転倒モーメントはなぜ風車基礎の底面圧力を変えるのですか？

簡潔な回答

転倒作用は荷重の合力を基礎中心からずらし、一方の圧縮を増やし、反対側の圧縮を減らします。したがって、鉛直荷重を面積で割った平均値だけでは圧力分布全体を表せません。設計者は、該当する力とモーメントの各組合せについて、偏心量、接触の仮定、地盤の応答を評価する必要があります。

鉛直圧縮力 V と一つの水平軸まわりのモーメント M に対し、同じ基準面での偏心量は e = M/V です。その面より上に作用する水平力は追加のモーメントを生じさせる場合があり、整合する方法で基準面に換算する必要があります。

同じモーメントでも、鉛直力が小さければ偏心量は大きくなり得ます。したがって、モーメントの絶対値が最大の荷重ケースだけが、接触状態を支配するとは限りません。

仮に、幅 4 m の剛な正方形フーチングに V = 1,000 kN、M = 200 kN m が作用するとします。偏心量は 0.2 m、平均圧力は 62.5 kPa です。単純な線形・全面接触モデルでは、端部圧力は 81.25 kPa と 43.75 kPa です。

この計算は再分配だけを示します。一軸まわりのモーメント、全面接触、簡略化した支持モデルを仮定しており、フーチング寸法、地盤支持力、またはいずれかの風車に有効な設計を確定するものではありません。

引張を負担できない地盤境界面に計算上の引張が生じるなら、全面接触を前提とする圧力式は物理的に適切ではなくなります。接触面積の減少は局部圧力を増やし、回転剛性を変える場合があります。二軸荷重や基礎の柔軟性についても、別の評価が必要になる場合があります。

平均支持圧に加えて圧力分布と接触の仮定を求めてください。その結果を用い、地盤抵抗、基礎の曲げ、タワー支持部の剛性を合わせて検討します。良好な平均圧力を、浮上り、回転、端部支持の問題が解決済みであるという主張に置き換えてはいけません。

例は説明用です。機種固有の性能、適合性、供給範囲は、適用される資料で確認してください。