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Grout‐Verbindungen von Monopile‐Gründungsstrukturen – Trag‐ und Ermüdungsverhalten

Schaumann, Peter / Wilke, Fabian / Lochte‐Holtgreven, Stephan

10.1002/stab.200810078.abs

In dem Beitrag wird der aktuelle Stand der Technik für Grout‐Strukturen von Offshore‐Windenergieanlagen (OWEA) vorgestellt sowie über die Ergebnisse von experimentellen und numerischen Untersuchungen an klein‐ und großmaßstäblichen Grout‐Verbindungen berichtet, die im Rahmen des ForWind‐Projektes “TPV: Lebensdauerprognose für die Tragstruktur von Offshore‐Windenergieanlagen” am Institut für Stahlbau der Leibniz Universität Hannover durchgeführt wurden. Auf Grundlage der Erkenntnisse aus Versuch und Numerik werden anhand einer Referenzstruktur in der Ostsee mit einer Anlagengröße von 3MW repräsentative Berechnungen von Grouted‐Joint‐Verbindungen unter vorwiegender Biegebeanspruchung mit Hilfe von numerischen Modellen vorgestellt. Neben der Betrachtung von Grouted‐Joint‐Verbindungen mit glatten Stahlrohroberflächen werden die Möglichkeiten von Grout‐Strukturen unter Ansatz von versteifenden Schubrippen (Shear Keys) im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Ermüdung vorgestellt. Neben der Betrachtung der Gesamtstruktur einer Grout‐Verbindung unter Ermüdungsbeanspruchungen werden lokale Konzepte für Degradationsberechnungen im Bereich der Shear Keys durchgeführt und eine Einstufung in Kerbfallklassen vorgenommen.

Grouted Joint Connections of Monopile Support Structures – Structural and Fatigue Behaviour.

This paper summarises the state of the art for grouted connections of support structures of Offshore Wind Energy Converters (OWECs). Results of numerical and experimental investigations of small and large scale tests of grouted joints which have been carried out within the research project “ForWind – TP V: Fatigue Assessment of Support Structures of Offshore Wind Energy Conversion Systems” at the Institute for Steel Construction, Leibniz Universität Hannover are presented. Furthermore the results of the numerical and experimental investigations are used for an exemplary calculation of a grouted joint connection of an OWEC located in the Baltic Sea. Besides the analysis of grouted joints with plain pipes the effects of an increased mechanical interlock due to shear keys on the fatigue design of grouted connections is demonstrated and fatigue classes for shear keys are presented.