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WinConFat - Materialermüdung von On- und Offshore Windenergieanlagen aus Stahlbeton und Spannbeton unter hochzyklischer Beanspruchung

Leitung:Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx
Laufzeit:3 Jahre
Förderung durch:Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Link:https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&m=1&p=1&id=4028252&v=10&q=GE%20Power%20AG&s=1

 

Windenergieanlagen (WEA) werden durch Wind- und Wellenbelastung starken dynamischen Beanspruchungen unterzogen, wodurch deren Gründungs- und Turmkonstruktionen ermüdungsgefährdet sind. Derzeit werden Türme von Windenergieanlagen, und bei Offshore-WEA (OWEA) sogar die Gründungen, noch überwiegend in Stahlbauweise hergestellt. Die effiziente Anwendung der Stahlbeton- und Spannbetonbauweise für WEA und OWEA, wird derzeit durch ein konservatives Bemessungskonzept gegen Ermüdung speziell für hochfeste Betone verhindert. Um dieses, aus den 1990iger Jahren stammende Bemessungskonzept fortzuschreiben, bedarf es umfangreicher Ermüdungsversuche an Beton, Betonstahl und deren Verbund. Aufgrund des enormen Umfangs der dazu notwendigen Untersuchungen kann diese Forschung nur im Verbund mehrerer Forschungsinstitute erfolgen. Dies durch das Verbundforschungsvorhaben „WinConFat“ mit der Kooperation von sieben universitären Instituten, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, dem Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein sowie dem Deutschen Ausschuss für Stahlbeton ermöglicht.

Auf Grundlage einer koordinierten, teilprojektübergreifenden Versuchsplanung und -durchführung werden an hochfesten Betonen, Betonstahl und deren Verbund die verschiedenen, bislang noch unzureichend erforschten, Einflüsse auf deren Ermüdungsfestigkeit versuchstechnisch ermittelt und wissenschaftlich beschrieben. Zudem werden die Untersuchungen bis in den Lastwechselzahlbereich von N = 107 durchgeführt, der für WEA von großer Bedeutung aber neben vereinzelten Stichproben bislang so gut wie unerforscht ist. Weiterhin wird ein Monitoringverfahren entwickelt, mit dem der Zustand bestehender und neu zu errichtender Anlagen überwacht und somit auf die Restnutzungsdauer geschlossen werden kann. Die erwarteten Forschungsergebnisse sollen als Grundlage für innovative, kosteneffiziente und dauerhafte Entwicklungen von Turm- und Gründungskonstruktionen aus hochfestem Beton dienen und längere Nutzungsdauern von bestehenden und neuen Windenergieanlagen aus Stahl- und Spannbeton gewährleisten. Neben dem enormen Wissenszuwachs der durch dieses in der nationalen und internationalen Ermüdungsforschung herausragende Verbundforschungsvorhaben zu erwarten ist, werden die ökologische und ökonomische Herstellung und Betrieb von Tragstrukturen für Windenergieanlagen aus Stahlbeton- und Spannbeton deutlich vorangetrieben.

Ansprechpartner Leibniz Universität Hannover

Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx
Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie, Institut für Massivbau
marxifma.uni-hannover.de

 

Konsortium

Partner der Leibniz Universität Hannover

Institut für Massivbau (IFMA)
Institut für Baustoffe (IfB)

 

 

Weitere Partner

Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM)
Lehrstuhl für Baustofftechnik, Ruhr-Universität Bochum
Lehrstuhl und Institut für Massivbau, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, MPA Karlsruhe, Karlsruher Institut für Technologie
Lehrstuhl für Werkstoffe und Werkstoffprüfung im Bauwesen, Technische Universität München
Institut für Massivbau, Technische Universität Dresden
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb)
Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein
Max Bögl Bauservice GmbH & Co. KG

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