GROWExperimentelle und numerische Untersuchung zum Tragverhalten von

GRout-Strukturen für Offshore Windenergieanlagen

Leibniz Universität HannoverInstitut für Stahlbau

KickOff MeetingHannover, 10.01.2007

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

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

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

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

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

KickOff Meeting “GROW”7

AP1 Bedarfsanalyse

Tripod Jacket Monopile

Monopile:

überwiegende Biegung

Tripod:

Biegung + Normalkraft

Jacket:

überwiegende Normalkraft

KickOff Meeting “GROW”8

AP1 Optimierungspotenzial

Optimierung von bereits realisierten Konstruktionsvarianten:

Groutmaterial

Spaltgröße

Übergreifungslänge

Shear Keys

Verpressvorgang

Prestressed Grout

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

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

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

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?

KickOff Meeting “GROW”13

AP4 Großmodellversuch

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

Vielen Dank fürIhre Aufmerksamkeit!

KickOff Meeting “GROW”16

Tagesordnung

Begrüßung

Kurzpräsentation der Projektpartner

Diskussionsrunde

Mittagsimbiss

Besichtigung der Versuchshalle

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?