Entwicklung geometrischer Ersatzimperfektionen für Biegedrillknicken
Nach DIN EN 1993-1-1 (Eurocode 3-1-1) sind beim Stabilitätsnachweis von Tragwerken Einflüsse aus Imperfektionen und Verformungen auf das Gleichgewicht zu berück-sichtigen. Im Rahmen der Forschungsaktivität, durchgeführt am Fachgebiet Numerische Methoden und Baustatik unter der Leitung von Professor Dr.-Ing. Döbert und der fachlichen Betreuung von Professor Dr.-Ing. Lange (TU Darmstadt) und Professor Dr.-Ing. Stroetmann (TU Dresden), werden Normenvorschläge für die neue Normen-generation des Eurocodes 3-1-1 für lokalen Ersatzimperfektionen für das Stabilitätsproblem Biege-drillknicken entwickelt. Dabei werden unterschiedliche Ansätze der geometrischen Ersatzimperfektion, verschiedene Lastformen und mehrere Interaktionsbeziehungen für den Querschnittsnachweis betrachtet.
Basierend auf Traglastuntersuchungen nach der Fließzonentheorie werden im ersten Schritt erforderliche geometrische Ersatzimperfektionen abgeleitet und maßgebende Einflussfaktoren auf die darauf aufbauende Nachweisführung identifiziert und analysiert. Aufgrund der hierfür erforderlichen großen Datenbasis an Traglasten werden die Fließzonenberechnungen mit dem FE-Programm ANSYS Mechanical APDL unter Anwendung eines Skripts zur Eingabe des Modells verwendet. Hierdurch wird eine automatisierte Berechnungsabfolge und gezielte Ergebnis-ausgabe ermöglicht. Die Ableitung der erforderlichen Ersatzimperfektionen erfolgt mittels eines eigens für diese Problemstellung am Fachgebiet Numerische Methoden und Baustatik ent-wickelten FE-Programms.
Auf Grundlage der erzielten Ergebnisse wird ein Normenvorschlag erarbeitet, der eine einfache Handhabung für den in der Praxis tätigen Ingenieur ermöglicht, sichere Ergebnisse erzielt, ein breites Anwendungsspektrum aufweist und gute Übereinstimmung mit Ergebnissen auf Basis von GMNIA und Versuchsergebnissen liefert.
TEXBASE - neuartiges Schwerkraftfundament für Offshore-Windenergieanlagen mit textilen Komponenten
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Schwerkraftfundaments, das einerseits leicht transportabel ist, aber nach der der Aufstellung auf dem Meeresgrund den Windturbinen einen sicheren Stand gewährleist. Als Grundlage der Strukturausbildung dient dabei das von der Maritime Offshore Group und ThyssenKrupp entwickelte HEXABASE-Fundament. Im Zuge des Forschungsvorhabens wird untersucht, inwiefern die Struktur des HEXABASE mit einem neuen Standfußsystem kombiniert werden kann, an dem Ballasttanks aus Geotextil zur Aufnahme von mehreren tausend Tonnen Sandballast montiert werden können. Die Bearbeitung des Forschungsvorhabens erfolgt in Kooperation mit der Maritimen Offshore Group, der conferdo GmbH & Co.KG., dem Fransius-Institut der Leibniz Universität Hannover und der Technischen Hochschule Mittelhessen. Das Forschungsprojekt wird durch das Bundes-wirtschaftsministerium über das Zentrale Innovationsprogramm (ZIM) bis Mitte 2017 gefödert.
Intelligente Gründungsstruktur für Offshore-Windenergieanlagen
Im Energiekonzept der Bundesrepublik Deutschland spielt die Offshore-Windenergie eine wichtige Rolle. Die installierte Leistung deutscher Windkraftanlagen in Nord- und Ostsee beträgt aktuell etwa 200 Megawatt. Das Ausbauziel der Bundesregierung für das Jahr 2020 liegt bei zehn Gigawatt, dem 50-fachen des heutigen Werts. Ein großer Teil der Kosten der Anlagen entfällt auf die Fundamente, die für die Standsicherheit sorgen müssen. Ziel des Forschungsprojektes "Intelligente Gründungs-struktur für Offshore-Windenergieanlagen" ist es, kostengünstige und ökologisch verträgliche Alternativen zu herkömmlichen Techniken zu entwickeln. Da ein wesentlicher Anteil der Kosten auf Transport und Installation entfällt, ist die leichte Transpotier-barkeit und Errichtung ein wichtiges Entwicklungskriterium.
Um dieses Ziel zu erreichen, sollen als Vorbild für die Formgebung effiziente, aufgelöste Tragstrukturen in der Natur dienen, die bei minimalem Materialaufwand ein Maximum an Stabilität bieten. Der Gründungskörper soll modular so konstruiert werden, dass er beim Transport ein für die typischen logistischen Einsatzmittel verträgliches Gewicht aufweist, aber nach der Installation am Grund durch eine Beladung mit Ballast beschwert werden kann.
Kooperationspartner ist die Bremer Maritime Offshore Group. Das Forschungsvorhaben wird im Rahmen des Programms "Forschung für die Praxis" der hessischen Landesregierung unterstützt.