- Abstract

 

 

Ziel dieser Arbeit ist es, die Verbindung zwischen Turm und Gründungspfahl einer Offshore Windenergieanlage auf Grundlage von FE-Simulationen tiefgründig zu untersuchen. Diesen Verbindungstyp nennt man „Grouted Connection“. Es handelt sich um eine Rohr-zu-Rohr-Verbindung, welche mit hochfestem Vergussmörtel (Grout) verpresst wird, um ihre Tragfähigkeit zu erreichen.

 

Im Rahmen der Arbeit wird auf Besonderheiten in Bezug auf die Konstruktion und Tragfähigkeit dieser komplexen Verbindungsvariante tiefgründig eingegangen. Eine übergeordnete Rolle spielt die Entwicklung verschiedener FE-Modelle im Programmsystem ANSYS®. Im ersten Schritt wird dabei ein rotationssymmetrisches 2-D Modell erstellt, welches eine Reihe von Erkenntnissen bringt und letztlich Grundlage für die Erstellung eines komplexen 3-D Modells ist.

 

Schwerpunkte sind durch die komplexe hochgradig nichtlinieare Hybid-Struktur gegeben, welche sowohl physikalische- als auch geometrische Nichtliniatitäten mit sich bringt. Dieses Nichtlinearitäten werden in den FE-Modellen implimentiert (Versagenskritärium nach Drucker-Prager für den Grout/ Bilineare kinematische Verfestigung für den Stahl).

 

Die fertig gestellten FE-Modelle werden auf Plausibilität geprüft und letzlich wird eine Vergleichs-rechung durch ein Modell der Leibniz Universität Hannover erfolgen. In der Vergleichsrechungen wird das FE-Modell bis zur Verzweigungslast belastest, um anschleißend Biegedruck- und Zugspannungen, sowie Kontaktspanngen an verschiedenen Punkten zu messen- und zu vergleichen.

 

Die Interaktion der verschiedenen Baustoffe findet bei den abschließenden Parameterstudien Betrachtung, in welchen unter anderem die Materialeigenschaften und die Übergreifungslängen der Verbindung variiert werden.

 

Abschließend erfolgt der Nachweis für Extem- und Ermüdungslasten gemäß der Richtlinie des Germanischen Lloyds.