出于提高风能利用效率的目的,风力发电机组朝着大兆瓦功率的方向发展。一方面,大兆瓦级风力发电机组扫风面积增大,将要承受更大的风荷载;另一方面,其需要在更高的位置以获取足够的风能。目前在低兆瓦级风电机组中应用较为广泛的钢结构风电塔架难以满足要求。因此对于新型风电塔架结构的探索是至关重要的,塔架结构的不适应在一定程度上阻碍了大兆瓦级风电机组的实际装机应用。中空夹层钢管混凝土结构具有承载能力高、抗弯刚度大以及自重小等优点,将其应用于风电机组的支撑结构可以弥补钢结构塔架的不足。本文以塔架的顶端水平位移和塔架内部的应力为分析指标,以ABAQUS有限元软件为分析工具,针对于这种新型的钢-混凝土组合结构风电塔架在结构设计过程中所涉及到的包括塔架的分段、截面选取、拼接形成的肋板等影响塔架性能的因素进行了讨论。(1)建立不同分段数量的塔架有限元模型进行计算,结果表明分段后由于各塔段中钢管厚度的调整能够有效的提高塔架出现屈服时的荷载,而且用钢量变化不大。但是分段数量的改变对于塔架出现屈服前的柔度变化影响不大。(2)以塔架的上下端截面直径比值为截面变化参数建立不同截面变化时的塔架模型,得到了塔架出现屈服前柔度与上下截面直径比值之间的关系,以及达到H/100与1.5倍H/100位移限值时荷载与塔架截面的对应关系。(3)讨论了分段拼接过程中产生的环形肋板和纵向肋板的存在对塔架力学性能的影响。环形肋板对塔架屈服前的柔度变化影响较小,但是在混凝土的约束作用下对受压区内外钢管中应力影响较大,导致外钢管中应力增大,内钢管中应力减小。纵向肋板一方面由于其在截面中所占比例极小,另一方面混凝土对其在纵向变形的约束较小,其对于塔架柔度和内外钢管中应力并无明显影响。另外,加载方向的改变也不会引起纵向肋板对于塔架影响的改变。