海上风能是一种丰富的清洁可再生能源,但是海上风力发电机的基础结构所处的环境复杂,导致运输施工困难、造价成本高,另外如何保证海上风机基础结构在复杂的荷载作用下的稳定和安全性,也是当今研究的热点。筒型基础作为一种新型的海上的平台基础,具有施工简便,机动灵活,使用安全可靠,可实现回收复用等特点,被广泛应用于各种海上结构设施。本文利用筒型基础的这些特点,设计了新型的海上风机筒型基础,并通过理论分析和数值模拟,对这种形式的海上风机基础运用于实际工程的可行性进行了研究,重点研究如下几个问题:(1)根据所选择的风机场址,确定风电场特定的外部条件。分析海上风机筒型基础在使用过程中受到的各种荷载,并给出相应的理论计算方法,确定筒型风机基础计算工况。分析筒型基础的特点和工作机理,阐述筒型基础承载特性的理论计算方法。介绍了筒型基础充气浮运的浮稳性的理论分析方法,通过稳性高参数来判断气浮体的浮稳性。介绍影响筒型基础负压沉贯的几个因数,并给出计算负压值的理论公式,用于指导平台就位施工时的负压控制。(2)根据前面介绍的筒型基础设计要点,提出了适用于浅海的钢结构形式和钢混组合形式两种筒型基础方案,并对两种方案从基础重量、造价、稳定性、施工阶段的拖航浮运沉贯几个方面进行了比较,选出了较优的方案钢混组合基础。(3)通过有限元分析软件ABAQUS,对较优方案钢混组合筒型基础进行了数值分析计算。校核基础在正常运行工况下和极限工况下,位移和应力,并具体分析了土体对筒基的作用。采用位移控制法对筒型基础在单向荷载作用下地基的承载特性进行了数值计算和分析,为复合加载模式下海上风机筒型基础的承载特性分析奠定了基础。(4)选取了适当的疲劳S-N曲线,并结合有限元分析,评价了基础钢结构的疲劳寿命,为基础的设计提供依据。