Grout-Verbindungen als hybride Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen mit hochfester zementgebundener Füllschicht sind während der Betriebsphase von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) dynamischen Lasten aus Wind- und Wellen- sowie Betriebslasten der Anlage ausgesetzt. Zusätzlich müssen diese nicht redundanten Verbindungen Extremlasten widerstehen. Die in den letzten Jahren festgestellten Vertikalverschiebungen im Bereich der Verbindung bei Monopiles unterstreichen eine erforderliche konstruktive Optimierung. Dies kann bspw. durch in Umfangsrichtung angeordnete Auftragsnähte erfolgen. Die damit hervorgerufenen Druckstreben ermöglichen einerseits eine signifikante Axialtragfähigkeitssteigerung, andererseits führen die geometrischen Kerben zu Spannungskonzentrationen in den Stahlrohren und der Füllschicht. Der Nachweis ausreichender Ermüdungsfestigkeit kann dabei nach bekannten Konzepten erfolgen. Werden einaxiale Wöhlerlinien von Beton angesetzt, ist der Nachweis der Groutschicht gegen Materialermüdung rechnerisch nur schwer zu erbringen. Unter Berücksichtigung der tatsächlich vorliegenden mehraxialen Spannungszustände im Grout und mehraxialer Wöhlerlinien für das Verbundmaterial, kann trotz vorliegender Spannungskonzentration der Nachweis ausreichender Ermüdungsfestigkeit der Verbindung durchgeführt werden. Das auf hybride Verbindungen mit Schubrippen erweiterte Nachweiskonzept ermöglicht durch die Betrachtung lokaler Spannungszustände den Ansatz erhöhter Bruchschwingspielzahlen.
Schädigungsmodell für hybride Verbindungen in Offshore-Windenergieanlagen
Damage approach for hybrid connections in offshore wind turbines
Stahlbau ; 80 , 4 ; 226-232
2011
7 Seiten, 10 Bilder, 1 Tabelle, 13 Quellen
Article (Journal)
German
Windenergieanlage , Off-Shore-Anlage , Tragwerk , Pressverbindung , Steckverbindung , Füllmaterial , Zementmörtel , dynamische Belastung , Windbelastung , Welle (Meer) , Last (mechanisch) , hybrides System , Verschiebung , Schädigung , Tragfähigkeit , Ermüdungsfestigkeit , Materialermüdung , mechanische Spannung , Spannungszustand , Stahlbau
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