Założenia projektowe:
Konstrukcją wsporczą będącą przedmiotem analiz prezentowanych w niniejszym opracowaniu jest Monopile XXL. Według założeń jest to fundament przytwierdzony do dna za pomocą wbitego w nie pala, umożliwiający montaż turbiny wiatrowej o mocy 7 MW na akwenie o głębokości 55 m. Przyjęto, że obiekt jest obciążony ciężarem własnym, naporem wiatru, ciśnieniem hydrostatycznym wody morskiej oraz hydrodynamicznym oddziaływaniem środowiska.
Prezentowana konstrukcja przewidziana jest dla warunków panujących na Morzu Bałtyckim w rejonie południowym o głębokości około 55 m. Konstrukcja z uwagi na dużą głębokość akwenu oraz ze względów technologii procesu instalacji fundamentu została podzielona na dwie części. Podzielenie konstrukcji wsporczej na dwa główne elementy tj. pal i kolumnę główną wiąże się z koniecznością złączenia tych dwóch elementów w momencie budowy fundamentu turbiny wiatrowej na morzu. Połączenie to realizuję się w taki sposób, że nakłada się cześć cylindryczną kolumny na wcześniej wbity w dno morskie pal. W celu uzyskania pionu kolumny górnej fundamentu oraz połączenia w trwały sposób tych dwóch stalowych struktur przestrzeń między nimi wypełnia się betonem. W taki sposób powstaje zakładka dwóch cylindrów przedzielona warstwą betonu o odpowiedniej wysokości. Założono że wysokość połączenia wynosi 20 m i zaczyna się 5 m pod powierzchnią swobodną wody, a grubość warstwy betonu 100 mm. Ostateczny wariant zaproponowanego fundamentu zakłada jego utwierdzenie za pomocą pala o średnicy 6,5 m wbitego na głębokość 40 m.Całkowita długość pala wyniesie 90 m. Główne wymiary i założeni konstrukcyjne zostały przedstawione na rysunku nr 1.
Podczas obliczeń starano się uwzględnić pracę dna akwenu i jego oddziaływanie na wbity w nie pal. W symulacjach uwzględniono również uproszczony sposób modelowania pracy betonu w połączeniu i jej oddziaływanie na konstrukcję stalową co zostanie opisane bardziej szczegółowo w poniższych rozdziałach.
Niniejszy materiał jest napisany na podstawie raportów wewnętrznych sporządzanych podczas projektowania i optymalizacji konstrukcji.
Rys. 1. Podstawowe parametry geometryczne konstrukcji wsporczej