Entwickelt wurde ein Verfahren für die hydromechanische Analyse von gelenkig gelagerten Türmen sowie von mehrsäuligen, gelenkig gelagerten Plattformen. Die Definition der Koordinatensysteme und der generalisierten Bewegungskomponenten erfolgte unter Berücksichtigung der Kinematik des Gelenks. Darauf aufbauend werden die allgemeingültigen Bewegungsgleichungen und die Bestimmungsgleichungen für die Reaktionskräfte und Zwangsmomente im Gelenk sowie die Schnittkräfte in Turm bzw. Säule konsistent abgeleitet und analytisch dargestellt. Mit diesem Ansatz können erstmalig für gelenkig gelagerte Turmstrukturen die in den Gelenkachsen sowie im Gelenkkörper auftretenden Belastungen eindeutig in jeder Momentanlage sowie unter Berücksichtigung aller Nichtlinearitäten ermittelt werden. Die angewendete Systematik bei der Ableitung der Bewegungsgleichungen und der Bestimmungsgleichungen für die Schnitt- und Reaktionskräfte erlaubt die Identifikation und Zuordnung aller Terme der Bewegungs- und Kraftkomponenten. Auf der Grundlage der allgemeingültigen Bewegungs- und Bestimmungsgleichungen können auch der Einfluss der verschiedenen Nichtlinearitäten sowie die Zulässigkeit von Vereinfachungen (z. B. Symmetrieannahmen und Linearisierungen) analysiert und bewertet werden. Mit einer Parameterstudie auf der Grundlage ähnlichkeitsmechanischer Betrachtungen wird für gelenkig gelagerte Türme der Einfluss der Geometrie des Turmkörpers sowie der Wassertiefe auf das Bewegungsverhalten und die Belastungen aufgezeigt. Die Ergebnisse können einerseits als eine allgemeine Grundlage für den Vorentwurf genutzt werden und verdeutlichen andererseits die Einsetzbarkeit der entwickelten Verfahren für Parameter- und Optimierungsstudien im Allgemeinen. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Analysen zur dynamischen Stabilität haben gezeigt, dass bei keinem der untersuchten gelenkig gelagerten Türme Bereiche mit chaotischem Verhalten auftreten. Dies gilt nicht nur für den intakten, sondern auch für den beschädigten (teilgefluteten) Turm, dessen Rückstellcharakteristik zunächst ein chaotisches Verhalten erwarten lässt.
Hydromechanische Analyse von gelenkig gelagerten Turmstrukturen im Meer
2005
370 Seiten, Bilder, Tabellen, 200 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Naeherungsformeln fuer Schwingungen von gelenkig gelagerten, versteiften Rechteckplatten
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