随着社会的发展,科技的进步,可再生资源如风力发电,水利发电由于其自身清洁无污染,并且可循环再生,已成为如今能源利用的主要发展方向。近年来,我国风电产业取得了快速发展,随着风电单机功率的不断提高,采用预应力混凝土-钢组合风电塔架优势明显。预应力混凝土-钢组合塔架的连接段对于整个预应力混凝土-钢组合风电塔架来说至关重要。本文提出一种新型连接段设计方案,以某大型77.5米高的风力发电塔架为例,利用大型有限元分析软件ABAQUS建立了在离塔架底部16米处的连接过渡段有限元模型,通过引入预应力并施加最不利设计荷载对模型进行了弹性以及基于混凝土塑性损伤模型的应力应变分析。并对新型连接方案的缩尺模型进行荷载验算,有限元模拟和模型实验来验证此方案的可行性及合理性,希望以此能推广此类型风电塔架,给我国风电行业提供相关资料。本文具体研究以下内容:(1)针对传统法兰连接存在的问题,提出一种新型混凝土-钢组合风电塔架的连接段结构设计方案,利用大型有限元软件ABAQUS对连接段进行了弹性和弹塑性数值模拟,并与传统法兰数值模拟分析结果进行对比来说明这种新型连接方案的混凝土部分在承受拉应力等情况下的优越性。(2)设计关于此新型连接方案的局部缩尺模型,对其进行荷载验算及弹性和弹塑性有限元分析,通过数值模拟结果来验证该结果方案的可行性及合理性。(3)利用伺服液压作动器对连接段的局部缩尺模型进行模型试验,采集数据并分析模型在正常使用状态下钢制部分和混凝土的应变及位移情况。通过对实验结果的数据分析并与有限元数值模拟进行对比,验证模型实验的准确性以及这种新型连接段设计在实际工程中的可适用性。