umwelt-online: Archivdatei 2005 Richtlinie für Windenergieanlagen; Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung (Nds) (2)

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8 Ermittlung der Bemessungsschnittgrößen

8.1 Allgemeines

Im Allgemeinen sind die Schnittgrößen zur Bemessung von Turm und Fundament durch eine gesamtdynamische Berechnung unter Berücksichtigung der Regelungen nach Abschnitt 8.2 zu ermitteln.

Abweichend hiervon darf für Horizontalachsanlagen auch eine vereinfachte Berechnung der Turmstruktur entsprechend Abschnitt 8.3 durchgeführt werden, wenn im dauernden Betrieb ein ausreichender Abstand der Eigenfrequenzen f0,n des Turmes von den Erregerfrequenzen f_R bzw. f_R,mentsprechend den Gleichungen (4) und (5) gewährleistet ist. Das vereinfachte Verfahren darf auch bei Anlagen im Zustand "außer Betrieb" angewendet werden.

Dabei ist:

Die Eigenfrequenzen des Turmes sind für das zu untersuchende Schwingungssystem unter der Annahme elastischen Werkstoffverhaltens zu ermitteln und anzugeben. Dabei ist auch der Einfluss der Gründung zu berücksichtigen.

Um Unsicherheiten bei der Berechnung der Eigenfrequenzen zu berücksichtigen, sind die rechnerisch ermittelten Werte um ± 5 % zu variieren.

Bei Anlagen, bei denen im dauernden Betrieb die Gleichungen (4) und (5) nicht erfüllt sind, d.h., die im resonanznahen Bereich betrieben werden, ist eine betriebliche Schwingungsüberwachung durchzuführen.

8.2 Gesamtdynamische Berechnung

8.2.1 Allgemeines

Beanspruchungen des Gesamtsystems mittels einer gesamtdynamischen Berechnung sind nach der Elastizitätstheorie zu ermitteln. Es ist zu beachten, dass Einwirkungskomponenten für einige Nachweise auch günstig wirken können. Die einzelnen Komponenten der Schnittgrößen haben im Allgemeinen keinen phasengleichen Verlauf, so dass hier die ungünstigsten Zeitpunkte herauszugreifen sind.

Bei einer gesamtdynamischen Berechnung im Zeitbereich kann das Verfahren der Teilsicherheitsbeiwerte nicht angewendet werden. In diesem Fall ist entsprechend Abschnitt 9.2 zu verfahren.

8.2.2 Anforderungen

Bei einer gesamtdynamischen Berechnung der Windenergieanlage sind die folgenden Einflussparameter bezüglich Windmodell, Aerodynamik, Strukturdynamik sowie Funktion zu berücksichtigen.

• Windmodell
  Das Windmodell muss den Bedingungen nach DIN EN 61400-1 entsprechen. Zusätzlich ist folgendes zu beachten:
  Die Einflüsse aus Turmschatten dürfen nach der Potenzialtheorie abgeschätzt werden.
  ANMERKUNG:
  Befriedigende Ergebnisse können im Allgemeinen bei einer Windgeschwindigkeitsabtastrate von 4 pro Sekunde und einer Lastabtastrate von 20 pro Sekunde erzielt werden.
  Es wird eine Anzahl von mindestens 10 ⋅ 10 Punkten (durchmesserabhängig), bezogen auf den Rotor, empfohlen.
  Bei Ermüdungssicherheitsnachweisen wird eine Simulationszeit von 600 Sekunden pro Windgeschwindigkeitsklasse bei einer Klassenbreite von ca. 2,0 m/s empfohlen.
• Aerodynamik
  Bei der Berechnung der aerodynamischen Lasten sind zusätzlich folgende Einflüsse zu berücksichtigen:
  • Naben- und Spitzenwirbel
  • Blattverstellung, Pendeln usw.
  • Strömungsabriss (dynamic stall)
  • Dynamisches Nachstromverhalten (dynamic wake)
    ANMERKUNG:
    Im Allgemeinen können befriedigende Ergebnisse bei Anwendung der Blattelementtheorie bei 15 Elementen pro Rotorblatt erzielt werden.
• Strukturdynamik
  Bei der Untersuchung der Strukturdynamik sind zusätzlich die folgenden Einflüsse zu berücksichtigen:
  • Steifigkeit infolge Rotation
  • Torsionssteifigkeit des Antriebstranges.
  • Elastische Lagerung der Maschine.
  • Steifigkeit und Dämpfung des Generators. (Netz kann als unendlich steif angesehen werden).
  • Gründung mit Bodeneigenschaften.
    ANMERKUNG:
    Im Allgemeinen ist es ausreichend, nur die Eigenfrequenzen < 5 Hz zu berücksichtigen.
• Funktion
  Reglereigenschaften sind realitätsnah abzubilden. Dabei sind die zeitlichen Verläufe, wie z.B. beim Gieren und Bremsen zu berücksichtigen.
  Für alle Einwirkungskombinationen mit Ausnahme der DLC 6.1, 6.2, 6.3 und 6.5 nach Tabelle 1 ist mit einem Gierfehler entsprechend der Betriebsführung, mindestens jedoch mit einem Gierfehlerwinkel im Bereich zwischen β = 0° und β = ± 8° zu rechnen. Für die Einwirkungskombinationen DLC 6.1, 6.2 und 6.3 ist der Gierfehlerwinkel nach DIN EN 61400-1: 2004, 7.4.6, für DLC 6.5 die extreme Windrichtungsänderung nach DIN EN 61400-1:2004, 6.3.2.3 anzunehmen.

8.2.3 Schnittgrößen

Als Ergebnis der gesamtdynamischen Berechnung ergeben sich die Zeitverläufe aller Schnittgrößen für die untersuchten Einwirkungskombinationen in den für die Auslegung von Turm und Fundament relevanten Querschnitten. Diese Schnittgrößen sind für die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit zu ermitteln.

Tabelle 2: Darstellung der Schnittgrößen für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit bzw. Gebrauchstauglichkeit (Bezeichnung der Koordinatenachsen siehe Bild 2)

Für den Nachweis gegen Festigkeits- und Stabilitätsversagen sowie für den Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit dürfen vereinfachend nur die Extremwerte der Schnittgrößen zusammen mit den übrigen zeitgleich auftretenden Schnittgrößen für die betrachteten Querschnitte angegeben werden (siehe Tabelle 2).

Die Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis dürfen in der Regel ¹³vereinfacht in Form von Beanspruchungskollektiven, erforderlichenfalls mit den zugehörigen Mittelwerten angegeben werden (siehe Abschnitt 8.6.2).

Bild 2: Koordinatensystem für den Turm

8.3 Vereinfachte Berechnung

8.3.1 Allgemeines

Die vereinfachte Berechnung darf nur für Nachweise der Turmstruktur im Rahmen der Regelungen von Abschnitt 8.1 angewendet werden. Dabei sind die aus einer gesamtdynamischen Berechnung ermittelten und entsprechend Tabelle 2 angegebenen Schnittgrößen an der Schnittstelle Maschine/Turm als Einwirkungen auf den Turm zu verwenden. Die Schnittgrößen an allen anderen Stellen des Turmes werden dann aus diesen Einwirkungen abgeleitet. Hierbei ist die Windlast auf den Turm der jeweiligen Einwirkungskombination nach Betrag und Richtung zu berücksichtigen (siehe Abschnitt 8.3.2).

Vereinfachend dürfen alle Einwirkungskomponenten als gleichzeitig mit ihrem Maximalwert oder, falls günstig wirkend, mit ihrem Minimalwert wirkend angenommen werden.

Die Einwirkungen an der Schnittstelle Maschine/Turm dürfen auch für andere Turmvarianten verwendet werden, sofern diese mindestens die gleiche Biege- und Torsionssteifigkeit besitzen und im dauernden Betrieb ebenfalls die Bedingung nach Gleichung ( 5) erfüllen.

Bei der Anwendung der vereinfachten Berechnung sind außer den Schnittgrößen an der Schnittstelle Maschine/Turm nach Abschnitt 8.2.3 die Massen und Massenträgheitsmomente der Maschine sowie die der Berechnung zugrunde gelegten Eigenfrequenzen des Turmes anzugeben.

8.3.2 Durch Wind erregte Schwingungen des Turmes in Windrichtung

Bei Nachweisen nach Abschnitt 8.3.1 für Anlagen im Zustand "außer Betrieb" ist die durch die Böigkeit des Windes hervorgerufene Schwingungswirkung des Turmes in Windrichtung durch den Ansatz einer statischen Ersatzlast zu erfassen. Bei Verwendung des turbulenten extremen Windmodells EWM in einer quasistatischen Berechnung sind die an der Schnittstelle Maschine/Turm einwirkenden Schnittgrößen sowie die auf den Turm direkt einwirkende Windlast in Windrichtung, beide infolge der mittleren Windgeschwindigkeit (10 Minuten-Mittel), mit dem Böreaktionsfaktor G zu vervielfachen. Ein entsprechendes Verfahren zur Ermittlung von G ist in DIN 1055-4 ¹⁴angegeben.

Wird bei nach DIN 1055-4 ¹⁵nicht schwingungsanfälligen Turmkonstruktionen mit dem stationären extremen Windmodell EWM, basierend auf dem 3 s-Mittelwert (Böenwindgeschwindigkeit), gerechnet, so darf der Böreaktionsfaktor zu G = 1 angenommen werden.

Bei Nachweisen nach Abschnitt 8.3.1 für Anlagen im Zustand "in Betrieb" darf die durch die Böigkeit des Windes hervorgerufene Schwingungswirkung des Turmes in Windrichtung unberücksichtigt bleiben, d.h. der Böreaktionsfaktor darf zu G = 1 angenommen werden.

8.4 Wirbelerregte Querschwingungen

Die durch wirbelerregte Schwingungen rechtwinklig zur Windrichtung (Querschwingungen) hervorgerufenen Beanspruchungen bei Türmen mit kreisförmigen oder annähernd kreisförmigen Querschnitten sind nach dem in DIN 1055-4 ¹⁴ angegebenen Verfahren zu ermitteln.

Für den Nachweis der Beanspruchungen bei Türmen aus Stahl- oder Spannbeton gelten die Regelungen von DIN 4228:1989-02, A.2.2.

Bei der Berechnung der Beanspruchungen aus wirbelerregten Querschwingungen darf die aerodynamische Dämpfung (siehe 8.5) nicht angesetzt werden.

8.5 Logarithmisches Dämpfungsdekrement

Die Gesamtdämpfung setzt sich aus den beiden Anteilen Strukturdämpfung und aerodynamischer Dämpfung zusammen (siehe jedoch 8.4). Das logarithmische Dekrement 5 für die Gesamtdämpfung ergibt sich dabei zu

Dabei ist:

Soweit keine genaueren Werte belegt sind, darf als logarithmisches Dekrement für die Strukturdämpfung

bei Stahltürmen δ_s = 0,015

bei Betontürmen δ_s = 0,04

angenommen werden.

Das logarithmische Dekrement der aerodynamischen Dämpfung 5a kann nach DIN 1055-4 ¹⁶ ermittelt werden. Soweit keine genauere Berechnung erfolgt, dürfen folgende Werte angenommen werden, wobei der Einfluss der Rotorblätter als mit erfasst gilt:

bei Stahltürmen δ_a= 0,07

bei Betontürmen δ_a = 0,06

8.6 Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis

8.6.1 Anforderungen

Zur Ermittlung der Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis sind die Einwirkungen nach DIN EN 61400-1 und Abschnitt 6, die Einflussparameter nach Abschnitt 8.2.2 und die folgenden Festlegungen zu berücksichtigen:

• In der Regelung sind Start- und normale Abschaltvorgänge unter Berücksichtigung der dynamischen Erhöhungen beim Durchfahren der Turmresonanz mit folgenden Häufigkeiten anzunehmen:
  • 1000 Start- und 1000 normale Abschaltvorgänge pro Jahr bei v_in
  • 50 Start- und 50 normale Abschaltvorgänge pro Jahr bei v_out
• Sofern der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlossen werden kann, sind an 7 Tagen pro Jahr bei Nennleistung Eislasten nach Abschnitt 6.4.6 anzunehmen, wobei 1 Rotorblatt nicht vereist ist, die übrigen mit 50% der Eismasse nach Bild 1 vereist sind.
• Sofern nicht anders bestimmt, darf die Einwirkungsdauer der Schnittgrößen aus Wirbelablösungen mit folgenden Werten angenommen werden:
  • 0,5 Jahre für den Zustand der Montage, ohne Maschine
  • 1 Jahr für den Zustand des Stillstandes und der Wartung, mit Maschine
• Die Entwurfslebensdauer der Anlage ist mit mindestens 20 Jahren anzunehmen.

8.6.2 Beanspruchungskollektive

Wird der Ermüdungssicherheitsnachweis auf der Grundlage von Beanspruchungskollektiven geführt, so sind diese auf rechnerischem Weg für die betrachteten Querschnitte durch Simulation der für die Ermüdung maßgebenden Anforderungen nach Abschnitt 8.6.1 zu ermitteln und ggf. durch Messungen nach IEC TS 61400-13 zu unterstützen. Die Schwingbreiten der Schnittgrößen sind hierbei ungünstig zu überlagern.

Die Kollektive können vereinfacht als Einhüllende (z.B. in Trapezform) der aus der Simulation erhaltenen Beanspruchungskollektive dargestellt werden. Für alle Einwirkungskomponenten sollten dabei einheitliche Lastwechselzahlen festgelegt werden. Die zugehörigen Mittelwerte sind anzugeben.

ANMERKUNG:

Im Allgemeinen ist die Berücksichtigung der Einwirkungskomponenten Rotorschub F_x, Nickmoment M_y und Turmtorsionsmoment M_Z ausreichend. Dabei dürfen das Nick- und Turmtorsionsmoment 90° phasenverschoben zueinander wirkend angenommen werden.

9 Sicherheitskonzept

9.1 Allgemeines

Die Nachweise sind für verschiedene Grenzzustände durch Verfahren mit Hilfe von Teilsicherheitsbeiwerten zu führen. Diese Grenzzustände, bei deren Überschreitung das Tragwerk die Entwurfsanforderungen nicht mehr erfüllt, sind

• Grenzzustände der Tragfähigkeit
• Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit.

9.2 Grenzzustände der Tragfähigkeit

Bei einer gesamtdynamischen Berechnung (nach Abschnitt 8.2) müssen die Einwirkungen mit γ_F = 1,0 angenommen werden. Ist eine Differenzierung einzelner Einwirkungsanteile in den Schnittgrößen nicht möglich, müssen die Tragsicherheitsnachweise mit γ_F-fachen Schnittgrößen geführt werden, wobei der größte Teilsicherheitsbeiwert der jeweiligen Gruppe der Einwirkungskombinationen nach Tabelle 3 anzusetzen ist.

Die Erhöhung der Schnittgrößen infolge nichtlinearer Einflüsse (z.B. Theorie 2. Ordnung, Zustand II) ist zu berücksichtigen. Sie darf aus einer quasi-statischen Berechnung ermittelt werden.

Bei einem Nachweis mit vereinfacht berechneten Schnittgrößen nach Abschnitt 8.3 sind die Bemessungswerte der Einwirkungen durch Multiplikation der charakteristischen Werte mit den Teilsicherheitsbeiwerten γ_F nach Tabelle 3 zu ermitteln; dabei darf für ungünstig wirkende Einwirkungen der größte Teilsicherheitsbeiwert γ_F der Einwirkungen der jeweiligen Einwirkungskombination verwendet werden.

Für den Nachweis gegen Ermüdung ist mit γ_F = 1,0 zu rechnen.

Es sind folgende Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit zu führen: Nachweis gegen

• Festigkeitsversagen nach Abschnitt 10.1.2
• Stabilitätsversagen nach Abschnitt 10.1.3
• Ermüdungsversagen nach Abschnitt 10.1.4

Tabelle 3: Teilsicherheitsbeiwerte a der Einwirkungen für Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit

9.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit

Die Bemessungswerte der Einwirkungen sind für die Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit mit den charakteristischen Werten (γ_F = 1,0) zu ermitteln.

Es sind folgende Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit zu führen:

Nachweis der

• Verformungsbegrenzung nach Abschnitt 10.2.2
• Spannungsbegrenzung nach Abschnitt 10.2.3
• Rissbreitenbegrenzung nach Abschnitt 10.2.4

10 Nachweise für den Turm

10.1 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit

10.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte

Die Widerstände sind unter Berücksichtigung der Teilsicherheitsbeiwerte mit γ_M nach den relevanten Regelwerken (siehe Abschnitt 4) zu ermitteln. Bezüglich der Teilsicherheitsbeiwerte mit γ_M beim Nachweis gegen Ermüdung siehe Abschnitt 10.1.4.

10.1.2 Festigkeitsversagen

Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen der Gruppen N, a und T nach Tabelle 1 zu führen.

Beim Nachweis für Stahlbeton und Spannbeton ist DIN 1045-1 anzuwenden. Dabei dürfen die Schnittgrößen des Turmschaftes nach der Rohrbiegetheorie ermittelt werden, sofern die Wanddicke mindestens 1/20 des Radius beträgt. Dies gilt nicht für örtliche Nachweise im Bereich von Turmöffnungen und für die Ermittlung der Beanspruchungen aus Wärmeeinwirkungen nach Abschnitt 6.4.5.

Beim Nachweis für Stahltürme ist die Normenreihe DIN 18800 anzuwenden.

In zylindrischen und konischen Stahlrohrtürmen dürfen die für den Tragsicherheitsnachweis benötigten Spannungen nach der Schalenmembrantheorie berechnet werden. Das bedeutet z.B. für die Abtragung der Windlasten, dass die elementare Rohrbiegetheorie angewendet werden darf. Schalenbiegemomente aus ungleichmäßig über den Turmumfang verteiltem Winddruck oder Zwängungsspannungen aus Randstörungen an Flanschen oder Steifen brauchen nicht berücksichtigt zu werden. An Übergängen zwischen zylindrischen und konischen Turmschüssen sind, sofern dort keine Ringsteifen angeordnet werden, die aus Kraftumlenkung entstehenden lokalen Umfangsmembrankräfte und Schalenbiegemomente zu berücksichtigen. Für öffnungsgeschwächte Turmbereiche ist Abschnitt 12.2 zu beachten.

ANMERKUNG:

Die hier beschriebene Nachweisführung entspricht in der Terminologie von DIN 18800-1 einem Nachweis Elastisch-Plastisch für die lokalen Turmwandschnittgrößen, jedoch einem Nachweis Elastisch-Elastisch für die globalen Turmschnittgrößen.

10.1.3 Stabilitätsversagen

Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen der Gruppen N, a und T nach Tabelle 1 zu führen.

Beim vereinfachten Beulsicherheitsnachweis von Turmschüssen aus Stahl, die die Bedingung als "langer Kreiszylinder" nach Gleichung (29) von DIN 18800-4:1990-11 erfüllen, darf der Beiwert CX, statt nach Gleichung (30) von DIN 18800-4:1990-11, nach nachstehender Gleichung (7) ermittelt werden.

Dabei ist:

De vorstehende Regelung gilt für:

r/t< 150,

(l/r) ⋅ (t/r)^0,5< 6,

Baustahlsorten S 235 bis S 355 Dabei ist:

Der Beulsicherheitsnachweis für die Wand eines Stahlrohrturmes oder anderer schalenförmiger Stahlbauteile darf anstatt nach DIN 18800-4 auch nach DINV ENV 1993-1-6 geführt werden. Insbesondere darf er auch als "Numerisch gestützter Beulsicherheitsnachweis mittels globaler Berechnung" geführt werden, z.B. mit Hilfe von Finite-Elemente-Analysen. Voraussetzung dafür ist, dass die für die verschiedenen Varianten in den Abschnitten 8.6 bis 8.8 von DINV ENV 1993-1-6 genannten Anwendungsbedingungen beachtet werden.

10.1.4 Ermüdungsversagen

Die Nachweise sind mit den Einwirkungskombinationen der Gruppe F nach Tabelle 1 zu führen.

Bei Turmkonstruktionen aus Stahl richtet sich der Nachweis nach DIN V ENV 1993-1-1. Dabei wird eine regelmäßige Wartung und die Wiederkehrende Prüfung nach Abschnitt 13 vorausgesetzt. Der anzusetzende Teilsicherheitsbeiwert ist Tabelle 4 zu entnehmen.

Abweichend von den Regelungen in DIN V ENV 1993-1-1 darf kein Schwellenwert der Ermüdungsfestigkeit für Lastspielzahlen N > 10⁸ angesetzt werden (siehe Bild 3).

Tabelle 4: Teilsicherheitsbeiwert γ_M für Nachweise gegen Ermüdung bei Türmen aus Stahl

ANMERKUNG:

Bei Windenergieanlagen sind in der Regel ausschließlich nicht schadenstolerante Bauteile vorhanden. Gut zugänglich sind zum Beispiel Schrauben von Ringflanschverbindungen und Stumpfnähte in der Turmwand.

Bild 3: Ermüdungsfestigkeit für Stahl (Wöhlerlinie)

Der Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit Δσ_C ist entsprechend der vorliegenden

Kerbfallklasse den Kerbfallkatalogen von DIN V ENV 1993-1-1, 9.8 oder DIN V ENV 1993-3-2, Tabelle C.1 zu entnehmen.

Bei Türmen aus Stahlbeton oder Spannbeton sind Ermüdungssicherheitsnachweise für den Beton, den Betonstahl und den Spannstahl zu führen. Sie dürfen nach den Nachweisverfahren gemäß CEB-FIP Model Code 1990 (DAfStb-Heft 439, Abschnitt 4.5 bzw. 4.4) geführt werden. Für Windenergieanlagen mit einer nominellen Lastspielzahl N_nom= m ⋅ n_R ⋅ T₀< 2 ⋅ 10⁹ ist ein detaillierter Nachweis für den Beton nicht erforderlich, wenn die Bedingung nach Gleichung (8) eingehalten ist:

Grundsätzlich sind beim vereinfachten Nachweisverfahren zu untersuchen:

Maximale Schwingbreite,
Schwingbreite mit der größten Betondruckspannung σ_c,max,
Schwingbreite mit der kleinsten Betondruckspannung σ_c,min,
Schwingbreite mit dem größten Mittelwert der Betondruckspannung.

10.2 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit

10.2.1 Teilsicherheitsbeiwert

Für Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit beträgt der Teilsicherheitsbeiwert für die Widerstandsgrößen γ_M = 1,0.

10.2.2 Verformungsbegrenzung

Sofern aus dem Betrieb der Anlage keine besonderen Anforderungen entstehen, ist eine Begrenzung von Verformungen nicht erforderlich.

10.2.3 Spannungsbegrenzung

Bei Türmen aus Stahlbeton und Spannbeton sind die Betondruckspannungen für die seltene Einwirkungskombination DLC 1.6 nach Tabelle 1 auf 0,6 f_ckzu begrenzen. Anderenfalls sind Ersatzmaßnahmen nach DIN 1045-1:2001-07, 11.1.2 (1) zu treffen.

Zusätzlich sind bei Türmen aus Spannbeton die Betondruckspannungen unter der quasi-ständigen Einwirkungskombination DLC 1.0 nach Tabelle 1 auf 0,45 f_ckzu begrenzen.

Bei Türmen aus Spannbeton mit Verbund ist der Nachweis der Dekompression unter der quasi-ständigen Einwirkungskombination DLC 1.0 nach Tabelle 1 zu führen.

10.2.4 Rissbreitenbegrenzung

Der Nachweis der Rissbreitenbegrenzung ist für eine rechnerische Rissbreite von 0,2 mm zu führen. Dabei sind für Bauteile aus Stahlbeton und Spannbeton ohne Verbund die quasi-ständige Einwirkungskombination DLC 1.0 nach Tabelle 1 zu verwenden, für Bauteile aus Spannbeton mit Verbund die häufigen Einwirkungskombinationen DLC 1.5 und 1.11 nach Tabelle 1. Dabei sind die Wärmeeinwirkungen nach Abschnitt 6.4.5 anzusetzen.

11 Nachweise für die Gründung

11.1 Gründungskörper

11.1.1 Sicherheitskonzept

Für Nachweise von Bauteilen aus Stahlbeton und Spannbeton sowie für Bauteile aus Stahl ist das in den Abschnitten 9 und 10 beschriebene Sicherheitskonzept anzuwenden.

11.1.2 Stahleinbauteile

Stahleinbauteile sind nach Abschnitt 10.1 nachzuweisen.

11.1.3 Stahlbetonbauteile

Stahlbetonbauteile sind nach den Abschnitten 10.1 und 10.2.4 nachzuweisen. Die Nachweise gegen Ermüdung für den Beton, den Betonstahl, den Spannstahl und die Verbindungsmittel sind nach Abschnitt 10.1.4 dieser Richtlinie zu führen.

Bauteile des Gründungskörpers, die höchstens einen halben Meter in das Erdreich hineinreichen, sind mit einer Rissbreite von 0,2 mm nachzuweisen, alle übrigen mit einer Rissbreite von 0,3 mm.

11.1.4 Bemessung von Pfählen

Die innere Tragfähigkeit von Gründungspfählen ist nach den Abschnitten 11.1.2 und 11.1.3. zu ermitteln. Der Nachweis der äußeren Pfahltragfähigkeit ist nach Abschnitt 11.2.4 zu führen.

11.2 Baugrund

11.2.1 Beschaffenheit des Baugrunds

Es ist sicherzustellen, dass die Eigenschaften des Baugrunds am Standort den Annahmen in der statischen und dynamischen Berechnung entsprechen.

Hinsichtlich der Mindestanforderungen an Umfang und Qualität geotechnischer Untersuchungen sind die Gründungen von Windenergieanlagen der Geotechnischen Kategorie 2 (GK 2) nach DIN 1054: 2003-01, 4.2 zuzuordnen.

11.2.2 Sicherheitskonzept

Die Sicherheitsnachweise für den Baugrund sind nach DIN 1054 unter Berücksichtigung der besonderen Festlegungen dieser Richtlinie für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit zu führen. Die Beanspruchungen sind aus den charakteristischen Werten der Einwirkungen zu ermitteln, wobei nicht-lineare Einflüsse nach Abschnitt 9.2, Absatz 2 zu berücksichtigen sind.

Die Beanspruchungen sind im Sinne von DIN 1054 als dynamische Beanspruchungen einzustufen.

Bei den Nachweisen sind den Lastfällen 1, 2 oder 3 nach DIN 1054: 2003-01, 6.3.3 die Einwirkungskombinationen nach Abschnitt 7 dieser Richtlinie entsprechend Tabelle 5 zuzuordnen.

Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen zu führen.

Tabelle 5: Zuordnung der Einwirkungskombinationen nach Tabelle 1 zu den Lastfällen nach DIN 1054: 2003-01

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