Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Tragwerksplanung von Windenergieanlagen in Spannbetonbauweise
Die Windindustrie in Deutschland nimmt bei der Entwicklung und Herstellung von Windenergieanlagen (WEA) weltweit eine herausragende Stellung ein. Die Entwicklung geht zu immer leistungsstärkeren Anlagen mit derzeit bis zu 6 MW pro Anlage und Turmhöhen von über 100 m. Die Anzahl von lukrativen Standorten an Land (Onshore) wird jedoch geringer. Daher ist in den nächsten Jahren die Errichtung von WEA auf offener See (Offshore) geplant. Spannbetontürme werden sowohl in Ortbeton- als auch in Fertigteilbauweise hergestellt. In den letzten Jahren hat sich besonders für Anlagen der Multi-Megawattklasse die hybride Turmkonstruktion, bestehend aus einem Spannbetonschaft mit weiterführendem Stahlsegment, als eine sehr wirtschaftliche Lösung erwiesen. Zukünftig werden für solche Anlagentypen Turmkonstruktionen mit Nabenhöhen von deutlich über 130 m erwartet. Windenergieanlagen sind dynamisch hoch beanspruchte Bauwerke. Daher beginnt die Strukturanalyse mit der Ermittlung der Eigenfrequenz. Neben den Eigenlasten sind die Windlasten die vorherrschenden veränderlichen Einwirkungen. Die Beanspruchungen des Turmschaftes und der Gründung werden am verformten Tragwerk nach Theorie 2. Ordnung ermittelt. In den Biegemoment-Verkrümmungs-Beziehungen ist das physikalisch nichtlineare Werkstoffverhalten zu berücksichtigen. Das Tragwerk wird für die maßgebenden Grenzzustände der Tragfähigkeit, der Gebrauchstauglichkeit und der Ermüdung bemessen. Dem Ermüdungsnachweis kommt besondere Bedeutung zu, da er aufgrund der hohen Lastwechselzahlen durch Windbeanspruchung die Lebensdauer einer Windenergieanlage bestimmt. Die Gründung stabilisiert das Gesamtragwerk und ist daher mit besonderer Sorgfalt zu bemessen.
Tragwerksplanung von Windenergieanlagen in Spannbetonbauweise
Die Windindustrie in Deutschland nimmt bei der Entwicklung und Herstellung von Windenergieanlagen (WEA) weltweit eine herausragende Stellung ein. Die Entwicklung geht zu immer leistungsstärkeren Anlagen mit derzeit bis zu 6 MW pro Anlage und Turmhöhen von über 100 m. Die Anzahl von lukrativen Standorten an Land (Onshore) wird jedoch geringer. Daher ist in den nächsten Jahren die Errichtung von WEA auf offener See (Offshore) geplant. Spannbetontürme werden sowohl in Ortbeton- als auch in Fertigteilbauweise hergestellt. In den letzten Jahren hat sich besonders für Anlagen der Multi-Megawattklasse die hybride Turmkonstruktion, bestehend aus einem Spannbetonschaft mit weiterführendem Stahlsegment, als eine sehr wirtschaftliche Lösung erwiesen. Zukünftig werden für solche Anlagentypen Turmkonstruktionen mit Nabenhöhen von deutlich über 130 m erwartet. Windenergieanlagen sind dynamisch hoch beanspruchte Bauwerke. Daher beginnt die Strukturanalyse mit der Ermittlung der Eigenfrequenz. Neben den Eigenlasten sind die Windlasten die vorherrschenden veränderlichen Einwirkungen. Die Beanspruchungen des Turmschaftes und der Gründung werden am verformten Tragwerk nach Theorie 2. Ordnung ermittelt. In den Biegemoment-Verkrümmungs-Beziehungen ist das physikalisch nichtlineare Werkstoffverhalten zu berücksichtigen. Das Tragwerk wird für die maßgebenden Grenzzustände der Tragfähigkeit, der Gebrauchstauglichkeit und der Ermüdung bemessen. Dem Ermüdungsnachweis kommt besondere Bedeutung zu, da er aufgrund der hohen Lastwechselzahlen durch Windbeanspruchung die Lebensdauer einer Windenergieanlage bestimmt. Die Gründung stabilisiert das Gesamtragwerk und ist daher mit besonderer Sorgfalt zu bemessen.
Tragwerksplanung von Windenergieanlagen in Spannbetonbauweise
Structural design of prestressed concrete towers for wind energy plants
Grünberg, Jürgen (Autor:in) / Gröhlmann, Joachim (Autor:in)
Der Bauingenieur ; 83 ; 441-449
2008
9 Seiten, 13 Bilder, 19 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Windenergieanlage , Tragwerk , Stahlbau , Stahlkonstruktion , Windlast , dynamische Belastung , Spannbetonstahl , Tragfähigkeit , Bemessung , Berechnung , Belastbarkeit , Belastungsgrenze , Gebrauchstauglichkeit , Ermüdungsfestigkeit , Ermüdungsgrenze , Gründung (Fundament) , Spannbeton , Bauplanung
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