Windkraftanlage mit Fachwerksegment aus faserbewehrten Formholzrohren

Realisiert mit Dlubal Software

  • Kundenprojekt

Kundenprojekt

2. August 2021

001208

Deutschland

RSTAB

RSTAB

Holzbau

Stahlbau

Auf dem Firmengelände der STM Montage GmbH in Lunzenau wurde ein innovatives Forschungsprojekt realisiert: Eine Windkraftanlage auf einem Fachwerkturm, dessen oberstes Segment aus glasfaserbewehrten Formholzrohren besteht.

Förderer Forschungsprojekt

Zukunftsinitiative Mittelstand (ZIM)
www.zim.de

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
www.bmwi.de

Förderkennzeichen: KF 2132403WZ3

Entwurf, Tragwerksplanung, Ausführung Technische Universität Dresden
tu-dresden.de
Ausführung und Montage STM Montage GmbH
www.stm-montage.de

Modell-Parameter

Modell

Die dünnwandigen Holzrohre haben ein geringes Eigengewicht und besitzen gute dynamische Eigenschaften. Dadurch wird zum einen die Materialeffizienz und das Schwingungsverhalten verbessert, zum anderen wird der Widerstand gegen Materialermüdung erhöht.

Verantwortlich für u. a. den Entwurf und die Bemessung des Fachwerkturms war die Technische Universität Dresden. Bei der Bemessung kam dabei das Stabwerksprogramm RSTAB zum Einsatz.

Konstruktion

Der Fachwerkturm ist insgesamt 32 m hoch und trägt die Windkraftanlage mit einer Leistung von 10 kW. Die untersten ca. 18,5 m der Konstruktion bestehen aus Stahlrohren S235. Darauf wurde das ca. 11 m lange Fachwerksegment mit den Formholzrohren d = 240 mm und Stahlrohrdiagonalen aufgesetzt.

Die Formholzrohre bestehen aus vorverdichteten Holzplatten, die unter Einfluss von Wärme und Wasserdampf in dünnwandige rohrförmige Querschnitte gebogen wurden. Das Institut für Stahl- und Holzbau hat dieses Formholzverfahren entwickelt. Die so hergestellten Bauteile haben eine sehr hohe Tragfähigkeit bei sehr geringem Eigengewicht. Außen wurde zusätzlich eine dünne Schicht aus faserverstärkten Kunststoffen aufgebracht. Dadurch erhöht sich die Druckfestigkeit um bis zu 50 % und zugleich erhält die Konstruktion einen Schutz gegen Bewitterung.

Die Längsstöße der Holzstützen bestehen aus Stahlrohren, an welchen auch die Diagonalen anschließen. Besonderheit dieser Verbindungen ist, dass sie geklebt wurden. Vor deren Einsatz wurden sie von der TU Dresden aufwendig experimentell und numerisch untersucht. Ergebnis der Untersuchungen waren Grenzfestigkeiten für die Anschlüsse, die bei der Berechnung in RSTAB berücksichtigt werden konnten.

Nach der Montage des Fachwerkturms wurden alle Stahlteile und Übergänge zu den Holzrohren mit einen Korrosionsschutzanstrich versehen. Das Forschungsprojekt zeigte, dass sich Formholzrohre sehr gut als tragende Bauteile in schwingungsbeanspruchten Turmtragwerken eignen. Größter Vorteil ist das geringere Eigengewicht gegenüber Stahl und somit die Reduzierung der schwingenden Masse. Bei diesem Projekt konnte das Eigengewicht des obersten Segments um 1,2 Tonnen im Vergleich zum Stahl reduziert werden. Zudem konnten durch die dämpfenden Materialeigenschaften des Holzes Ermüdungseinwirkungen auf die unteren Bauteile verringert werden.

Das Forschungsprojekt wurde durch die Zukunftsinitiative Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.


Literatur

[1] B. Hahn; T.-E. Werner; P. Haller: BAUINGENIEUR BD. 96 (2021) NR. 01-02, S. 11-18

Projekt-Standort

Cossener Straße 2
09328 Lunzenau
Deutschland

Schlüsselwörter

Windkraftanlage Fachwerk Turm faserbewehrt Formholzrohre

Schreiben Sie einen Kommentar...

Schreiben Sie einen Kommentar...

  • Aufrufe 773x
  • Aktualisiert 30. August 2021

Kontakt

Kontakt zu Dlubal

Haben Sie Fragen oder brauchen Sie einen Rat? Kontaktieren Sie uns über unseren kostenlosen E-Mail-, Chat- bzw. Forum-Support oder nutzen Sie die häufig gestellten Fragen (FAQs) rund um die Uhr.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

Online-Schulung | Deutsch

RSTAB | Teil 1 | TH Köln

Online-Schulung 14. Oktober 2021 8:00 - 13:00 CEST

Online-Schulung | Deutsch

RSTAB | Teil 2 | TH Köln

Online-Schulung 11. November 2021 8:00 - 13:00 BST

Event-Einladung

Structures Congress 2022

Seminar/Konferenz 21. April 2022 - 22. April 2022

Event Invitation

40. Deutscher Stahlbautag

Seminar/Konferenz 29. September 2022 - 30. September 2022

Effiziente BIM-Anbindung von RSTAB/RFEM und IDEA StatiCa

Effiziente BIM-Anbindung von RSTAB/RFEM und IDEA StatiCa

Webinar 16. Juli 2021 11:00 - 12:00 CEST

Blast Time History Analysis in RFEM

Zeitverlaufsanalyse einer Explosion in RFEM

Webinar 13. Mai 2021 14:00 - 15:00 EDT

Holzbau | Teil 2: Bemessung

Holzbalken und Flächenstrukturen | Teil 2: Bemessung

Webinar 11. Mai 2021 14:00 - 15:00 CEST

Tragwerke aus Holz | Teil 2: Bemessung

Stab- und Flächentragwerke aus Holz | Teil 2: Bemessung

Webinar 27. April 2021 14:00 - 14:45 CEST

Platten- und Schalenbeulen mit Dlubal-Software

Platten- und Schalenbeulen mit Dlubal-Software

Webinar 30. März 2021 14:00 - 14:45 CEST

Plattenbeulen und Schalenbeulen mit Dlubal-Software

Plattenbeulen und Schalenbeulen mit Dlubal-Software

Webinar 23. März 2021 14:00 - 14:45 BST

CSA S16:19 Stahlbemessung in RFEM

CSA S16: 19 Stahlbemessung in RFEM

Webinar 10. März 2021 14:00 - 15:00 EDT

Die häufigsten Anwenderfehler mit RFEM und RSTAB

Die häufigsten Anwenderfehler mit RFEM und RSTAB

Webinar 4. Februar 2021 14:00 - 15:00 BST

Die häufigsten Anwenderfehler mit RFEM und RSTAB

Die häufigsten Anwenderfehler mit RFEM und RSTAB

Webinar 28. Januar 2021 14:00 - 15:00 BST

Schnittstellen in RFEM und RSTAB

Schnittstellen in RFEM und RSTAB

Webinar 8. Dezember 2020 14:00 - 14:45 BST

Stabilitätsnachweis im Stahlbau mit RFEM und RSTAB

Stabilitätsnachweis im Stahlbau mit RFEM und RSTAB

Webinar 1. Dezember 2020 14:00 - 14:45 BST