小型風力 / 購入前の疑問
構造・土木工事
タワーの強度が材料強度だけでなく非補剛長さにも左右されるのはなぜですか？
簡潔な回答
圧縮荷重を受けるタワーやタワー部材は、横方向への曲げを伴って全体的に不安定になることがあります。その耐力は材料強度に加え、剛性、有効長さ、拘束条件にも左右されます。鋼材の強度を上げても長い無拘束区間の影響はなくならず、ブレースもその接合部と支持側の荷重伝達経路が有効に機能して初めて有用な拘束を与えます。
モデル化する区間と拘束を特定する
モノポールタワーと格子タワーでは、全体安定性を確保する仕組みが異なります。格子タワーでは、ブレースが個々の部材を拘束し、全体の構成を安定させることがあります。支線式タワーでは、ケーブル系が方向ごとの拘束を与え、その拘束は形状と張力に依存します。
解析では、拘束系全体が完成する前の各段階も含め、実際の接合部と支持条件を表現する必要があります。
長さに対する敏感さを説明に用いる
理想的な弾性柱では、臨界荷重は曲げ剛性に比例し、有効長さの二乗に反比例します。仮に他のすべての条件が変わらなければ、有効長さを二倍にすると、その理想的な臨界荷重は四分の一になります。
これは敏感さを示すだけの例です。実際のタワー評価では、不整、曲げ、材料の挙動、適用する設計規定を考慮します。この理想的な関係は、それだけで使える耐力計算でも、建方の判断基準でもありません。
拘束を失わせる変更を確認する
ブレースの欠落、取付位置の移動、支線形状の変更、未検証の基礎状態は、有効な構造系を変えることがあります。単体では頑丈に見える部材でも、安定を保つために隣接する部品に依存している場合があります。
想定した拘束点と、部材およびタワー全体の安定性の照査を求めてください。現地や設置時の変更がそれらに影響する場合は、元のタワー設計に依拠する前に再評価を受けてください。公称壁厚もタービンの電気的定格も、適合する非補剛長さ、許容圧縮力、安全な仮設状態のタワー構成を確定するものではありません。
参考資料
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。