Antalet vindkraftverk, både i Sverige och i världen, ökar från år till år samtidigt som de blir allt högre. Utvecklingen mot högre torn och kraftigare turbiner kräver allt större fundament för att klara de krafter och moment som uppkommer. Ofta varierar markförhållandena mellan de olika verkslägena inom en och samma park. För landbaserade vindkraftverk är tre olika typer av fundament vanligast; gravitationsfundament, bergförankrade och pålade. Arbetet har fokuserat på det första och behandlat hur varierande friktionsvinkel samt grundvattennivå påverkar storleken på fundamentet och därigenom produktionskostnaden för fundamenten. Arbetet utgår från olika friktionsvinklar och grundvattennivåer och jämför vilka kriterier som blir dimensionerande och hur produktionskostnaderna påverkas. De kriterier i brottgränstillstånd och bruksgränstillstånd som utvärderats är; risken för stjälpning, allmänt bärighetsbrott, glidning samt differentialsättningar. Vid allmänt bärighetsbrott har två brottmoder utvärderats, dels den ”vanliga” brottmoden ut från fundamentet, dels brottmoder in under fundamentet. Den senare är viktig att utvärdera då stora excentriska laster verkar och visar sig vara dimensionerande i flera fall med friktionsvinkel runt 38 grader och hög grundvattennivå. Resultaten visar att vid höga grundvattennivåer kombinerat med högre friktionsvinklar så blir risken för stjälpning dimensionerande och fundamentet kan inte minskas ytterligare trots att friktionsvinkeln går upp. Resultaten visar även att cirkulära fundament i samtliga fall är mera material- och kostnadseffektiva än kvadratiska. Resultatet visar tydligt att grundvattennivån har mycket större påverkan på hur stort fundamentet behöver vara för att erforderlig bärighet ska uppnås. Då grundvattennivån påverkar fundamentsstorleken kraftigt är det av stor vikt att den undersöks väl för att undvika att överdimensionerade fundament används. I grova drag kan det räcka med två fundament som är placerade på platser med en gynnsammare grundvattennivå (en meter lägre än övriga) för att motivera projekteringskostnaden för en ytterligare fundamentsstorlek. Fundamentets storlek beror även på jordens friktionsvinkel men påverkas i något mindre grad än av grundvattennivån. / The number of wind turbines are increasing in Sweden as well as in the rest of the world. At the same time the business goes towards higher towers and more powerful turbines to increase production of electricity. This requires larger and more stable foundations to handle the forces and moment that the wind generates. Since wind farms often consists of multiple turbines and covers a great area the ground properties varies between the turbine sites. For wind turbines onshore, three different types of foundations are the most common. Gravity based foundations, rock anchored foundations and piled foundations and the selection is based on thickness of soil strata (down to rock), soil type and properties as well as the level of the groundwater table. This thesis examines how variations in friction angle and level of ground water table affects the production costs of gravity based foundations. Different criteria in ultimate limit state and serviceability limit state is checked; risk of overturning, general shear failure, sliding and differential settlements. General shear failure is evaluated with two rupture lines, both outwards from the foundation and inwards under the foundation. The later one is of importance when the foundation is subject to large eccentric loads and turns out to be the critical parameter in cases with friction angle about 38 degrees and a high groundwater table. With higher friction angles (in combination with high groundwater table) overturning is the designing criterion. In all cases the circular foundations are more size and cost effective than square shaped. The results shows that the groundwater table has greater impact on the required size of the foundation compared to the friction angle of the soil. Therefore it’s important to examine the groundwater situation well at an early stage of construction to avoid larger than necessary foundations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-62951 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Erikson, David |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Geoteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0025 seconds