A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Nachweise von Schweißverbindungen großer Blechdicken für Windenergieanlagen
Stahlrohrtürme für WEA werden allgemein als Bauwerke definiert. Während diese in Deutschland dem deutschen Baurecht unterliegen und gemäß der Richtlinie für Windenergieanlagen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) zu bemessen sind, wird für internationale Projekte überwiegend die Richtlinie der Germanischer Lloyd WindEnergie GmbH (GL Wind) verwendet, die als einzige Richtlinie alle Strukturen einer WEA beschreibt. Beiden Richtlinien liegen für Stahlbaustrukturen in erster Linie DIN 18800 und DIN V ENV 1993, Teil 1-1 (EC 3) zu Grunde, wobei den besonderen Anforderungen an die Tragstruktur einer WEA durch abweichende oder zusätzliche Regelungen Rechnung getragen wird. EC 3 erlaubt für die Bewertung von kleinen Spannungsschwingweiten die Anwendung des Schwellenwerts der Ermüdung, wonach Lastspiele, deren Belastungen auf das zu bewertende Detail unterhalb des Wertes für die Spannungsschwingweite des relevanten Kerbfalles bei N = 108 liegen, keinen Anteil zur Gesamtschädigung nach Palmgren-Miner liefern. Der Einfluss der Blechdicke wird in den geltenden Normen und Richtlinien durch einen Korrekturfaktor berücksichtigt, der ab Materialstärken von 25 mm anzuwenden ist und durch den der relevante Kerbfall abgemindert wird. Neuere Richtlinien bewerten vor allem quer belastete Stumpfnähte mit n = 0,2 sowie Längsnähte, eben geschliffene quer belastete Stumpfnähte und das Grundmaterial mit n = 0,1 besser. Da der Korrekturfaktor auf den Kerbfall und somit auf der Spannungsseite aufgebracht wird, haben diese Modifikationen einen erheblichen positiven Einfluss auf den Ermüdungsfestigkeitsnachweis. Im Offshore-Bereich sind heute schon Blechdicken im Bereich von 70 mm und mehr im Einsatz bzw. geplant. Bei Schweißverbindungen in diesen Größenordnungen ist es unbedingt erforderlich, die auftretenden hohen Schweißeigenspannungen bei Konstruktion und Bemessung durch Wärmenachbehandlung oder bruchmechanische Untersuchung zu berücksichtigen. Hier erscheint es sinnvoll, den pauschalen Grenzwert für die Materialstärke durch anwendungsspezifische Grenzwerte zu ersetzen, die sowohl die Stahlqualität als auch Bemessungstemperatur und Strukturkategorie berücksichtigen.
Nachweise von Schweißverbindungen großer Blechdicken für Windenergieanlagen
Stahlrohrtürme für WEA werden allgemein als Bauwerke definiert. Während diese in Deutschland dem deutschen Baurecht unterliegen und gemäß der Richtlinie für Windenergieanlagen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) zu bemessen sind, wird für internationale Projekte überwiegend die Richtlinie der Germanischer Lloyd WindEnergie GmbH (GL Wind) verwendet, die als einzige Richtlinie alle Strukturen einer WEA beschreibt. Beiden Richtlinien liegen für Stahlbaustrukturen in erster Linie DIN 18800 und DIN V ENV 1993, Teil 1-1 (EC 3) zu Grunde, wobei den besonderen Anforderungen an die Tragstruktur einer WEA durch abweichende oder zusätzliche Regelungen Rechnung getragen wird. EC 3 erlaubt für die Bewertung von kleinen Spannungsschwingweiten die Anwendung des Schwellenwerts der Ermüdung, wonach Lastspiele, deren Belastungen auf das zu bewertende Detail unterhalb des Wertes für die Spannungsschwingweite des relevanten Kerbfalles bei N = 108 liegen, keinen Anteil zur Gesamtschädigung nach Palmgren-Miner liefern. Der Einfluss der Blechdicke wird in den geltenden Normen und Richtlinien durch einen Korrekturfaktor berücksichtigt, der ab Materialstärken von 25 mm anzuwenden ist und durch den der relevante Kerbfall abgemindert wird. Neuere Richtlinien bewerten vor allem quer belastete Stumpfnähte mit n = 0,2 sowie Längsnähte, eben geschliffene quer belastete Stumpfnähte und das Grundmaterial mit n = 0,1 besser. Da der Korrekturfaktor auf den Kerbfall und somit auf der Spannungsseite aufgebracht wird, haben diese Modifikationen einen erheblichen positiven Einfluss auf den Ermüdungsfestigkeitsnachweis. Im Offshore-Bereich sind heute schon Blechdicken im Bereich von 70 mm und mehr im Einsatz bzw. geplant. Bei Schweißverbindungen in diesen Größenordnungen ist es unbedingt erforderlich, die auftretenden hohen Schweißeigenspannungen bei Konstruktion und Bemessung durch Wärmenachbehandlung oder bruchmechanische Untersuchung zu berücksichtigen. Hier erscheint es sinnvoll, den pauschalen Grenzwert für die Materialstärke durch anwendungsspezifische Grenzwerte zu ersetzen, die sowohl die Stahlqualität als auch Bemessungstemperatur und Strukturkategorie berücksichtigen.
Nachweise von Schweißverbindungen großer Blechdicken für Windenergieanlagen
Faber, Torsten (author) / Krutschinna, Lutz (author)
2005
7 Seiten, 2 Bilder, 1 Tabelle, 10 Quellen
Conference paper
German
| DataCite | 2013
Reibschweissen auch bei geringen Blechdicken?
| British Library Conference Proceedings | 1993
| British Library Conference Proceedings | 2011