Schädigungsberechnung an einem Spannbetonschaft für eine Windenergieanlage unter mehrstufiger Ermüdung

Die Anwendung der linearen Schädigungshypothese nach Palmgren und Miner kann bei der Dimensionierung von Tragkonstruktionen für Windenergieanlagen zu sehr unsicheren oder unwirtschaftlichen Berechnungsergebnissen führen. Der tatsächlich stark nichtlineare Ermüdungsprozeß von Beton wird nicht ausreichend genau durch einen vereinfachten linearen Ansatz erfaßt. Ebenfalls können die Auswirkungen unterschiedlicher Belastungsreihenfolgen auf die resultierende Ermüdungslebensdauer nicht berücksichtigt werden.

Daher wird aufbauend auf einem mechanisch begründeten Ermüdungsmodell aus der Literatur eine Vorgehensweise zur Beschreibung der Steifigkeits- und Schädigungsentwicklung in Beton unter mehrstufiger Ermüdungsbeanspruchung entwickelt. Dieser erweiterte Modellansatz wird an das vom FE-Programm ABAQUS zur Verfügung gestellte elasto-plastische Betonmodell adaptiert und ein Spannbetonschaft für eine Windenergieanlage der Multi-Megawattklasse numerisch untersucht.

Die Ergebnisse der numerischen Simulation zeigen deutlich den Einfluß der Belastungsreihenfolge auf die Ermüdungslebensdauer, und daß sich im Querschnitt durch Spannungsumlagerungen erheblich geringere Ermüdungsschädigungen ergeben als Berechnungen ohne Spannungsumlagerungen.