Bauteilermüdung von Windenergieanlagen aus Stahlbeton und Spannbeton unter hochzyklischer Beanspruchung

Description: Ein zentraler Baustein für die Reduktion von Treibhausgasemissionen ist der Ausbau der erneuerbaren Energien, wobei die Windenergie eine tragende Rolle einnimmt. Dabei ist nicht nur die effiziente Funktionsweise der Windenergieanlage von Bedeutung, sondern auch die ressourceneffiziente Herstellung der Turmstrukturen. Die im vorangegangenen Verbundforschungsvorhaben WinConFat (FKZ 0324016) umfangreichen durchgeführten Ermüdungsuntersuchungen an normal- und hochfestem Beton waren auf die Materialebene ausgerichtet. Jedoch werden von den regelwerksgebenden Gremien zusätzliche, über die reinen Materialuntersuchungen hinausgehende, Analysen an Bauteilen verlangt. Im hier beantragten Teilvorhaben des Verbundvorhabens 'WinConFat-Structure' wird diese noch ausstehende Übertragung der Ergebnisse von der Materialebene auf die Bauteil- bzw. Bauwerksebene adressiert. Dabei liegt der Schwerpunkt auf drei Arbeitspaketen. Im ersten Forschungsschwerpunkt wird sich mit dem Einfluss der Bewehrung auf die Ermüdungsfestigkeit bei überdrückten Bauteilen befasst. Der zweite wesentliche Forschungsschwerpunkt liegt in der Betrachtung des Ermüdungsverhaltens von trockenen Bauteilfugen. Hierzu sollen systematische experimentelle und numerische Untersuchungen durchgeführt werden, um den Einfluss von ermüdungsbeanspruchten horizontalen und vertikalen Fugen in Windenergieanlagen auf das Tragverhalten zu analysieren. Im dritten Forschungsschwerpunkt soll eine stochastisch begründete Auswertung des Ermüdungsverhaltens von druckschwellbeanspruchtem Beton durchgeführt werden, um daraus eine Optimierung des bestehenden Sicherheitskonzepts anzustreben. Aus allen drei Forschungsschwerpunkten sollen am Ende des beantragten Vorhabens Empfehlungen für Bemessungskonzepte hinsichtlich der jeweiligen Schwerpunkte entstehen. Durch die Einbindung des DAfStb und DBV als assoziierte Partner wird die Überführung der Empfehlungen in die Bemessungspraxis sichergestellt.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Stahlbeton ? Windenergie ? Erneuerbare Energie ? Windkraftanlage ? Treibhausgasminderung ? Energienutzung ? Numerisches Verfahren ?

Region: Saxony

Bounding boxes: 13.25° .. 13.25° x 51° .. 51°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Mitwirkung)
• Leibniz Universität Hannover, Institut für Massivbau (Mitwirkung)
• RWTH Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Massivbau (Mitwirkung)
• Technische Universität Dresden, Institut für Massivbau (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2022-05-01 - 2026-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Component fatigue of wind turbines made of reinforced concrete and prestressed concrete under high cyclic loading
  Description: A central component for the reduction of greenhouse gas emissions is the expansion of renewable energies, with wind energy playing a leading role. In this context, not only the efficient functioning of the wind turbine is important, but also the resource-efficient production of the tower structures. The extensive fatigue tests carried out on normal and high-strength concrete in the previous joint research project WinConFat (FKZ 0324016) were focused on the material level. However, additional analyses of structural components, going beyond pure material investigations, are required by the bodies issuing the regulations. In the sub-project of the joint project 'WinConFat-Structure' applied for here, this still outstanding transfer of the results from the material level to the component or structure level is addressed. The focus is on three work packages. The first research focus deals with the influence of reinforcement on the fatigue strength of overcompressed components. The second main research focus lies in the consideration of the fatigue behaviour of dry component joints. For this purpose, systematic experimental and numerical investigations are to be carried out in order to analyse the influence of fatigue-stressed horizontal and vertical joints in wind turbines on the load-bearing behaviour. In the third research focus, a stochastically based evaluation of the fatigue behaviour of concrete subjected to pressure swell is to be carried out in order to strive for an optimisation of the existing safety concept. At the end of the proposed project, recommendations for design concepts with regard to the respective focal points are to be developed from all three research areas. The involvement of the DAfStb and DBV as associated partners will ensure the transfer of the recommendations into design practice. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1120772

Status

Aktiv

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