
P 1392 - Selbsterrichtende Onshore Windenergieanlagen mit Nabenhöhe größer 120 m - Hybridturm mit Hebevorrichtung zum Selbstaufbau Ökonomische Krankonzepte zur Errichtung von Windenergieanlagen erreic
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P 1392 - Selbsterrichtende Onshore Windenergieanlagen mit Nabenhöhe größer 120 m - Hybridturm mit Hebevorrichtung zum Selbstaufbau Ökonomische Krankonzepte zur Errichtung von Windenergieanlagen erreichen ihre Grenzen ab Nabenhöhen von 140 m, da ab dieser Höhe Spezialraupenkrane zum Einsatz kommen müssen, deren Mietkosten beträchtlich sind. Auch deren indirekte Kosten dürfen nicht vernachlässigt werden: so müssen z.B. Brücken und Straßen verstärkt werden, um die Durchfahrt der Kran-Transport-LKW zu ermöglichen und der Standort selbst muss möglicherweise aufwendig vorbereitet werden, um eine ebene Fläche zu schaffen, die groß genug für die große Kranstruktur ist. Aus diesem Grund wird bereits seit längerem nach intelligenten Lösungen gesucht, welche den Einsatz von großen Spezialkranen überflüssig machen. In diesem Forschungsprojekt wurde daher eine selbsterrichtende Windenergieanlage mit Stahl-Hybridturm entwickelt, welche ohne den Einsatz von Spezialraupenkranen auskommt. Der Turm der Beispielanlage besteht aus einem 80 m hohen Gittermastturm mit speziellem Übergangsstück, durch welches der 100 m hohe Stahlrohrturm inkl. Gondel und Rotor mit Hilfe eines Litzenhubsystems in seine Endposition angehoben wird. Zunächst werden sinnvolle und damit zu untersuchende Größenbereiche für den Gittermastturm sowie den Stahlrohrturm definiert, welche sich zum einen aus Anforderungen aus dem Hubprozesses, zum anderen aus den aktuell sowie mittelfristig zum Einsatz kommenden Anlagen für Schwachwindstandorte ergeben. Hier sind insbesondere die erforderliche Nabenhöhe sowie die Rotordurchmesser zu nennen, welche in der Auslegung Berücksichtigung finden. Die Anforderungen aus Sicht der Anlagenhersteller sowie aus Sicht der Spezialisten für den Litzenhub werden im Detail dargelegt und die sich ergebenden Lösungen aufeinander abgestimmt. In einem nächsten Schritt wird eine Beispielanlage vorgestellt, anhand derer alle weiteren Entwurfs- und Bemessungsschritte exemplarisch vorgestellt werden. Es folgt die Definition der Lasten für den Endzustand sowie für den Errichtungsprozess, wobei maximal während der Errichtung anzusetzenden Windlasten einer besonderen Betrachtung bedürfen. Auch hier fließen die Erfahrungen der Hubfirma sowie der Anlagenbetreiber mit ein. Zur Stabilisierung des Stahlrohrturms während des Hubes kommt ein eigens entwickeltes Stabilisierungssystem zum Einsatz, welches das Turmbiegemoment über umlaufende, nachgeführte Zylinder aufnimmt, welche im Übergangsstück in zwei Ebenen angeordnet sind und den Rohrturm in der lotrechten halten. Das hydraulische Konzept für die Zylinder wird entwickelt und anhand von Simulationen validiert, wobei die Steifigkeit der Turmschale Berücksichtigung findet. Entwurf und Bemessung des Stahlrohrturmes erfolgen zunächst auf konventionelle Art und Weise für den Endzustand. Für die Optimierung des Gittermastturms hingegen kommt eine eigens entwickelte Software zum Einsatz, welche eine gewichtsoptimierte Gittermaststruktur auf Basis probabilistischer Methoden entwirft. Diese Software wird dem Anwender zur Verfügung gestellt. Weiterhin werden Windkanaluntersuchungen durchgeführt, um die zur Bemessung erforderlichen Kraftbeiwerte zu ermitteln. Für den Stahlrohrturm wird gezeigt, dass die aus den Hydraulikzylindern einwirkenden Querlasten aufgenommen werden können. Hierzu werden Parameterstudien durchgeführt, um alle Phasen des Hubes sowie den zuvor definierten Größenbereich für den Stahlrohrturm komplett abzudecken. Weiterhin wird das Übergangsstück entworfen und gewichtsoptimiert. Hierzu werden zunächst Anforderungen aus dem Errichtungsprozess sowie dem Betrieb der Anlage definiert, welche beim Entwurf Berücksichtigung finden. Anhand der untersuchten Beispielanlage kann gezeigt werden, dass Errichtung und Betrieb der selbsterrichtenden Windenergieanlage ökonomisch möglich sind. Veröffentlichung: 2021 Autoren: Prof. Dr.-Ing. M. Feldmann, Dipl.-Ing. M. Friehe, Dipl.-Ing. R. Fontecha, D. Sahm M.Sc, Prof. Dr.-Ing. K. Schmitz

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Tagungsband der Veranstaltung vom 16. und 17. Mai 2023, Haus der Technik, Essen Veranstaltungsbeschreibung: Hochfester Stahl im Stahl- und Anlagenbau Haus der Technik Der Stahl- und Anlagenbau entwickelt sich weiter. Der Einsatz von hochund höchstfesten Stählen ist dafür ein wichtiger Aspekt. Hier liegt ein großes Potential für neue Formen des Leichtbaus, für Effizienzsteigerungen im Materialeinsatz sowie für neue Konstruktionsarten mit dem Werkstoff Stahl. Die aktuelle Weiterentwicklung der Normenreihe des Eurocodes 3 DIN EN 1993 leistet mit der Integration hochfester Stähle mit Streckgrenzen bis 700 N/mm2, bzw. 960 N/mm2 im Teil 1-12, einen wichtigen Beitrag zur Schaffung eines breiteren Anwendungsfeldes derartiger Werkstoffe. Es ist jetzt an der Zeit, den Prozess der Durchdringung weiterer Bemessungsund Verarbeitungswege für die Zukunft mit Impulsen aus der Stahlanwendungsforschung zu unterstützen. Die Veranstaltung berichtet über den FOSTA Forschungsverbund HOCHFEST, der sich in mehreren Teilprojekten dieser Aufgabenstellung widmet. Der Forschungsverbund wurde vor ca. 3 Jahren ins Leben gerufen und identifiziert genau solche technisch-wissenschaftlichen Fragestellungen, die zur Verbesserung von Bemessungs- und Konstruktionsregeln, zur Weiterentwicklung von Entwurfs- und Anwendungstechniken sowie zur Erweiterung von Einsatzgebieten hoch- und höchstfester Stähle im Stahlund Anlagenbau beitragen können. Ergänzend werden bei der Veranstaltung solche aktuell laufende Forschungsvorhaben präsentiert, die nach dem Start von HOCHFEST initiiert wurden und anknüpfende Fragestellungen adressieren. In Summe zeichnet die Veranstaltung ein Gesamtbild über 35 aktuelle FOSTA Forschungsvorhaben zur Anwendung und Verarbeitung hochfester Stähle. Sie gibt den Teilnehmern aus Industrie und Wissenschaft die Möglichkeit zur inhaltlichen Diskussion, zur Fortbildung und zur Vernetzung in diesem wichtigen Themenbereich. Veranstalter: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V
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P 01 - Schallgedämpfte Stahlkonstruktionen im Brückenbau Bei der Durchführung des komplexen Forschungsvorhabens "Schallgedämpfte Stahlkonstruktionen im Brückenbau" ergab sich beinahe zwangsläufig eine Zusammenarbeit mit einer Reihe von Wissenschaftlern verschiedener Fachgebiete, von Institutionen und Firmen. Hierbei fanden wir in vielfältiger Weise Unterstützung zum Vorteil des Forschungsvorhabens. Der Studiengesellschaft für Anwendungstechnik von Eisen und Stahl e.V. Düsseldorf, sei für die großzügige Finanzierung des Vorhabens gedankt. Insbesondere danken wir Herrn Dr.-Ing. H. Witte, seinerzeit Kuratoriumsvorsitzender der Studiengesellschaft, und Herrn Ing.Grad. G.K. Wisniewsky, Geschäftsführer der Studiengesellschaft, für ihren persönlichen Einsatz bei der Verwirklichung des Forschungsprojektes. Dem Arbeitskreis "Schallgedämpfte Stahlkonstruktionen" der Studiengesellschaft, insbesondere Herrn Dipl.-Ing. A. Fahlbusch, Herrn Dr.-Ing. P. Koch und Herrn Dr.-Ing. W. Spieker, danken wir für fruchtbare Anregungen und Diskussionen. Das Forschungsvorhaben wäre ohne die Erprobung der im Labor untersuchten schalldämpfenden Verbundsysteme an einer Stahlbrücke nur Stückwerk geblieben. Für die großzügige Förderung des Vorhabens durch die Bereitstellung von zwei stählernen Hohlkastenbrücken in Hamburg, sei der Deutschen Bundesbahn, vertreten durch das Bundesbahnzentralamt München und durch die Bundesbahndirektion Hamburg, gedankt. Insbesondere danken wir Herrn Abteilungspräsident Dipl.-Ing. W. Stier und Herrn Dezernent Dipl.-Ing. E. Landwehr, BZA München, für ihr Engagement bei diesem Projekt. Herrn Dezernent Dipl.-Ing. H. Spelzhaus und Herrn Ing.Grad. W. Klemptner, BD Hamburg, sind wir für ihre Unterstützung bei der Durchführung des Großversuches dankbar. Herrn Prof. Dr. M. Heckldanken wir für die Beratung zu schalltechnischen Fraqen bei dem Forschungsvorhaben. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.H. K.Klöppel sind wir dankbar für hilfreiche Diskussionen zu Problemen im Zusammenhang mit dem Befestigungselement Setzbolzen und für die Obernahme der Prüfung der statischen Berechnungen zu den Brücken Hammerbrookstraße. Das Forschungsvorhaben wurde in teilweise erheblichem Maß durch die am Projekt beteiligten Firmen unterstützt. Veröffentlichung: 1978 Autoren: J. J. Hanel, T. Seeger
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P 02.1 - Traglastversuche für dünnwandige Tunnelausbauprofile aus Stahl Veröffentlichung: 1974 Autoren: H. Kessler, H. Duddeck
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P 02.2 - Tabellen zur Berechnung schildvorgetriebener Tunnel - Theorie II. Ordnung mit Längskraftverformung Die Standsicherheit eines Tunnels hängt bei hinreichendem Verbund zwischen Auskleidung und Gebirge von der Wechselwirkung zwischen Konstruktion und Baugrund ab. Da die Eigenschaften des natürlichen Gebirges nur pauschal erkundet werden können, darf der Tunnelausbau mit einem entsprechend einfachen mechanischen Modell bemessen werden. Für Tunnel im Lockergestein kann hierfür das Berechnungsmodell eines ebenen, biegesteifen Ringes gewählt werden, der im Bereich nach auswärts gerichteter Verschiebungen elastisch gebettet ist, vgl. die Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau. Für dickere Auskleidungen (Stahlbeton) reichen die Bemessungs-Diagramme aus, die nach Theorie I. Ordnung ermittelt wurden. Bei dünneren Auskleidungen aus hochfesten metallischen Baustoffen (z.B. Stahl oder GGG5o) sind die Verformungseinflüsse in den Gleichgewichtsbedingungen nicht mehr vernachlässigbar klein (Theorie II. Ordnung). Die Untersuchungen am Institut für Statik, die Arbeiten von Hain und Horst haben gezeigt, daß die Einflüsse aus den Längskraftverformungen bei dünnen Tunneln von der gleichen Größenordnung sein können wie die allein aus der Durchbiegung folgenden Effekte in einer Theorie II. Ordnung. Der vorliegende Instituts-Bericht enthält die für die Praxis aufbereiteten Ergebnisse einer vollständigeren Theorie II. Ordnung in Form von Tabellen und Zahlenbeispielen. Hierzu war eine eingehende Parameteranalyse erforderlich. Der dimensionslose Parameter ß= ksR 4 /EI erfaßt Bettung und Biegesteifigkeit, der Parameter f = I/FR2 das Verhältnis von Biege- zu Dehnsteifigkeit und damit die Verformbarkeit infolge der Ringkräfte. Die Berechnung erfolgt hier nach der Elastizitätstheorie. Die wirtschaftliche Bemessung von Tunnelauskleidungen ist eine Optimierungsaufgabe, weil dünnere Querschnitte zu geringeren Beanspruchungen führen können. Anhand der Tabellen kann daher - ohne den Rückgriff auf Computer-Programme - schnell ein günstiger Querschnitt gefunden werden. Die Forschungs- und Auswertearbeiten zu diesem Bericht gehören zu einem umfassenderen Forschungsprogramm über das elastische und plastische Tragverhalten von Tunnelauskleidungen aus Stahl. Sie wurden zum Teil finanziell unterstützt von der Studiengesellschaft für Anwendungstechnik von Eisen und Stahl e.V., Düsseldorf Für die Bereitstellung dieser Forschungsmittel danke ich der Studiengesellschaft. Veröffentlichung: 1975 Autoren: H. Kessler
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P 02.3 - Die Bemessung und Traglastberechnung stählerner Tunnelauskleidungen Veröffentlichung: 1976 Autoren: H. Kessler
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P 03 - Berechnungsgrundlagen für Wabenträger Wabenträger entstehen aus den üblichen Walzprofilen dadurch, daß deren Stege zickzackförmig aufgeschnitten, die dabei entstehenden Hälften um eine halbe Schnitteinheit gegeneinander versetzt und die abstehenden Stegteile direkt oder nach Einfügen von Zwischenblechen miteinander durch Schweißung verbunden werden. Das so entstehende Bauteil weist horizontale und vertikale Tragelemente auf, die als Gurte und Pfosten bezeichnet werden sollen. Gegenüber ihrem Ausgangsprofil weisen Wabenträger mehrere Vorzüge auf: a) Bei zweckmäßiger Schnittführung ist die Tragfähigkeit wegen des Gewinns an Bauhöhe größer. b) Sie sind aufgrund der vielen Stegöffnungen besser als Haupttragelemente von Geschoßdecken verwendbar, da wegen der erforderlichen Installationsleitungen die Hauptträgerstege ohnehin durchbrochen werden müssen, will man nicht an Bauhöhe verschenken und die Installationsleitungen unterhalb der Träger anordnen. Dem stehen jedoch auch einige Nachteile gegenüber, die vor allem in den erhöhten Herstellungskosten und der für eine Handrechnung zu aufwendigen Bemessung zu erblicken sind. Beidem könnte dadurch sinnvoll begegnet werden, daß: a) ein Bemessungsverfahren entwickelt wird, bei dem die Sicherheit gegen Versagen des Bauteils nachgewiesen wird. Das elastische Bemessungsverfahren liefert nur die Sicherheit gegen Fließbeginn an einer einzigen Stelle und führt, wie die in /22/ ver öffentlichen Untersuchungen zeigen, zu extrem unterschiedlichen Sicherheiten (zwischen v = 1,535 und v = 5,53) gegen Versagen. Die Anwendung des Traglastverfahrens bei der Bemessung der Wabenträger kann also zu wirtschaftlicheren Konstruktionen führen. b) Tabellen zur Verfügung gestellt werden, denen für eine vorgegebene Stützweite, Belastung, Fließgrenze, maximale Bauhöhe, maximale Durchbiegung und minimale Lochgröße für gebräuchliche Bauaufgaben ohne detaillierte Berechnung der zugehörige, den Vorschriften genügende günstigste,Wabenträger zu entnehmen ist. Die theoretischen Grundlagen hierfür bereitzustellen, d.h. an Hand der bisher durchgeführten Forschungsvorhaben und eigener experimenteller und theoretischer Untersuchungen ein Verfahren zur Ermittlung der Traglast von Wabenträgern zu entwickeln und darauf aufbauend eine Schnittoptimierung vorzunehmen (für verschiedene Stützweiten und Belastungen die gewichtsmäßig optimale Wabenform anzugeben) ist das Ziel dieser Arbeit. Veröffentlichung: 1975 Autoren: Dipl. Ing. W. Kanning
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P 04 - Experimentelle Prüfung an Fugenkonstruktionen durchgehend bewehrter Betondecken Autoren: Prof. Dr.-lng. J. Eisenmann, Dr.-lng. U. Lempe Veröffentlichng: 1975
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P 06 - Stahlbaualternative für das Hochschul-Aktionsprogramm in NRW Das Land Nordrhein-Westfalen plant in den Städten Duisburg, Essen, Wuppertal, Siegen und Paderborn den Bau von 5 Universitäten. Am 4.1.1972 wurde diese Entscheidung in einer Pressekonferenz des Finanzministers bekanntgegeben, deren Daten in der Anlage nachgelesen werden können. Die Planung wurde dem Staatshochbauamt II - ZPH - in Münster, unter Leitung des Regierungsbaudirektors Dirksmeyer übertragen. Dieser entwickelte mit seinen Mitarbeitern Grundrißsysteme, Schnitt- und Aufrißsysteme sowie die zugehörigen Haustechniken für Institute als Geschoßbauten, die in allen genannten Universitätsstädten errichtet werden sollen. Erstmals wurde damit der Beschluß gefasst und verwirklicht, ein sehr großes Bauvolumen einheitlich zu konstruieren und zu gestalten. Landtag und Regierung gaben der Bauindustrie damit die Chance der Typisierung und der Optimierung von Bausystemen. Die Bauindustrie wird nun beweisen müssen, wieweit sie diese Chance nutzen will und ob es ihr ernst war mit der Behauptung, ein Katalogisieren von Systemen lohne sich nur dann, wenn sehr große Bauvolumen zu bearbeiten seien. Veröffentlichung: 1973 Autoren: o.A.
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