Ermüdungsverhalten von Beton unter zyklischer Beanspruchung aus dem Betrieb von Windkraftanlagen
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- Helga Ziegler
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1 Bauforschung Ermüdungsverhalten von Beton unter zyklischer Beanspruchung aus dem Betrieb von Windkraftanlagen T 3305 Fraunhofer IRB Verlag
2 T 3305 Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt. Die in dieser For schungs arbeit enthaltenen Darstellungen und Emp feh lungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder. Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druck qualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung ge stellt wurde. by Fraunhofer IRB Verlag 2014 ISBN Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages. Fraunhofer IRB Verlag Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau Postfach Stuttgart Nobelstraße Stuttgart Telefon (07 11) Telefax (07 11) irb@irb.fraunhofer.de
3 H+P Ingenieure GmbH & Co. KG Kackertstraße 10 D Aachen Tel / LEHRSTUHL UND INSTITUT FÜR MASSIVBAU UNIV.-PROF. DR.-ING. JOSEF HEGGER MIES-VAN-DER-ROHE-STR. 1 D AACHEN TELEFON 0241/ TELEFAX 0241/ imb@ imb.rwth-aachen.de Abschlussbericht Institutsberichts - Nr. 266/2011 des Instituts für Massivbau (IMB) der RWTH Aachen Bericht-Nr. G10-76 der H+P Ingenieure GmbH & Co. KG Gegenstand: Ermüdungsverhalten von Beton unter zyklischer Beanspruchung aus dem Betrieb von Windkraftanlagen Auftraggeber: DIBt Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt) Kolonnenstr. 30 L Berlin erstattet von: Prof. Dr.-Ing. Josef Hegger Dr.-Ing. Thomas Roggendorf Dr.-Ing. Claus Goralski Dr.-Ing. Wolfgang Roeser Datum: Aachen, 31. Oktober 2012 Projekt-Nr. IMB: F Projekt-Nr. H+P: G10-76 Dieser Bericht umfasst 147 Seiten Text.
4 Seite I INHALTSVERZEICHNIS Seite 1 Einführung Einleitung Veranlassung und Zielsetzung 3 2 Stand der Kenntnisse Grundlagen Ermüdungsverhalten von Beton Allgemeines Rissentstehung und Ermüdungsrisswachstum Druckschwellbeanspruchung Zugschwellbeanspruchung Wechselbeanspruchung Schubbeanspruchung 34 3 Existenz einer Dauerschwingfestigkeit für Beton 36 4 Steifigkeitsverlust als Indikator zur Beschreibung des Ermüdungsprozesses 40 5 Einflussparameter des Ermüdungsprozesses Allgemeines Betonfestigkeit Umgebungsbedingungen Belastungsgeschwindigkeit und Belastungsfrequenz Belastungsgeschichte Belastungsfunktion Spannungsschwingbreite Ruhephasen Vorbelastung Minerversuche Mehrstufenversuche Mehraxiale Beanspruchung Betonalter Betontechnologische Parameter Zementgehalt Zuschlag Luftporengehalt Wasserzementwert 73 6 Schädigungsmodelle für Ermüdung aus Regelwerken und der Literatur Allgemeines Regelwerke CEB-FIB Model Code DIN EN , DIN EN , DIN und DIN Fachbericht DIBt-Richtlinie für Windenergieanlagen DIN Kranbahnen aus Stahlbeton und Spannbeton 87 Lehrstuhl und Institut für Massivbau der RWTH Aachen H+P Ingenieure
5 Seite II Norwegische Normung (DNV-OS-C502) Niederländische Normung (NEN 6723) Nordamerikanische Normung (ACI ) Zusammenfassung und Gegenüberstellung der Regelwerke Energetische Ansätze aus der Literatur 97 7 Charakteristische Bereiche einer Windenergieanlage unter Ermüdung Allgemeines Verankerungsbereich in Stahlbetonfundamenten Verbindung zwischen Stahlsektion und Spannbetonsektion des Turms Finite-Elemente Berechnungen Allgemeines Materialmodell Turmverankerung mittels Fundamenteinbauteil Turmverankerung mittels Ankerkorb Verbindung zwischen Stahlsektion und Spannbetonsektion des Turms Ausblick Rechnerische Ermüdungsnachweise Allgemeines Turmverankerung mittels Fundamenteinbauteil Turmverankerung mittels Ankerkorb Verbindung zwischen Stahlsektion und Spannbetonsektion des Turms Forschungsbedarf Theoretische Untersuchungen Experimentelle Untersuchungen Numerische Untersuchungen Zusammenfassung Verwendete Unterlagen Normen Veröffentlichungen 141 Lehrstuhl und Institut für Massivbau der RWTH Aachen H+P Ingenieure
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