1 Inleiding. Notitie / Memo. HaskoningDHV Nederland B.V. Maritime & Aviation

Transcriptie

1 Notitie / Memo Aan: Windpark Ferrum team Van: Jurgen Cools en Joris Truijens Datum: 13 december 2016 Kopie: Saskia Mulder Ons kenmerk: M&ABE N001F0.1 Classificatie: Open HaskoningDHV Nederland B.V. Maritime & Aviation Onderwerp: Voorontwerp fundatie Windpark Ferrum 1 Inleiding Tata Steel IJmuiden, Infinergy en Windcollectief Noord-Holland hebben gezamenlijk het voornemen om Windpark Ferrum te ontwikkelen. Royal HaskoningDHV adviseert initiatiefnemers bij de ontwikkeling en realisatie van het project. Het windpark bestaat uit drie windturbines, T3, T4 en T5, aan de zuidoostzijde van het bedrijfsterrein van Tata Steel in IJmuiden. De windturbines zijn gepland in het verlengde van het bestaande Windpark Reyndersweg. De ligging van de windturbines is weergegeven in Figuur 1-1. Figuur 1-1: ligging geplande windturbines WT3, WT4 en WT5 van Windpark Ferrum 13 december 2016 M&ABE N001F0.1 1/27

2 Voor de aanvraag van de omgevingsvergunning voor de bouw van drie windturbines heeft Royal HaskoningDHV een globaal ontwerp opgesteld voor de fundaties van de nieuwe turbines. Er worden in deze fase nog verschillende typen windturbines overwogen, namelijk: 1. Vestas V90-3MW HH80m IEC Ia 2. Vestas V90-2MW HH80m IEC IIa 3. Enercon E MW HH ,6m IEC IIa 4. Senvion MM MW HH80m IEC S (based in IEC Ib) Voor het referentieontwerp wordt voor de belastingen uitgegaan van het type Vestas V90-3MW. Ten aanzien van de afmetingen van de fundering is het standaardontwerp van de Enercon E MW HH78m als basis gesteld. Tijdens deze fase van het ontwerp is er nog geen geotechnisch grondonderzoek uitgevoerd. Het voorlopig geotechnisch funderingsadvies is opgesteld op basis van boringen en sonderingen in de omgeving van de projectlocatie. Het beschikbaar onderzoek is afkomstig uit het digitale TNO archief, zie bijlage 1. Deze memo beschrijft de resultaten van het voorontwerp van de funderingen. 2 Beschikbare informatie Windturbinegegevens Voor het afleiden van belastingen en afmetingen van het fundament is gebruik gemaakt van de volgende documenten: [1] Enercon, Foundation data sheet E92/S/77/5K/01, Pile foundation with bouyancy. Report D /DA. Revision 2, 4 november TUV goedgekeurd, 16 juni [2] Belastinggegevens van de Vestas V90-3MW HH80m IEC Ia, doc.nr V04, d.d Geotechnisch grondonderzoek Er is in deze fase van het onderzoek nog geen geotechnisch grondonderzoek uitgevoerd op de turbinelocaties. Ten behoeve van het definitief ontwerp zullen er sonderingen en handboringen worden uitgevoerd. In deze fase is gebruik gemaakt van beschikbaar grondonderzoek in de omgeving van de turbines. [1] Archief van TNO [2] Fugro, Geotechnisch onderzoek betreffende grondonderzoek op terrein Corus te IJmuiden. Opdrachtnummer: april 2010 [3] BAM Infra, sondeeronderzoek Corus terrein Nieuwe Kleiweg. Opdracht S-IV Maart Uit het archief van TNO ( zijn de volgende sonderingen en boring geraadpleegd: 13 december 2016 M&ABE N001F0.1 2/27

3 Tabel 2-1: overzicht beschikbaar grondonderzoek WTG Bron Type onderzoek Kenmerk Maaiveldniveau [m NAP] Diepte [m NAP] T3 [3] Boring B25A ,27 10 [5] Sondering S01 +6,15 15 [5] Sondering S02 +4,81 15 T T5 [3] Boring B19C ,00 30,5 [3] Sondering SQ ,97 25 [4] Sondering DKM1 +7,64 12 De sondeergrafieken en boorbeschrijvingen zijn bijgevoegd in bijlage 1. 3 Uitgangspunten en randvoorwaarden Normen en richtlijnen Eurocodes (NEN-EN1990, NEN-EN1991, NEN-EN1992 en NEN-EN9997-1:2016) met Nederlandse bijlage; IEC61400 ed.3 voor de belastingen vanuit de turbine; GL Guidelines. Terreinhoogte Op basis van het Algemene Hoogtebestand Nederland ( wordt uitgegaan van de volgende indicatieve terreinhoogten: T3: NAP +7.8 m; T4: NAP m; T5: NAP +16 m 1. Aanlegniveaus Voor het funderingsontwerp is uitgegaan van de aanlegniveaus zoals aangegeven in onderstaande tabel. Figuur 3-1: maaiveldhoogtes ter plaatse van de windturbines 1 De maaiveldhoogte ter plaatse van T5 is nu ongeveer 4.5 m +NAP, omdat het terrein hier is afgegraven voor opslag. Omdat het de bedoeling is het terrein te zijner tijd weer aan te vullen wordt van de oorspronkelijke maaiveldhoogte van ongeveer 16 m +NAP uitgegaan. 13 december 2016 M&ABE N001F0.1 3/27

4 Tabel 3-1: aanlegniveaus Turbine Ashoogte [NAP m] Masthoogte [m] Bovenkant fundament [NAP m] Dikte fundament [m] Onderkant fundament [NAP m] T , T , T , Bodemopbouw Op basis van het beschikbaar grondonderzoek blijkt de ondergrond vanaf maaiveld tot NAP -17 à -18 m voornamelijk uit zand te bestaan. De bovenste zandlaag tot NAP +5 à +2 m is veelal los tot matig vast gepakt. Hieronder is het zand matig tot zeer vast gepakt (conusweerstand van 30 tot 60 MPa). Plaatselijk komen in dit zandpakket dunne kleilaagjes voor. Vanaf NAP -17 à -18 m tot circa NAP -22 m is een vaste grondlaag (conusweerstand circa 3 MPa) aangetroffen, bestaande uit zandige klei en leem. Onder deze grondlaag is wederom zand aangetroffen. Grondwaterstand Op basis van peilbuis B19C0621 van TNO (zie onderstaande figuur) is uitgegaan van een freatische grondwaterstand van maximaal NAP +3,8 m. De stijghoogte is in diepere peilbuisfilters lager dan de ondiepe freatische grondwaterstand: er is sprake van inzijging. De hoogste grondwaterstand blijft onder het aanlegniveau; er is geen rekening gehouden met opwaartse waterdruk. Belastingen windturbine De gehanteerde belastingen voor de windturbine zijn overgenomen uit de belastingspecificatie voor de Vestas V90-3MW-HH80m [2]. In onderstaande tabel zijn de karakteristieke waarden (zonder belastingfactoren) van de belastingen op het niveau bovenkant fundering aangegeven. 13 december 2016 M&ABE N001F0.1 4/27

5 Tabel 3-2: karakteristieke waarden voor de belasting van de windturbine extreme operational fatigue Eenheid ULS SLS equivalent Horizontaal Fx [kn] Verticaal Fz [kn] Moment My [knm] De totale verticale belasting wordt berekend door het eigengewicht van de fundering en de windturbine, de gronddekking op het funderingsblok en de opwaartse grondwaterdruk bij elkaar op te tellen. De horizontale belasting Fx ontstaat door de winddruk. Doordat deze kracht aangrijpt ter hoogte van de as, resulteert dit in het rotatiemoment My. Belastinggevallen Voor het voorontwerp worden verschillende belastinggevallen beschouwd. In onderstaande tabel zijn de belastinggevallen aangegeven. Tabel 3-3: belastinggevallen Belastinggeval BG 01 BG 02 BG 03 BG 04 BG 05 Omschrijving Blijvende belasting; eigengewicht fundering Blijvende belasting; grondwater (opwaartse belasting) Blijvende belasting; eigengewicht windturbine (mast en turbine) Variabele belasting; extreme windbelasting Variabele belasting; maximale bedrijfsbelasting Bij het ontwerp zijn de volgende belastingcombinaties gedefinieerd; ULS voor controle sterkte en stabiliteit van de constructie; SLS voor controle vervorming en stijfheid tijdens bedrijf. De aangehouden belastingfactoren voor de combinaties zijn ontleend aan de IEC ed.3, klasse IEC Ia. Zie onderstaande tabellen voor de samenstelling van de combinaties uit de belastinggevallen, inclusief de gehanteerde partiële belastingfactoren. Tabel 3-4 : overzicht ULS-combinaties Belasting combinatie BG 01 BG 02 BG 03 BG 04 BG 05 BC 01 1,35-1,35 1,35 - BC 02 0,9 1,0 0,9 1,35 - Tabel 3-5: overzicht SLS-combinaties Belasting combinatie BG 01 BG 02 BG 03 BG 04 BG 05 BC 03 1,0-1,0-1,0 BC 04 1,0 1,0 1,0-1,0 13 december 2016 M&ABE N001F0.1 5/27

6 Funderingsafmetingen Voor de afmetingen van de fundatie is uitgegaan van het standaard fundament Enercon E92 [1]. De afmetingen zijn als volgt: Blokdiameter d a 16,00 [m] Sokkeldiameter d so 6,80 [m] Diameter door hart van de palen d p 15,00 [m] Totale hoogte funderingsblok h ges 2,70 [m] Sokkelhoogte h so 0,85 [m] Hoogte conische deel h n 0,65 [m] Hoogte aan rand h sp 1,20 [m] Blokdiameter d a 16,00 [m] Betonkwaliteit en volume C35/ [m 3 ] Betonstaal en gewicht B 500B 54,0 [t] Rotatie- en stijfheidseisen Aangezien nog geen keuze is gemaakt voor het toe te passen type fundering zijn nog geen definitieve eisen ten aanzien van de translatie- en rotatiestijfheid van de fundering bekend. In het voorontwerp is voor een indicatieve toets uitgegaan van een rotatiestijfheidheidseis van GNm/rad, zoals geldt door de Enercon E92 windturbine. Opgemerkt wordt, dat deze eis is gecombineerd met de ongunstig hoge belastingen van het turbinetype Vestas V90. Paalbelastingen Aan de hand van de belasting op de fundering, het te verwachten paaldraagvermogen en de paalstijfheid (zie hoofdstuk 4) is het aantal palen en de paalbelastingen bepaald. Gekozen is voor ondersteuning van het blok door 20 palen. Bij de gekozen blokafmetingen en aantal palen treedt tijdens normaal bedrijf van de turbine geen trek op de palen op. Hierdoor worden geotechnische vermoeiingsverschijnselen, zoals verweking van de grond, voorkomen. De berekening van de paalbelastingen staat in bijlage 3 en zijn samengevat in tabel 3-6. In een volgende fase zullen detailberekeningen gemaakt worden met eindige-elementensoftware om de definitieve paalbelastingen, de snedekrachten en de benodigde wapening te bepalen. 13 december 2016 M&ABE N001F0.1 6/27

7 Tabel 3-6: rekenwaarde paalbelastingen Gebruik Extreem Belasting Druk Trek Druk Trek Fs;d;cyclic [kn] Fs;d,quasi static [kn] Fs;d,permanent (static) [kn] Rekenwaarde paalbelasting [kn] Geotechnisch funderingsontwerp Afweging funderingswijze Uit het grondonderzoek blijkt dat de bodemopbouw variabel is met plaatselijk een ondiepe kleilaag (B19C0697) of los gepakt zand. Bij een fundering op staal zouden deze grondlagen kunnen leiden tot een lage beddingsconstante en tot ongelijkmatige zakking van het fundament als gevolg van zetting en verdichting. Een groot funderingsblok zal nodig zijn om te voldoen aan de eisen voor de rotatiestijfheid. Geadviseerd wordt om de belastingen van de turbine door middel van een paalfundering over te brengen naar de dieper gelegen draagkrachtige vaste zandlagen beneden circa NAP +2 à +0 m. In verband met aanwezigheid van een diepe kleilaag tussen circa NAP -16 en -22 m, wordt geadviseerd een inheiniveau aan te houden tot minimaal 4 maal de paaldiameter boven de kleilaag. Het paalpuntniveau mag niet dieper zijn dan NAP -14 m. Een lager paalpuntniveau zal resulteren in een lagere draagkracht en lagere stijfheid van de paalfundering (meer punt- en paalgroepzakking). Keuze paaltype In verband met de aanwezigheid van zeer vaste zandlagen met een conusweerstand tot 60 MPa wordt zeer zwaar heiwerk verwacht. Bij een grondverdringend paalsysteem zal moeten worden voorgeboord om de paal op diepte te krijgen. Voorboren heeft een ongunstig en onzeker effect op de draagkracht. Op basis van met ervaring met het windpark Reyndersweg wordt geadviseerd een geschroefde, in de grond gevormde paal met groutinjectie (type Fundex groutinjectie of gelijkwaardig) toe te passen. Met een groutsmering kan de paal zonder voorboren op diepte worden gebracht. Paalafmetingen Op basis van voorontwerpberekeningen is bepaald dat de funderingsplaat dient te worden ondersteund door 20 palen. Uitgaande van de maximale paalbelasting wordt een schacht-/voetafmeting 460/560 mm geadviseerd. In zandlagen zal een groutomhulling worden gerealiseerd met dezelfde diameter als de boorpunt. De onderlinge hart-op-hart afstand van de palen bedraagt 2,36 m. Draagkracht paalfundering De draagkracht van de paal dient groter te zijn dan de op te nemen trek- en drukbelastingen. Het druken trekdraagvermogen is indicatief analytisch berekend met behulp van een spreadsheet. Er zijn geen sonderingen beschikbaar in het digitale GEF-formaat, waardoor het programma D-Foundations niet is toegepast. De berekeningen zijn toegevoegd in bijlage december 2016 M&ABE N001F0.1 7/27

8 De verschillende gehanteerde paalfactoren zijn hierna aangegeven: paalklassefactor voor puntweerstand p 0,63 [-] factor voor de paalvoetvorm 1,0 [-] factor voor de vorm voetdwarsdoorsnede S 1,0 [-] paalklassefactor voor schacht op druk s 0,009 [-] paalklassefactor voor schacht op trek t 0,009 [-] Correlatiefactor voor een stijf bouwerk ξ 3 / ξ 4 1,26 [-] Weerstandsfactor punt ϒ b 1,20 [-] Weerstandsfactor schacht op druk ϒ s 1,20 [-] Weerstandsfactor totaal op druk ϒ t 1,20 [-] Weerstandsfactor schacht op trek ϒ s;t 1,35 [-] Materiaalfactor voor wisselende belasting ϒ m;var;qc 1,50 [-] Uit de berekening van het paaldraagvermogen blijkt dat een paalpuntniveau van NAP -2 à NAP -5 m wordt verwacht. De palen worden hierbij aangebracht tot in het vaste zandpakket. De berekeningsresultaten zijn in de volgende tabel samengevat. Tabel 4-1: resultaten berekening paaldraagvermogen Locatie Sondering Paalpuntniveau Rc;d [kn per paal] Rt;d [kn per paal] T3 S02-5, T4 SQ , T5 SQ , Stijfheid fundering Gezien de zandige ondergrond met vaste grondlagen (hoge horizontale grondstijfheid) wordt verwacht dat de laterale stijfheid voldoende zal zijn. Ook zal de verticale stijfheid van de palen hoog zijn, vanwege het ontwikkelen van schachtwrijving over de volledige lengte van de palen en de hoge puntweerstand. 5 Constructief funderingsontwerp In deze fase is alleen sterkte en stabiliteit in de ULS (uiterste grenstoestand) getoetst. Er is een indicatieve berekening gemaakt van de horizontale stijfheid en rotatiestijfheid. In de DO-fase worden SLS aspecten als stijfheid (vervormingen) en vermoeiing nader beschouwd, die maatgevend kunnen zijn voor de afmeting van de fundering. Ontwerpberekening Met behulp van een rekensheet (zie bijlage 3) zijn de afmetingen, het aanlegniveau en aantal palen bepaald van de fundering. Ook zijn de optredende paalbelastingen bij deze afmetingen en de in deze memo genoemde uitgangspunten bepaald. Maatgevend criterium is geen trek op de palen tijdens normaal bedrijf. Het definitieve ontwerp dient gemaakt te worden op basis van de sonderingen en grondboringen ter plaatse, en naast de in dit voorontwerp gehanteerde belastingen en stijfheidseisen, ook de vermoeiingsbelastingen. Ook kan de turbineleverancier bepaalde ontwerprichtlijnen voorschrijven. In dit voorontwerp zijn deze zaken nog niet meegenomen. Verder kan het de moeite zijn om verschillende fundatiediktes te beschouwen, om zo tot een optimale verhouding tussen de hoeveelheid beton en wapening te komen. Deze optimalisatie is in dit voorontwerp niet gedaan. 13 december 2016 M&ABE N001F0.1 8/27

9 Funderingsontwerp Voor het fundatievoorontwerp is uitgegaan van het standaard fundatieontwerp voor het type Enercon E92. Verwacht wordt dat dit fundament wat betreft afmetingen een bovengrens vormt. Zoals aangegeven in hoofdstuk 3 bestaat de gekozen fundering uit een ronde tapse funderingsplaat met een diameter van 16,0 m en een constructieve dikte van 1,85 m in het midden en 1,20 m aan de rand. De plaat is voorzien van een opstort van 0,85 m hoog, wat de totale funderingshoogte op 2,70 m brengt. In onderstaande figuur is de fundering schetsmatig weergegeven met de hoofdmaatvoering. Figuur 5-1:schets fundering met afmetingen Vervolgtraject constructies In de volgende fase zal op basis van het voorontwerp een definitief ontwerp worden gemaakt. Het stappenplan is als volgt: 1. Uitvoeren grondonderzoek en vaststellen definitieve turbinebelastingen; 2. Verifiëren uitgangspunten uit VO fase; 3. Modelleren fundatie met FEM software DIANA (ontwikkeld door TNO); 4. Definitieve afmetingen bepalen a.d.h.v. krachten/spanningen/vervorming uit FEM model; 5. Controle rotatiestijfheid fundering; 6. Detaillering wapening fundering en kopwapening palen; 7. Detaillering krachtsinleiding toren fundatie; 8. Vormtekening en wapeningstekening BIJLAGEN 1. Beschikbaar grondonderzoek 2. Foundation Loads Vestas V90-3MW-HH80 m 3. Berekening afmetingen fundering 4. Berekening paaldraagvermogen 13 december 2016 M&ABE N001F0.1 9/27

10 Bijlage 1 Beschikbaar geotechnisch grondonderzoek 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 10/27

11 TNO (DinoLoket) 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 11/27

12 Sondering SQ november 2016 M&ABE N001F0.1 12/27

13 Sondering SQ november 2016 M&ABE N001F0.1 13/27

14 Sondering S24F november 2016 M&ABE N001F0.1 14/27

15 Boring B16C0621 (1) 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 15/27

19 Boring B19C november 2016 M&ABE N001F0.1 19/27

20 FUGRO 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 20/27

21 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 21/27

22 BAM Infra 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 22/27

23 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 23/27

24 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 24/27

25 Bijlage 2 Foundation Loads Vestas V90-3MW-HH80 m 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 25/27

26 Document no.: V Foundation Loads V MW VCS HH 80, IEC1A 50/60 Hz QMS V00 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark VESTAS PROPRIETARY NOTICE: This document contains valuable confidential information of Vestas Wind Systems A/S. It is protected by copyright law as an unpublished work. Vestas reserves all patent, copyright, trade secret, and other proprietary rights to it. The information in this document may not be used, reproduced, or disclosed except if and to the extent rights are expressly granted by Vestas in writing and subject to applicable conditions. Vestas disclaims all warranties except as expressly granted by written agreement and is not responsible for unauthorized uses, for which it may pursue legal remedies against responsible parties.

27 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: 1 Type: T05 Marketing Data History of Document Page 2 of 37 History of Document Rev. no.: Date: Description of change New document Tower drawing ref. updated Markov Matrix added Editorial changes Document history corrected Table of Contents 1 Introduction References Extreme Loads Resulting Extreme Load Extreme Load during Normal Operation Own Weight Moment Fatigue Loads Equivalent and Mean Load Stiffness of Foundation... 6 A Co-ordinate Systems... 7 B Rain flow Spectrum... 8 C Markov matrices... 9 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

28 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Introduction Page 3 of 37 1 Introduction This document presents the foundation loads from the V MW, VCS, HH 80, IEC1A load spectrum. The loads are simulated in accordance with IEC Edition 3, ref. [1]. The tower used for calculating the loads can be found in ref [3]. 2 References Reference Document Doc. No. [1] Design Code IEC Edition 3 [2] GL Guideline GL Rule and Guidelines, edition 2003 with supplements 2004 [3] Tower drawing Table 2.1 References. Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

29 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Extreme Loads Page 4 of 37 3 Extreme Loads Foundation loads components at the instant of extreme resulting bending moment are given in Table 3.1 and Table 3.2. Own weight moment contribution due to tower out of vertical (0.008 m/m) is included with PLF 1.10 in below resultant moments. Loads are given in height: 0.20m M res : M z : F res : F z : Extreme resulting bending moment. Simultaneous torsion moment. Simultaneous resulting shear force. Simultaneous vertical force. 3.1 Resulting Extreme Load Extreme resulting tower bottom moment according to ref [1] incl. own weight moment contribution due to tower out of vertical. Characteristic Extreme Load for Normal Load Cases (PLF = 1.35) M res M z F res F z PLF Design Load Case [knm] [knm] [kn] [kn] [-] [-] (61E50a008(fam73)) Table 3.1 Characteristic extreme load for normal load cases, PLF = PLF not included. Characteristic Extreme Load for Abnormal Load Cases (PLF = 1.10) M res M z F res F z PLF Design Load Case [knm] [knm] [kn] [kn] [-] [-] (62E50b045(fam86)) Table 3.2 Characteristic extreme load for abnormal load cases, PLF = PLF not included. Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

30 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Extreme Loads Page 5 of Extreme Load during Normal Operation The extreme load during normal operation is based upon; DLC 1.1, 3.1 and 4.1 according to ref [2] incl. own weight moment contribution due to tower out of vertical. Characteristic Extreme Load during normal operation (PLF = 1.35) M res M z F res F z PLF Design Load Case [knm] [knm] [kn] [kn] [-] [-] b(fam17) Table 3.3 Characteristic Extreme Load during normal operation. 3.3 Own Weight Moment The own weight moment contribution due to tower out of vertical is listed in Table 3.4. Tower Own Weight Moment Tower out of vertical: m/m Tower top mass: kg Height tower top to tower top mass: m Partial load factor: Moment due to tower out of vertical: knm Table 3.4 Tower own weight moment. PLF not included. Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

31 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Fatigue Loads Page 6 of 37 4 Fatigue Loads 4.1 Equivalent and Mean Load For the foundation, the mean loads have to be considered. The mean loads must be combined with either the equivalent loads or the fatigue load spectrum. Loads are given in height: 0.20m The equivalent loads given may be used only if the material property can be characterized by an S/N-curve with the same slope as given for the equivalent loads. Minimum Lateral Stiffness Rotational stiffness Lateral stiffness [GNm/rad] [MN/m] Equivalent and Mean Fatigue Foundation Loads Mean load Range m = 4 Range m = 7 Fy [kn] Mx [knm] Table 4.1 Equivalent fatigue foundation loads. Neq=1e7. 5 Stiffness of Foundation The nominal spring stiffness used for the load calculations is 84 GNm/rad resulting in a nominal tower frequency of Hz. The spring stiffness of the foundation must be at least C,dyn 34 GNm/rad for the loads to be valid. The minimum lateral stiffness of the foundations is given in Table 5.1 as a function of the rotational stiffness Table 5.1 Minimum lateral stiffness. Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

32 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 7 of 37 A Co-ordinate Systems Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

33 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 8 of 37 B Rain flow Spectrum This appendix contains the rain flow spectrum for the bending moment and the shear force in the bottom of the tower Foundation Fatigue Load Spectrum Tower shear, bottom F y [kn] Tower bending, bottom M x [knm] Range Frequency Range Frequency 9.971E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+03 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

34 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 9 of E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+08 C Markov matrices This appendix contains the Markov Matrices for the shear force, the bending moment and the torsional moment in the bottom of the tower. Markov Matrices Tower shear, bottom F y [kn] Tower bending, bottom M x [knm] Tower torsion, bottom M z [knm] Level Range Cycles Level Range Cycles Level Range Cycles 5.51E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+03 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

35 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 10 of E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+05 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

57 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 32 of E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+00 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

58 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 33 of E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+01 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

59 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 34 of E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+03 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

60 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 35 of E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+01 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

61 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 36 of E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+01 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

62 Document no.: V04 Date: Issued by: Technology R&D Foundation Loads Class: I Type: T05 Marketing Data Stiffness of Foundation Page 37 of E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+01 Vestas Wind Systems A/S Alsvej Randers SV Denmark

63 Bijlage 3 Berekening afmetingen fundering 29 november 2016 M&ABE N001F0.1 26/27

64 Project : Part : Windpark Ferrum te IJmuiden Voorontwerp t.b.v. bouwvergunning Wind turbine foundation: tapered circular plate on piles type windturbine : V90-3,0 MW-HH80 IEC IA Foundation based on standard Enercon E92 loads on foundation: extreme operational fatigue ULS SLS equivalent horizontal load Fx [kn] vertical load Fz [kn] overturning moment My [knm] size and loads: foundation no. of piles 20 diameter 16,00 operational / fatigue load: operational height in center (w/o pedestal) 1,85 pedestal [yes/no]: (741 kn) yes height at edge 1,20 soil cover [yes/no]: (3169 kn) yes upward ground water load [kn/m2] 0,0 top foundation to ground level: 0,70 area [m2] 201,06 max. ground water to ground level: 4,00 specifc weight of concrete[kn/m3] 24,0 foundation below ground water 0,00 volume of concrete (excl. pedestal) [m3] 311,22 volume of concrete pedestal [m3] 30,87 volume of concrete bottom ring [m3] 0,00 total concrete volume [m3] 342,09 turbine total per pile operating load [kn] partial factor 1,00 1,00 ground water load (upward) [kn] partial factor ground water 1,00 extreme load [kn] minimum partial factor 0,90 0,90 Fs;d,min (incl. water) [kn] maximum partial factor 1,35 1,35 Fs;d,max [kn] pile load during operation extreme loads Mrep bottom [knm] Mrep centre of gravity [knm] reduction factor reference period maximum partial factor Ms;d,max - bottom foundation [knm] Ms;d,max - centre of gravity [knm] distance pile to centre / c.t.c.piles [m] ,00 1,00 1,00 1, ,50 2,36 maximum minimum maximum minimum Fs;d;cyclic - bottom foundation [kn] Fs;d,quasi static - bottom foundation [kn] Fs;d,cyclic - centre of gravity [kn] Fs;d,quasi static - centre of gravity [kn] Fs;d,permanent (static) [kn] pile load bottom of foundation [kn] pile load verification DIANA-analyses [kn] ,00-4,00-3,00-2,00-1,00 0,00 1, maximum pile resistance [kn] dead weight pile [kn] maximum allowable pile load [kn] ok ok ok ok

Nog meer weergeven