钢筋 的环形截面偏心受压构件，其正截面受压承载力按下式计算：
N 1fc A p0Ap t f py p0 Ap t f y As
sin sin M 1f c Ar1 r2 f py A p rp 2
图2 预制板
图3 预制板间的连接构造
图4 混凝土塔与钢塔 连接部位构造
（二）、整体式预应力混凝土塔架考虑应变率影响的分 析和设计 1.风力发电机的参数和塔架几何尺寸 1.1 塔架几何尺寸如表2所示
表2 塔架类型 塔架高度（H） 轮毂中心高度 塔底外径 塔底壁厚 塔顶外径 高塔 120m 121.8m 6.4m 0.3m 3.2m
垳架式钢结构塔架
格构式钢结构塔架
锥筒式钢塔架、混凝土塔架
圆筒式钢塔架、混凝土塔架
钢－预应力混凝土混合塔架
二、为什么需预应力混凝土塔架：随着风力发电向单机大容量 发展，使塔架高度越来越大，体积增大，运输困难，所以出现 了预应力混凝土塔架。 预应力混凝土塔架的优点是： 耐疲劳、抗腐蚀能力强、耐久性好、维修费用低、节约钢材、 造价低、稳定性好、现场施工方便。 （1）施加预应力扩大了结构的弹性范围，调整了结构中的内 力分布，较小结构变形； （2）相对于钢-混凝土组合结构而言，使用预应力技术可以有 效地利用高强钢材，减轻结构自重，工程实践证明可节约钢材 10%~30%； （3）增强应力幅值，降低结构的抗疲劳能力，由于施加了预 应力，降低了混凝土截面的最大拉应力，有效应力幅值的降低 增强了结构的疲劳使用寿命；
Fx 0.4Cp R 2 V2
(2)转矩 M x计算如下式 Mx 9550P n
(3)偏转力矩 M y可按下式计算
4 M y R 2e sin cos 9
经计算得到以下结果：
Fz 848.1kN
Mz 925.9kN m
My 3627.2kN m
2.2 考虑应变率影响的混凝土强度
风力发电预应力混凝土塔架设计和分析
作者：宋玉普 尹翠 陈渊
一 、前言 随着社会的发展和人民生活水平的提高，人 类对能源的需求量也越来越大，然而石油、煤这些能源属于 非再生能源，用了就意味着越来越少，另外，此类能源的大 量消耗产生的污染物对人类的生活环境也有严重的危害，因 此，风能的开发利用越来越引起各国的重视。
F（20）=34.440kN F（40）=43.830kN F（60）=49.340kN F（80）=54.340kN F（100）=53.396kN F（120）=49.368kN
2.1.3 作用于塔顶的荷载 风力发电塔架在切出风速作用下受到如下荷载作用。 (1)气动荷载 当风速达到切出风速时，为安全起见，风叶在切出荷载作用下 Fx 的气动荷载 应乘以0.4的安全系数。
z zsz0
对于风力发电塔这种变截面的高耸结构的风振系数按下式 进行计算：
z 1 z / z
z 6z2H2 4z3H z4 3H4
计算得作用在塔身各节点处风荷载标准值的结果如下:
F（10）=27.574kN F（30）=39.501kN F（50）=46.956kN F（70）=51.104kN F（90）=54.273kN F（110）=51.660kN
Fy m1 m2 g
y
(2)由风叶和机舱重力引起的力矩 M z按下式计算：
Mz m1 m2 ge
计算得到以下结果：
Fy 987.3kN
Mz 1974.5kN m
2.1.2 风荷载 风荷载与结构高度、横截面尺寸、构件形式等有关。我国 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001)规定: 垂直于建筑物表 面上的风荷载标准值，按下述公式计算：
风力发电是利用风能的主要方式，风力发电机塔架是风 力发电机组的承重构件，它支承叶轮到一定的高度，以获得 足够大的风速来驱使叶轮转动，将风能转化为电能。
风力发电机塔架的结构形式主要有桁架式钢结构塔架， 格构式钢结构塔架，圆筒式或锥筒式钢塔架和混凝土塔架， 钢-预应力混凝土混合塔架等。重量占全机组的一半，成本 占15%。
表1
Fw
(kN)
29.57 33.03 37.04 37.75 37.80 37.14
2
kN / m
2
z
(kN)
9.65 20.97 24.35 26.82 28.64 29.52
Fw
h (m)
6.63 15.16 25.09 35.07 45.04 55.01
位置 (m)
60~70 70~80 80~90 90~100 100~110 110~120
z z s z0
西北地区某2.5MW风力发电钢-预应力混凝土混合塔架，如图1所示:
z
o
y
x
z
图 1
塔架示意图
基本资料
当地基本风压为0.5kN/m 2 ，地面粗糙度类别为B类，塔高 120m，风轮直径100m，轮毂处高度122m，塔架下段采用预应力 混凝土结构，高70m，塔底截面外径7m，壁厚0.35m，顶部截面 外径4m，壁厚0.25m，混凝土强度等级采用C80，上段采用钢结 构，高50m，塔底截面外径4m，壁厚0.035m，塔顶截面外径3m， 壁厚0.025m，钢材强度等级为Q345，塔筒壁厚沿高度线性变化， 风轮和机舱质量中心到塔架轴线的偏心距离为1m，风轮和机舱 总质量为100t。
塔顶壁厚
钢塔高度 预应力混凝土塔高
0.08m
50m 70m
1.2 所设计的风力发电机的几何尺寸、重量和性能等基本 特性如表3所示
表3 设计 概要 名称 额定功率 (P) 塔架高度 (H) 叶轮直径（D） 风力 发电 机参 数 额定风速 额定转速（n） 切出风速 (V) 叶片质量（m1 ） 参数值 2.5MW 120m 98m 15m/s 23r/min 25m/s 7033.7*3kg
三、预应力混凝土塔架形式：分离式、整体式的优点和缺点。
分离式的优点：筒身预制板之间结构连贯性好；缺点：施工不 遍。 整体式的优点：施工方便；缺点：施工过程中易形成空隙，造 成结构不连贯。
（一）分离式预应力混凝土塔架设计和分析
1.考虑动力特性的材料强度取值 作用在结构上的风荷载也是随时间不断变化的动态载荷， 因此，应该考虑塔身混凝土材料在动力荷载作用下强度的提高， 根据我们的试验结果，对混凝土材料强度提高10%。 2.预应力混凝土塔架设计计算 风力发电机在运行的过程中，塔架要承受风轮和机舱传 递的力和力矩、风荷载等，各种荷载的计算方法如下：
机舱质量（m 2 ）
类型 塔架 参数 混凝土设计 强度等级 塔架尺寸
79640.9kg
预应力钢筋混凝土
C80
见表2
2
预应力混凝土塔架的设计计算
2.1 荷载计算 塔架的荷载包括永久荷载、可变荷载和地震作用。其中永 久荷载主要有塔架、机舱和风轮的自重等，可变荷载主要是风 荷载的影响。 2.1.1 永久荷载 (1)垂直力 由风叶和机舱的质量引起的垂直力 F 按下式计算：
sin sin t sin f py p 0 A p rp f y As rs
t 1 1.5
经计算得：受压区混凝土截面面积与全截面面积的比值
0.23
截面受弯承载力为 204178kN m ，满足要求。
3
现场施工
分离式预应力混凝土塔架由工厂预制，现场组装并采用后张 法施加预应力将各构件连接形成整体，塔架每环段由3片预制板 组成，如图2所示。预制板通过预留钢筋连接成整体圆环，如图3 所示。圆环段之间采用承插口方式进行连接。混凝土塔段和钢塔 段之间用法兰盘连接，如图4所示。
风力发电塔混凝土结构在其工作过程中除了承受正常的设 计荷载外,往往还要经受各种突然的动荷载作用,如地震、风荷 载等。一般认为,在动态荷载作用下引起的混凝土材料的力学 特性是显著区别于其准静态情况的。大量研究表明混凝土是应 变速率敏感材料,其强度、刚度、韧性(脆性)等性质均随加载 速率而变化。根据我们的试验结果得知：随着应变率的增加， 混凝土强度提高系数为10%。
作用在塔顶的集中荷载： （1）水平推力 4 Fy R 2V 2 9 （2）竖向压力
Fz m g
（3）由风轮和机舱质量中心与塔架轴线的偏心产生的俯仰力矩
M x1 Fz e
（4）由风轮扫掠面内风速分布不均匀产生的俯仰力矩
M x2
8 3 2 R V1 V22 27 3
根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)规定，垂直作 用于塔身单位面积上的风荷载标准值由下式确定：
Mmax 1.825105 kN m
塔架在风荷载、塔架重力等荷载作用下的最大弯矩为
M 1.82 105 kN m
M M max
满足要求。
3
预应力混凝土塔架和基础的施工 采用滑模法施工，现场浇筑混凝土，该法具有成本低、整 体性好和施工速度快等优点。
图1 滑模法施工
3.1 基础施工 风力发电机基础的地基处理中采用现场灌注桩基础，由于 纵向钢筋配筋直径较大且数量较多。因此，按照施工图设计径 向钢筋的下料长度，联系钢筋生产厂定扎（用一定数量的小直 径的钢筋绑扎成满足要求面积的钢筋束）并在现场下料焊接， 这样经过定扎运抵现场的钢筋不需要断料和配料等工序，并节 约了钢筋接头，同时钢筋接头的减少，也提高了风机基础的质 量。
2.3 预应力混凝土塔架设计计算 塔身的厚度随高度线性变化，塔架的重量:G1=12479.7kN， 塔架底截面所受轴力N=14247.47kN，剪力F=1403.88kN，假定塔 3 架采用C80混凝土，弹性模量为38GPa，密度为2500kg/m ；钢材 部分采用Q345钢材，密度为7850kg/m，弹性模量为206GPa；预 应力筋采用钢绞线1*7(d=21.6mm)，强度1860N/mm2的低松弛钢绞 线制成，弹性模量为206GPa；本文对后张法构件进行体外预应 力法施工；非预应力钢筋选用HRB400，直径为20mm。