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GROWExperimentelle und numerische Untersuchung zum Tragverhalten von
GRout-Strukturen für Offshore Windenergieanlagen
Leibniz Universität HannoverInstitut für Stahlbau
KickOff MeetingHannover, 10.01.2007
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KickOff Meeting “GROW”2
Forschungsziel
Experimentelle Absicherung von Bemessungsgrundlagen für die Tragfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit von Grout-Strukturen unter Biegebeanspruchung
vom BMU gefördertes Forschungsvorhaben
Forschungszentrum Jülich als Projektträger
Förderkennzeichen 0327585
Laufzeit vom 01.10.2006 bis 30.09.2009
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KickOff Meeting “GROW”3
Projektpartner
Antragsteller: Institut für Stahlbau
Leibniz Universität Hannover
Industriepartner: Germanischer Lloyd Windenergie GmbH
SIAG Anlagenbau Finsterwalde GmbH
Oevermann GmbH & Co. KG
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KickOff Meeting “GROW”4
ArbeitspaketeArbeitspaket Inhalt Bearbeitung
AP 1 Recherche zu Lastdaten für Bemessung, Analyse ausgeführter Beispiele
GL Wind
Aufzeigen von Optimierungspotenzial Institut f. Stahlbau
AP 2 Konkretisierung der zu untersuchenden Anwendungen für Grout-Strukturen, Entwurf und Bemessung von Konstruktionsvarianten
alle Projektpartner
AP 3 Fertigung und Lieferung von Prüfkörpern SIAG / Oevermann
Materialuntersuchungen Institut f. Stahlbau
AP 4 Konzeption, Durchführung und Auswertung von Versuchen alle Projektpartner
AP 5 Numerische Analysen parallel zu den experimentellen Untersuchungen
Institut f. Stahlbau GL Wind
AP 6 Entwicklung von Bemessungsgrundlagen Institut f. Stahlbau
Festlegen von konstruktiven Anforderungen GL Wind
AP 7 Konkretisierung des Sicherheitskonzeptes für Grout-Strukturen sowie Entwurf und Ergänzung von Richtlinien
GL Wind
AP 8 Abschlussbericht und Veröffentlichung Institut f. Stahlbau
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KickOff Meeting “GROW”5
Netzplan
Versuche
Konstruktionsvarianten
Recherche, Bedarfsanalyse, Optimerungspotenzial
Bemessungsgrundlagen, konstruktive Anforderungen
Abschlussbericht und Veröffentlichung
Sicherheitskonzept und Richtlinienentwurf
Numerische Simulationen
Materialuntersuchungen
AP 4
M1: Auswahl der zu untersuchenden Varianten
M2: Abgleich der Messungen mit den Berechnungen
M3: Verwertung der Ergebnisse in Bemessungsrichtlinien
AP 2
AP 1
AP 6
AP 7
AP 8
AP 5
AP 3
Verifiaktion
Auslegung
2006
200
720
08
200
9
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KickOff Meeting “GROW”6
AP1 Bedarfsanalyse
Tripod Jacket Monopile
Einsatzmöglichkeiten für Grout-Strukturen:
zwischen Turm und Monopile
zwischen Turmsektionen
zwischen Pile und Sleeve
Materialkombinationen bei Grout-Strukturen:
Stahl - Grout - Stahl
Stahl - Grout - Beton
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KickOff Meeting “GROW”7
AP1 Bedarfsanalyse
Tripod Jacket Monopile
Monopile:
überwiegende Biegung
Tripod:
Biegung + Normalkraft
Jacket:
überwiegende Normalkraft
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KickOff Meeting “GROW”8
AP1 Optimierungspotenzial
Optimierung von bereits realisierten Konstruktionsvarianten:
Groutmaterial
Spaltgröße
Übergreifungslänge
Shear Keys
Verpressvorgang
Prestressed Grout
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KickOff Meeting “GROW”9
AP2 Konstruktionsvarianten
Innenrohr
Außenrohr
Grout
LG
tG
DA
DI
Innenrohr
Außenrohr
Grout LG
tG
DA
DI
Innenrohr
Außenrohr
Grout LG
tG
DA
DI
Einschnittige Verbindungen
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KickOff Meeting “GROW”10
AP2 Konstruktionsvarianten
Grout
z.B. Beton
LG
tG
untere Turmsektion
obere Turmsektion
Neue Grout-Verbindungenin Kombination mit neuen Turmvarianten (Hybridturm)
untere Turmsektion
obere Turmsektion
Grout
LG
tGz.B. Beton
Ziele:- Ermüdungsfestigkeit steigern
- Beulwiderstand erhöhen
- Übergreifungslänge reduzieren
- kleinere Blechdicken verarbeiten
- keine Schweißnähte und Schrauben im Verbindungsbereich
- Wartungsaufwand verringern
Zweischnittige Verbindungen
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KickOff Meeting “GROW”11
AP2 Konstruktionsvarianten
Turmsektion 1
Turmsektion 2
Monopile
Gondel HYBRIDTURM:
- Beulwiderstand in Turmsektion 1 erhöht
- Ringflanschverbindungen eingespart
- gleiche Verbindungstypen -> gleiches Montagegerät
- kleinere Blechdicken-> keine Abminderung von y,k
- keine Schweißnähte und Schrauben im Verbindungsbereich
- weniger Wartungsaufwand für Verbindungen
- üblicher Anschluss an Gondel möglich
- Turmsektion 1 -> verlängertes Transition Piece
- geringere Übergreifungslänge, da zweischnittig
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KickOff Meeting “GROW”12
AP3 Materialuntersuchungen
Welche Materialien eignen sich als Verbundwerkstoff?
Ducorit® von Densit A/S SikaGrout® von Sika
Polyurethan von Elastogran
F
Innenrohr
Außenrohr
Material ?
Epoxidharz von Sika
???
Mit welchen Materialien sollen die Bauteile miteinander verbunden werden?
Stahl mit Stahl Stahl mit Beton?
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KickOff Meeting “GROW”13
AP4 Großmodellversuch
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KickOff Meeting “GROW”14
AP4 Großmodellversuch
G rout
Lasttraverse
Aufnahm estück Aufnahm estückPrüfkörper
D ehnungsm essstre ifen außen und innen
ca. 8000 m m
ca. 1
000
mm
850 mm
Welcher Verbindungstyp?
Großmodellversuche mit Variation der Übergreifungslänge
vorab Auswahl für: 1. Verbundwerkstoff 2. Verbindungstyp
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Vielen Dank fürIhre Aufmerksamkeit!
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KickOff Meeting “GROW”16
Tagesordnung
Begrüßung
Kurzpräsentation der Projektpartner
Diskussionsrunde
Mittagsimbiss
Besichtigung der Versuchshalle
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KickOff Meeting “GROW”17
Organisatorisches
Betreuerkreis einberufen?
Anfrage von Firma F+Z Baugesellschaft mbH bzgl. Projektteilnahme?
Einrichten einer projektinternen Internetplattform zum Datenaustausch?
Gemeinsame Literaturdatenbank?
Ausführungsunterlagen von bereits durchgeführten Grout-Projekten?