Electronic Resource
Modeling the Torsional Behaviour of Segmented Concrete Towers based on Warping Theory
| العنوان: | Modeling the Torsional Behaviour of Segmented Concrete Towers based on Warping Theory |
|---|---|
| المؤلفون: | Marx, Steffen, Muttoni, Aurelio, Löhnert, Stefan, Technische Universität Dresden, Klein, Fabian Johannes |
| بيانات النشر: | 2023-02-27 2023-12-15 2024 2024-02-14 |
| نوع الوثيقة: | Electronic Resource |
| مستخلص: | The development of renewable energies and the desired independence from fossil energy sources are essential for security of supply. Wind energy turbines already account for the largest share of electricity generation in Germany. As part of modular precast concepts for wind turbine towers, vertical joints now divide the segments into even smaller components. This significantly reduces transport costs and installation time. The load-bearing behaviour of these segmented concrete towers is very complex due to the horizontal and vertical joints and the resulting restrained cross-sectional deformations. In the case of thin-walled half-shell segments now used in modern wind turbine towers, cross-sectional distortion and warping can significantly reduce the load-bearing capacity. Even under pure torsional loading, there is a decrease in the horizontal joint load capacity compared to conventional thin-walled circular rings. However, there are currently no design approaches for this new construction, as the structural behaviour is neither fully understood nor reliably modeled. This cumulative dissertation deals with the modeling of the torsional behaviour of segmented concrete towers for wind turbines based on the warping theory of thin-walled bars. Transferring the complex mechanical relationships into an understandable and comprehensible bar model allows differentiated evaluation approaches. In the case of segmented concrete towers, this leads to the long-term realization of even more innovative, higher and safer tower concepts. With this calculation approach, the practical engineer always remains in control of his or her own actions. Accordingly, the results can be used as a basis for evaluation without much need for interpretation, e.g. to assess the effect of restrained sectional warping on the distribution of normal stresses. The successive derivation of an engineering approach is presented using mechanical modeling concepts and non-linear numerical investigations as we Der Ausbau der erneuerbaren Energien und die angestrebte Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern sind für die Versorgungssicherheit unerlässlich. Den größten Anteil an der Stromerzeugung haben in Deutschland schon heute die Windenergieanlagen. Im Rahmen modularer Fertigteilkonzepte für Türme von Windenergieanlagen teilen mittlerweile Vertikalfugen die Segmente in immer kleinere Komponenten. Auf diese Weise können die Transportkosten und der Montageaufwand erheblich reduziert werden. Das Tragverhalten dieser segmentierten Betontürme ist aufgrund der horizontalen und vertikalen Fugen sowie der daraus resultierenden behinderten Querschnittsverformungen sehr komplex. Bei dünnwandigen Halbschalensegmenten, die inzwischen im modernen Turmbau für Windenergieanlagen eingesetzt werden, können Querschnittsverzerrungen und -verwölbungen die Tragfähigkeit erheblich beeinträchtigen. Bereits bei einer reinen Torsionsbelastung ist im Vergleich zu konventionellen dünnwandigen Kreisringen eine Abnahme der horizontalen Fugentragfähigkeit zu erkennen. Es existieren zurzeit jedoch noch keine Bemessungsansätze für die neuartige Konstruktion, da weder das Strukturverhalten vollständig verstanden ist, noch verlässlich modelliert werden kann. Diese kumulative Dissertation befasst sich daher mit der Modellierung des Torsionstragverhaltens von segmentierten Betontürmen für Windenergieanlagen auf Basis der Wölbtheorie dünnwandiger Stäbe. Ziel ist die realitätsnahe Abbildung des Torsionstragverhaltens der hybriden Turmkonstruktion durch die sukzessive Entwicklung eines Ingenieurmodells. Die Übertragung der komplexen mechanischen Zusammenhänge in ein verständliches Stabmodell ermöglicht differenzierte Bewertungsansätze. Dies führt im Anwendungsfall der segmentierten Betontürme langfristig zur Realisierung noch innovativerer, höherer und sicherer Turmkonzepte. Mit diesem Berechnungsansatz behalten die in der Praxis tätigen Ingenieur:innen stets die Kontroll |
| مصطلحات الفهرس: | Warping torsion analysis, torsional bar model, concrete segment towers, vertical dry joint, modular design concepts, wind energy, Wölbkrafttorsion, Torsionstragmodell, Betonsegmentturm, vertikale Trockenfuge, modulare Bauweise, Windenergie, info:eu-repo/classification/ddc/620, ddc:620, info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| URL: | 10.1002/suco.202100710 10.1016/j.engstruct.2021.112589 10.1016/j.engstruct.2022.114728 10.1016/j.engstruct.2023.115624 |
| الاتاحة: | Open access content. Open access content info:eu-repo/semantics/openAccess |
| ملاحظة: | English |
| Other Numbers: | SUUSL oai:qucosa:de:qucosa:89616 urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-896162 1881416496 1445761540 |
| المصدر المساهم: | STAATS U UNIV From OAIster®, provided by the OCLC Cooperative. |
| رقم الانضمام: | edsoai.on1445761540 |
| قاعدة البيانات: | OAIster |
| الوصف غير متاح. |