Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Die Berücksichtigung der Richtungsverteilungsfunktion führt i. A. zu einer geringeren Bean-
spruchung (Lastwechselzahlen und Spannungsamplituden) von OWEA-Fundamenten, da die
maximalen Spannungen je nach Wellenrichtung an unterschiedlichen Orten in den Funda-
menten auftreten. Dadurch können diese mit geringeren Materialstärken ausgeführt werden.
Ähnliches gilt auch für Verteilung und Häufigkeit der Windrichtungen und Windgeschwindig-
keiten und den Belastungen daraus.
Allgemeines Seegangsspektrum nach Bretschneider:
°
¢
°
5
·
exp
°
4
[m
2
·
s]
S
h
(
!
)
=
Æ
·
!
°
Ø
·
!
(11.65)
mit:
S
h
(
!
) = Spektraldichte des Seegangs;
!
= Seegangsfrequenz [s
°
1
];
Æ
= Koeffizient [m
2
/s
4
];
Ø
= Koeffizient [s
°
4
]
Für eine ausgereifte Windsee (sogenannter langkämmiger Seegang, Windgeschwindigkeit
u
)
erhält man das daraus abgeleitete Pierson-Moskowitz-Spektrum (P-M-Spektrum) mit den
durch Beobachtungen und Messungen von Seegängen im Nordatlantik ermittelten Koeffizi-
enten
Æ
und
Ø
:
∑
∏
≥
¥
g
u
·
!
4
s
h
(
!
)
=
0,0081
·
g
2
·
!
°
5
·
exp
°
0,74
·
(11.66)
darin sind
Æ
=
0,0081
·
g
2
und
Ø
=
0, 74
·
(
g
/
u
)
4
enthalten
In der Praxis wird häufig auch das zweiparametrische verzerrte P-M-Spektrum verwendet,
das „modifiziertes“ P-M-Spektrum oder ISSC-Spektrum (ISSC = International Ship Structure
Conference). Dieses Spektrum kann auch für sogenannte „unausgereifte“ Seegänge verwen-
det werden, d. h., wenn Streichlänge und/oder Streichdauer nicht ausreichend sind, um eine
ausgereifte Windsee zu erzeugen (Beispiel: Sturm in der Nordsee oder Ostsee). Dazu müssen
weitere Größen eingeführt werden, die solchen Seegang kennzeichnen.
Das sind:
H
1/3
= mittlere Höhe der Wellen, die höher sind als 2/3 aller Wellen (auch als „signi-
fikante“ Wellenhöhe
H
S
bezeichnet);
T
0
(Periode der Nulldurchgänge (
h
(
t
)
=
0) oder
T
m
(mitt-
lere Wellenperiode) oder
T
P
(Periode des Maximums des Spektrums)
Die Parameter
H
1/3
und
T
müssen aus Seegangsstatistiken ermittelt werden. Das ISSC-
Spektrum lautet:
∑
°
692
µ
∂
∏
4
1
T
m
·
!
S
h
(
!
)
=
173
·
H
1/3
·
T
m
°
5
·
exp
·
!
∑
µ
∂
∏
4
1
T
0
=
124
·
H
1/3
·
T
0
°
5
·
exp
·
!
°
496
(11.67)
·
!
Zwischen den unterschiedlichen Perioden gelten bei dem P-M- und dem ISSC-Spektrum die
Beziehungen:
T
m
=
0,7716
·
T
P
=
1,0864
·
T
0
(11.68)
Aus dem Spektrum nach Bild 11.17 kann man bei der Windgeschwindigkeit
u
=
20m/s für
!
P
bzw.
T
P
ablesen:
°
1
)
T
P
=
2
·
º
/
!
P
=
14,6s;
T
0
=
0,7102
·
T
P
=
10,4s;
T
m
=
11,3s
)
!
P
=
0,43s
