Türme für Windenergieanlagen werden bevorzugt aus Stahlbetonfertigteilen zusammengesetzt, auf die abschließend ein Stahlrohrturm aufgesetzt wird. Dabei werden die Fertigteile nicht miteinander Verschraubt, sondern trocken aufeinandergestapelt und mit Spanngliedern in vertikaler Richtung zusammengespannt. Da die Anlagen stetig höher und die Rotordurchmesser immer größer werden erhöhen sich auch die Beanspruchungen aus Wind mit jeder neuen Anlagengeneration. Bläst beispielsweise eine Windböe nur auf eine Rotorhälfte, so erfährt der Turm nicht nur Biegung, sondern auch Torsion. Infolge Torsion verdreht sich der Turm um seine eigene Achse, der Turm verdrillt. Die gleichzeitig auftretende Biegung kann, je nach Auslegung klaffende Fugen hervorrufen, die wiederum den Torsionsabtrag über die Segmentfugen hinweg erschweren.

Die bestehenden Nachweiskonzepte zum Torsionstragverhalten trockener Fugen in Kombination mit anderen Beanspruchungen sind entweder zu ungenau oder zu konservativ um mit dem Fortschritt des Anlagenbaus und den damit verbundenen hohen Lasten mithalten zu können. An der Hochschule Mainz wird daher im Rahmen von InnoProm zum Torsionstragverhalten vorgespannter Segmenttürme geforscht. Der Promovend Lutz Loh entwickelte dabei ein Nachweisverfahren für unter Torsion und Biegung stehende Segmentfugen auf Grundlage der Theorie der Wölbkrafttorsion.  Diese wurde bisher vordergründig im Stahlbau angewandt. Eine Anwendung im Massivbau, bzw. für Fugenkonstruktionen ist derzeit einmalig. Das Forschungsvorhaben ist bereits weit fortgeschritten, sodass bereits Versuchsdaten zur Verifikation des Nachweisverfahrens nachgerechnet werden konnten. Die Nachrechnung, der an der Universität Hannover durchgeführten Versuche, haben eine sehr gute Übereinstimmung gezeigt.

Torsionstragverhalten von Betonhohlquerschnitten in geschlossenen und klaffenden Segmentfugen

Teil 1: Eine Nachweisführung gemäß Elastizitätstheorie

Teil 2: Die Umlagerung der Torsionsschubspannungen