Kleinwind / Fragen vor dem Kauf
Tragwerk und Bauarbeiten
Warum verändert das Kippmoment den Druck unter einem Windkraftfundament?
Die kurze Antwort
Ein Kippmoment verschiebt die Lastresultierende aus der Fundamentmitte, erhöht den Druck auf einer Seite und verringert ihn auf der anderen. Die mittlere Vertikallast geteilt durch die Fläche kann daher die vollständige Druckverteilung nicht beschreiben. Der Planer muss für jede relevante Kombination aus Kräften und Momenten die Exzentrizität, die Kontaktannahmen und die Bodenreaktion beurteilen.
Die Resultierende bis zur Aufstandsebene verfolgen
Für eine vertikale Druckkraft V und ein Moment M um eine horizontale Achse beträgt die zugehörige Exzentrizität e = M/V in derselben Bezugsebene. Oberhalb dieser Ebene angreifende Horizontalkräfte können ein zusätzliches Moment beitragen und müssen konsistent übertragen werden.
Eine geringe Vertikalkraft kann bei gleichem Moment eine größere Exzentrizität erzeugen. Deshalb ist der Lastfall mit dem betragsmäßig größten Moment nicht unbedingt der einzige kritische Kontaktlastfall.
Ein Druckbeispiel mit begrenzten Annahmen verwenden
Hypothetisch sei ein starres quadratisches Fundament mit 4 m Breite, V = 1,000 kN und M = 200 kN m angenommen. Die Exzentrizität beträgt 0.2 m und der mittlere Druck 62.5 kPa. Nach einem einfachen linearen Modell mit vollflächigem Kontakt betragen die Randpressungen 81.25 kPa und 43.75 kPa.
Diese Rechnung veranschaulicht ausschließlich die Umlagerung. Sie setzt ein einachsiges Moment, vollflächigen Kontakt und ein vereinfachtes Auflagermodell voraus; sie legt weder Fundamentabmessungen noch Bodentragfähigkeit oder eine gültige Auslegung für irgendeine Turbine fest.
Prüfen, wann sich das angenommene Kontaktmodell ändert
Sagt eine Berechnung Zug an einer Bodenfuge voraus, die ihn nicht aufnehmen kann, ist der Druckansatz für vollflächigen Kontakt physikalisch nicht mehr angemessen. Eine verringerte Kontaktfläche kann den örtlichen Druck erhöhen und die Rotationssteifigkeit verändern. Zweiachsige Belastung und Fundamentnachgiebigkeit können ebenfalls eine andere Beurteilung erfordern.
Druckverteilungen und Kontaktannahmen zusammen mit mittleren Sohldruckwerten anfordern. Anhand dieser Ergebnisse Bodenwiderstand, Fundamentbiegung und Steifigkeit der Turmauflagerung gemeinsam überprüfen. Ein günstiger mittlerer Druck darf nicht zur Aussage werden, Abheben, Rotation oder Randpressung seien geklärt.
Quellen
Die Beispiele dienen der Veranschaulichung. Produktspezifische Leistung, Kompatibilität und Lieferumfang sind anhand der geltenden Unterlagen zu bestätigen.