Aktuelle Anforderungen an die mechanische Fügetechnik im Stahl- und Metallleichtbau für Solar- und Windenergieanlagen

Aktuelle Anwendungsfälle im Stahl- und Metallleichtbau für Windenergie- und Solaranlagen verlangen anspruchsvolle Fügeaufgaben. Zudem stellen Schadensfälle an klassischen HV-Schraubenverbindungen nach wie vor technische Risiken dar, die deren Konstruktionsprinzip geschuldet sind. Zu beobachten ist der zunehmende Einsatz von alternativen Verbindungselementen wie zum Beispiel Schließringbolzen. Untersuchungsgegenstand sind mit der HR/HV-Schraube engverwandte Verbindungselemente, ausgeführt als Scher-/Lochleibungsverbindungen (SL) und gleitfest planmäßig vorgespannte Verbindungen (GV). Für Verbindungen im Maschinenbau wird eine reibschlüssige Kraftübertragung gefordert. Dagegen findet die als GV-Verbindung im Stahlbau bekannte Ausführungsform eher selten Einsatz. Im Zuge der Anstrengungen zur Errichtung von Windenergieanlagen (WEA) mit großen Nabenhöhen werden die hier vorkommenden Scherverbindungen gleitfest bemessen und ausgeführt. GV-Verbindungen weisen aufgrund ihrer reibschlüssigen Kraftübertragung eine besondere Eignung in verformungsarmen und/oder ermüdungsbeanspruchten Stahlbaukonstruktionen auf. Bei GV-Verbindungen sind die Bemessungsparameter, aber auch Fertigungs-und Montageanforderungen geeignet festzulegen. So Stehen im Vordergrund wissenschaftlicher Untersuchungen die Haftreibungszahl µ, die Vorspannkraft Fp,C und deren Verluste, übergroße Löcher und Langlöcher sowie die Art der Vorlocheinbringung. Im Rahmen dieses Beitrages soll ein Überblick zu Forschungsaktivitäten hinsichtlich des Tragverhaltens von GV- Verbindungen gegeben werden. Insbesondere in Verbindungen des Stahl- und Metallleichtbaus für WEA und Solarkraftanlagen werden hohe Anforderungen an die mechanische Fügetechnik gestellt.