小型風力 / 購入前の疑問
構造・土木工事
たるんだ支線が剛な筋かいのように働かないのはなぜですか?
簡潔な回答
支線は引張力を負担し、端点が動くと形状が変わります。たるみ、初期張力、ケーブルの伸びが、どれだけの追加力が生じるかに影響します。そのため、圧縮抵抗が無制限にある剛な筋かいのようには働きません。タワーの評価では、実際のケーブル形状と張力状態が与える拘束を表現する必要があります。
軸方向の伸びと幾何学的な変位を区別する
ケーブル材料の剛性は、軸に沿った伸びに伴う力を表します。ケーブルを横切る方向の変位も、その向きと形状を変え、異なる復元応答を生じさせます。材料が大きく伸びる前でも、この応答には初期張力が重要です。
明確なたるみのある長いケーブルは、端点の移動を一部、形状変化によって吸収できます。この挙動を無限に剛な支持に置き換えると、タワーの横方向拘束を過大評価する可能性があります。
モデルが適用できる範囲を確認する
風によってタワーが変位すると、一方の支線では張力が増し、反対側の支線では除荷が起きることがあります。ケーブルが緩めば、その拘束は大きく変化します。剛性一定の線形ばねは、ある釣合い状態の近くでは有用でも、あらゆる極端な変位を表すとは限りません。
評価には、実際の取付位置、アンカー標高、ケーブル特性、初期張力を用いる必要があります。ケーブル径だけでは、有効な支持剛性を確定できず、すべてのケースですべての支線が有効に働き続けることも保証できません。
モデルをタワーとアンカーの選定につなげる
選択した解析が、たるみと張力変化をどう表しているか、その前提が支配的な運転条件と極端条件で成立するかを確認してください。横方向剛性と併せて、タワーの圧縮力とアンカーの変位を評価してください。
任意に締め付けてたるみをなくさないでください。他の箇所の荷重が増える可能性があります。有用な判断は、提案された支線系が、タワー設計で想定する支持を与えるかどうかです。この FAQ は、たるみの限度、初期張力値、異なる材質のケーブルに交換する指示を提供しておらず、それらは MARSTON タービンの定格出力から示唆されるものでもありません。
参考資料
- OpenFAST SubDyn: Structural and Pretensioned Cable Theory
- Campbell Scientific: UT20/UT30 Universal Towers Manual
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。