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Xiangguo Wu (Fuzhou University) Xuesen Zhang (CGN New Holdings) Hom Bahadur Bhattarai (Harbin Institute of Technology) Hyeon‑Jong Hwang (Konkuk University) Jing Yang (Harbin Power System Engineering and Research Institute of CNEEC) Soonpil Kang (Naval Postgraduate School)
저널정보
한국콘크리트학회 International Journal of Concrete Structures and Materials International Journal of Concrete Structures and Materials Vol.16 No.6
발행연도
2022.11
수록면
939 - 951 (13page)

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Based on the conceptual design of an advanced wind turbine tower system, use of ultra-high-performance cementitious composites material with compressive strength of 200 MPa (UHPC-200) is proposed to ensure high durability and ductility of the UHPC hybrid wind turbine tower. Key design parameters are proposed for the structural design of a 3-MW wind turbine. The material properties, mixing compositions, simplified constitutive relationship, and model parameters are outlined. Using nonlinear finite element analysis, the effects of wall thickness, wall thickness ratio, and prestressing tendon on the structural performance including the longitudinal stress field, lateral displacement, stress concentration at the transition zone between the middle and bottom segments are evaluated. Based on the stress-field analysis, the design limitation of the segmental wall thickness and its ratio is recommended. The numerical results show that the tower with the wall thickness ratio of 2:3 (i.e., thickness 200–300 mm) with prestressing tendons is an optimal design for the UHPC hybrid tower. The results of this study can be used as a reference for the engineering design of a new type of UHPC hybrid wind turbine tower.
#wind turbine tower #UHPC #wall thickness #prestressing tendon #finite element analysis

목차

Abstract
1 Introduction
2 Proposed Design for UHPC Hybrid Tower
3 Loads and Material Properties
4 Modeling of Hybrid Tower
5 Analysis of the Tower Under Rated Wind Load
6 Conclusions
References

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