Kleinwind / Fragen vor dem Kauf
Tragwerk und Bauarbeiten
Wie kann die Turmverformung das aufzunehmende Biegemoment erhöhen?
Die kurze Antwort
Wenn sich ein Turm seitlich verformt, kann seine Vertikallast mit einem zusätzlichen Hebelarm wirken und die Biegung erhöhen. Dieser Effekt zweiter Ordnung koppelt Axiallast und Verformung. Eine Berechnung erster Ordnung allein anhand der unverformten Geometrie kann die Beanspruchung unterschätzen, wenn Nachgiebigkeit und Druck dieses Zusatzmoment bedeutsam machen.
Der Schwerkraft durch die verschobene Geometrie folgen
Ein einfacher konzeptioneller Beitrag ist die Normalkraft multipliziert mit dem seitlichen Versatz. Hypothetisch erzeugt eine konstante Druckkraft von 100 kN bei einem zusätzlichen Versatz von 0.05 m ein Zusatzmoment von 5 kN m am betreffenden Querschnitt.
Dieses Beispiel veranschaulicht nur das Gleichgewicht. Ein realer Turm hat verteiltes Gewicht, veränderliche Verformungen, Windlasten und ein Anschlussverhalten; das Zusatzmoment lässt sich nicht durch die pauschale Anwendung eines einzigen Versatzes über die gesamte Höhe ermitteln.
Imperfektionen konsistent berücksichtigen
Eine anfängliche Schiefstellung oder Stabkrümmung erzeugt Exzentrizität, bevor die windbedingte Verformung entsteht. Eine Fundamentverdrehung kann eine weitere Auflagerbewegung hinzufügen. Nimmt das Tragwerksmodell ohne Begründung eine perfekte Geometrie und einen eingespannten Fuß an, kann es zusammenwirkende Beiträge übersehen.
Das Verhalten zweiter Ordnung kann auch die Kraftverteilung in einem ausgesteiften oder abgespannten System verändern. Ein bestandener isolierter Werkstoffspannungsnachweis belegt nicht die globale Stabilität dieses verformten Tragwerks.
Fragen, ob die Vereinfachung die Entscheidung beeinflusst
Der Turmplaner sollte das Analyseverfahren benennen und erläutern, wie es relevante Imperfektionen, Steifigkeit und Axialbelastung berücksichtigt. Ein begründetes vereinfachtes Verfahren kann innerhalb seines Anwendungsbereichs zulässig sein; seine Annahmen müssen jedoch zum tatsächlichen Turm und Auflager passen.
Wenn eine Änderung der Auflagersteifigkeit oder der eingebauten Geometrie die Beanspruchung wesentlich verändert, klären Sie diese Empfindlichkeit vor der Turmauswahl. Richten Sie das Tragwerk nicht und verändern Sie keine Abspannseilspannung aufgrund dieser Erklärung. Das Bemessungsergebnis sollte die Eignung der montierten Tragkonstruktion für die ausgewählte Turbine nachweisen und nicht lediglich zeigen, dass nominelle Spannungen erster Ordnung unter der Stahlstreckgrenze bleiben.
Quellen
Die Beispiele dienen der Veranschaulichung. Produktspezifische Leistung, Kompatibilität und Lieferumfang sind anhand der geltenden Unterlagen zu bestätigen.