Windkraftanlagen solide stützen

Masterthesis Schröfl

Zurzeit wird eine Vielzahl von Windenergieanlagen in Deutschland errichtet. Bei Gründungen in gering tragfähigen bindigen Böden hat es sich etabliert, den Baugrund mit Schottersäulen zu verbessern. Die Tragfähigkeit dieser Schottersäulen wird in Deutschland fast ausschließlich mit dem Verfahren nach Priebe bemessen.

In seiner Masterthesis zum Thema „Untersuchung des Tragverhaltens von Schottersäulen bei der Gründung von Windenergieanlagen mit der Methode der Finiten Elemente“ erforscht Christian Schröfl die Betriebslasten einer mit Schottersäulen gegründeten Windenergieanlage. Hierzu wurden unter einer Anlage insgesamt acht elektrische Spannungsaufehmer mit hydraulischem Druckkissen installiert.

Die Betriebslasten zur Dimensionierung der Anlagenteile werden in Deutschland nach den Richtlinien für Windenergieanlagen ermittelt. Die Geotechnischen Standsicherheits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise werden mit statischen Ersatzlasten geführt. In seiner Arbeit simuliert Schröfl die Baugrundverbesserung mit der Methode der Finiten Elemente anhand der Software von Plaxis 3D.

Zusätzlich modelliert der Autor die Einzelsäule und validiert sie mit den im Feld ermittelten Daten des Finite-Elemente-Modells. Anschließend vergleicht er die nach Priebe erstellten Berechnungsergebnisse empirisch mit der Näherungslösung nach der Methode der Finiten Elemente.

Schröfl kommt zu dem Ergebnis, dass das Verfahren nach Priebe sichere Prognosen bezüglich der Tragfähigkeit der Schottersäulen liefert. Schwachstelle dieser Methode sei es jedoch, dass die Bemessung nach Priebe nur Verformungen, jedoch keine Spannungen berücksichtigen könne. Dies stelle bei homogenen Baugrundverhältnissen kein Problem dar. Bei wechselnden Baugrundverhältnissen müssten, so der Autor, die Spannungen ergänzend ermittelt und die Bauwerksverträglichkeit geprüft werden.

Bild: Keller Grundbau GmbH

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