蘭州理工大學土木工程學院“鋼與混凝土組合結構混合結構”研究團隊有關海上新型組合風電塔結構在風荷載-波浪-地震耦合作用下動力響應的成果，近日以“Dynamic response analysis of monopile CFDST wind turbine tower system under wind-wave-seismic coupling action”為題在國際工程結構領域TOP期刊《Thin-Walled Structures》發表（中科院一區，TOP期刊）。論文第一作者為博士研究生段力歆，通訊作者為王文達教授。
風能作為清潔能源和可再生能源，對實現雙碳目標意義重大。近年來我國風力發電行業發展迅速，隨著風力發電塔向大功率高性能發展，風電塔體系的高度也越來越高，原有鋼管塔筒體系基本已到高度極限。該論文提出一種采用大空心率中空夾層鋼管混凝土（截面由兩個同心圓鋼管與夾層混凝土組成，簡寫為CFDST）作為塔筒的新型組合結構風電塔結構體系，以解決原有鋼管塔筒體系難以實現更大高度、更大功率的難題，同時通過縮小截面尺寸改善鋼管塔筒在加工、運輸及安裝過程中的各種不便，節約了成本，并能顯著提升其靜動力承載性能和抗疲勞性能。本論文對近海風場中采用單樁的CFDST塔筒新型風電塔結構體系在風荷載-波浪-地震耦合作用下的動力性能進行了分析，表明采用CFDST的新型組合風電塔體系各項受力性能指標均顯著優于傳統鋼管塔筒系統，可見CFDST新型組合風電塔體系在近海風電（結論也適用于陸上風電）建設中具有良好的應用前景。
“鋼與混凝土組合結構混合結構”研究團隊近年來在風電工程結構及新能源工程結構領域開展了系列研究，完成了大空心率錐形CFDST軸壓短柱、軸壓長柱、偏壓長柱、純彎構件、扭轉（純扭及壓扭）構件、壓彎構件滯回性能、鋼管（內、外）與夾層混凝土界面黏結性能、低周及高周疲勞性能、橫向撞擊性能等方面的實驗及數值分析研究，建立了成套設計方法，為該類新型組合結構在風電工程領域的推廣應用奠定了基礎。（撰稿：鄭龍）
