2024风力发电机组 塔架钢材选取规范

风力发电机组塔架钢材选取规范11目 次前 言 23范引文件 3语定义 3力电组制常用材 3材取荐法 4附录A 10图1型点状裂意 7图2效高 9表1成度值(%) 2表2钢最允厚度 6表3响ZED判据 733风力发电机组塔架钢材选取规范范围本文件规定了风力发电机组钢制塔架设计中常用钢材和选取推荐方法。本文件适用于风力发电机组钢制塔架，包括塔筒、法兰、门框、加强板等结构件的钢材选取。（GB/T700碳素结构钢GB/T1591低合金高强度结构钢GB/T3375焊接术语GB/T5313厚度方向性能钢板GB/T28410风力发电塔用结构钢板GB/T42600-2023风能发电系统风力发电机组塔架和基础设计要求GB/T3375界定的及下列术语和定义适用于本文件。3.1最低结构温度lowestcomponenttemperature设计时考虑的会影响结构材料性质的最低温度。3.2最低环境温度lowestambienttemperature在一定重现周期内，风力发电机组服役所在地以小时计的环境温度最低值。对于处于空气环境中的结构，最低环境温度则为一小时内的最低气温。3.3临界应力水平criticalstresslevel设计时考虑的结构在拉力和弯矩作用下产生的最大拉应力。3.4冷成形度Degreeofcoldforming（DCF）金属结构件经冷弯加工后，用百分比表示的塑性变形的程度。44Q235、Q355、Q420、Q460。Q235GB/T700Q420Q460GB/T1591GB/T28410的要求。A。总则根据最低结构温度、结构的临界应力水平和厚度方向性能来选取合适的钢材厚度和钢材牌号。关于钢材牌号的选取应考虑以下因素：fy(t)；厚度；（。TEd；σ；（DCF）εcf。注：对于塔架而言，DCF可以考虑为：[外径对应周长-中径对应周长）/中径对应周长]%。表1冷成形度取值(%)折弯半径r与材料厚度t的比值εcfr/t≥25≤210≤r/t＜25≤53≤r/t＜10≤142≤r/t＜3≤20最低结构温度TEd的计算：TEd按-30TEd最低构度TEd=低境温Tmd-10℃ (1)55STEd（1）考虑；STEdTEd=Tmd+△Tr+Tσ+△TR+△Tε+△Tεcf (2)式中：Tmd△Tσ——与应力、材料屈服强度、结构件形状与尺度相关的调整量；△TR——安全裕度，反映了不同应用时对应的不同可靠性；Tε△Tεcf——与冷成形度相关的调整量。其中：△Tr，对于钢制塔架设计，可以考虑取-5℃；△TR，按第5.2.2条评估时，一般取0℃；△Tσ，按第5.2.2条评估时，一般取0℃；△Tε，一般取0℃。参考应变率ε0=4×10-4/秒，此值可以覆盖大部分设计情况；使用其他应变率时，△Tε按下式计算：△𝑇𝜀=−×（𝑙𝑛

1.5） ……（3）550 𝜀0Tεcf3×cf×00（）-5℃。σ一般考虑不带安全系数的全工况极限载荷各分量计算结构关键横截面以及预期裂纹扩展位置处的名义应力，对于门框等需要有限元分析的复杂结构，可以采用热点应力。当选用其他载荷时，应符合GB/T42600-2023第6.3.2.3条规定。5.2.15.2.22。各钢材牌号对应不同临界应力水平σ和最低结构温度条件下钢材允许的最大厚度应符合表2规定。考虑实际的临界应力水平σ，允许根据表2在0.25fy(t)≤σ≤0.75fy(t)的范围内进行线性插值。66表2钢材允许最大厚度（mm）钢材牌号冲击功CVN最低结构温度Ted/℃钢级及质量等级温度℃Jminσ=07f()σ=05yt)σ=02f()100-10-20-30-40-50100-10-20-30-40-50100-10-20-30-40-50Q235B2027605040353025209075655545403513511510085756560C0279075605040353012510590756555451751551351151008575D-20271251059075605040170145125105907565200200175155135115100Q355B20274035252015151065554540302525110958070605545C027605040352520159580655545403015013011095807060D-20279075605040352513511095806555452001751501301109580NDMD-20401109075605040351551351109580655520020017515013011095NEME-5027155130110907560502001801551351109580210200200200175150130Q420NDMD-2040958065554535301401201008570605020018516014012010085NEME-502713511595806555451901651401201008570200200200185160140120Q460NDMD-20409070605040302513011095756555452001751551301159580NEME-5027125105907060504018015513011095756520020020017515513011577在T40mm1所示，该部位钢板宜具有足够的板厚度方向抗撕裂性能，即ZGB/T5313Z15Z图1典型接头层状撕裂示意图厚度方向性能，即Z向性能应满足：式中：

ZEd≤ZRd (4)ZEd——设计时要求的Z向性能；ZRd——钢材实际Z向性能。ZEd可以按下式确定：ZEd=Za+Zb+Zc+Zd+Ze (5)式中，Za、Zb、Zc、Zd、Ze详见表3说明。表3影响ZEd的判据a)与金属收缩应变相关的焊脚尺寸焊脚尺寸（mm）Ziaeff7a=5Za07＜ae≤a=7Za310＜eff20a=14Za620＜eff30a=21Za930＜eff40a=28Za1240＜eff50a=35Za1550＜effa>35Za1588表3影响ZEd的判据（续）b）T位置Zb-角接接头Zb-单道角焊缝Za=0或者角焊缝Za>1,且为低强度焊材Zb-5多道角焊缝Zb0局部或全熔透焊缝，且具有合适的焊接顺序来降低收缩影响Zb3局部或全熔透焊缝Zb5角接接头Zb8c)材料厚度S对收缩拘束度的影响S≤10mmaZc210mm＜S≤20mmaZc420mm＜S≤30mmaZc630mm＜S≤40mmZ=8ac40mm＜S≤50mmZ=10ac50mm＜S≤60mmaZc1260mm＜S≤70mmaZc1570mm＜SaZc1599表3影响ZEd的判据（续）d)结构其他部分对焊后收缩远端拘束的影响低拘束度：自由收缩（例如，T形接头）Zd中拘束度：受限的自由收缩（例如，箱梁横隔梁）Zd高拘束度：不能自由收缩（例如，正交异性桥面板中的纵梁）Zde）预热影响无预热Ze预热温度≥100℃Ze-8a如果在厚度方向存在占主导的压力静载荷，该值可以降低50%；b焊脚尺寸a见图2所示。eff图2焊脚尺寸1010附 录 A（）国内外标准牌号对照见表A.1。表A.1国内外标准牌号对照表GB/T1591GB/T28410EN10025-2EN10025-3EN10025-4Q3