3.3 风浪流荷载联合作用下塔筒瞬态动力分析

将瞬时风荷载、波流荷载施加在海上风电导管架基础结构上，研究在风、波浪、海流三种动荷载联合作用下结构的动力响应情况。图11为塔筒底部和塔筒顶部的位移时程曲线图。

由图11可见，塔筒底部与塔筒顶部相比位移偏移量小，是因为过渡段和导管架基础对塔筒底部有固定作用，抑制塔筒底部产生位移。由于上部结构仅受风荷载作用，塔筒顶部受到气动荷载的作用，容易产生较大偏移并对结构安全性产生不利影响。图中显示位移在前20s有一个动力放大的过程，而实际工程中并不存在突然出现风浪流荷载的现象，因此在位移和应力分析中应去掉前20s的时程结果。参考文献[12]，为避免偏移过大，塔顶最大位移应在塔筒高度的0.25~–1%之间。本文塔筒高度为68m，而去掉前20s的模拟结果的塔筒顶部最大位移为0.6m，因此偏移量是合理的，结构设计安全可靠。
4 导管架基础应力分布研究

将瞬时风浪流荷载施加在海上风电导管架基础结构上，导管架基础的等效应力分布见图12。从图12中可以明显看出，管节点是导管架基础中等效应力值最大的地方，也是导管架基础中最薄弱的环节。据文献报道，海洋结构物失事事故大部分是管节点构件破坏所致，因此，在工程设计及后续研究中须对此现象予以充分考虑。

提取图12中风浪流荷载联合作用下导管架基础的3个管节点的等效应力时程曲线，如图13所示。当结构受风浪流荷载联合作用时，导管架基础中第二层管节点（2号管节点）等效应力较大，其应力峰值达到116MPa。建议后续研究重点关注2号管节点的力学特性。