2022-05-01  –  2025-04-30

179.841,04 EUR

Leibniz Universität Hannover - Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie - Institut für Massivbau, Hannover, Niedersachsen

03EE3060B

Windenergie Offshore - Gründungen, Fundamente [EB1231]

01238124/1  –  WinConFat-Structure - Bauteilermüdung von Windenergieanlagen aus Stahlbeton und Spannbeton unter hochzyklischer Beanspruchung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE3)

Energie

Die Entwicklung im Betonbau der vergangenen Jahrzehnte ist durch stark gestiegene Materialfestigkeiten gekennzeichnet, was zu wesentlich schlankeren und leichteren Baukonstruktionen führen kann. So haben hochfeste Betone wesentlich zur Verbreitung von Hybridtürmen als Tragstruktur für besonders leistungsstarke Windenergieanlagen mit großen Nabenhöhen beigetragen. Dabei dominiert der Nachweis der Materialermüdung die gesamte Tragwerksauslegung. Ursache dafür ist das derzeit sehr konservative Bemessungskonzept gegen Betonermüdung, welches den effizienten Einsatz von hochfesten Betonen durch überproportionale Abminderungsbeiwerte unterbindet. Dies wirkt zum einen als Innovationsbremse für neuartige Tragstrukturen und verhindert zum anderen die Reduktionen von CO2-Emmissionen und Materialverbrauch bei der Turmherstellung durch ungenutzte Materialeffizienz. Notwendige Voraussetzungen für eine sinnvolle Weiterentwicklung der Nachweise gegen Betonermüdung sind gesicherte Erkenntnisse zu bauteilspezifischen Einflüssen, zum Beispiel infolge von Bewehrung oder Fugen, und zu operativen Versagenswahrscheinlichkeiten bei der Betonermüdung. Gegenstand des beantragten Forschungsvorhabens sind daher großmaßstäbliche Ermüdungsversuche an überdrückten bewehrten, unbewehrten und z. T. mit Fugen versehenen Stahlbetonquerschnitten sowie eine stochastisch abgesicherte Weiterentwicklung des Nachweiskonzepts. Hierzu kommen erstmals eine im Vorgängervorhaben entwickelte Versuchsdurchführung und umfangreiche stochastische Untersuchungen von Versuchsergebnissen aus nur einer Betoniercharge zum Einsatz, wodurch die versuchsbedingten Einflüsse aus der Betontemperatur, der Belastungsfrequenz und unterschiedlichen Betonierchargen weitgehend eliminiert werden. Gemeinsam mit den Erkenntnissen aus den Ermüdungsuntersuchungen auf Bauteilebene werden so die regelwerksgebenden Gremien befähigt die stochastisch sinnvolle Weiterentwicklung des Nachweiskonzepts in die Bemessungspraxis zu überführen.