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Masterarbeit Sonja Ritzert

Konstruktion und Verguss der Fugen von Betonfertigteiltürmen hoher Wind­ener­gie­an­la­gen

Anlass: Im Forschungsprojekt „PCC-Tower“ entwickeln die TUBULARIS GmbH und die Hochschule Mainz eine Bauweise für Windenergieanlagen an Land aus kompakten Fertigteilen. Ziele sind eine einfache Herstellung im Fertigteilwerk und der Transport auf herkömmlichen LKWs.

Schwerpunkt: Die Fugen zwischen Betonfertigteilen stellen ein empfindliches Detail dar. Sie dienen zur Weiterleitung konzentrierter Lasten und zur Abdichtung. Ihre Auslegung hat entscheidenden Einfluss auf den Herstellungsaufwand und die Dauerhaftigkeit des Bauwerks.

In der Masterarbeit wurden folgende Fragen untersucht:

  • Welche Anforderungen müssen die Fugen erfüllen?
  • Welche Materialien eignen sich für den Verguss?
  • Sind die erforderlichen Materialien und Bauweisen in Normen und Richtlinien hinreichend berücksichtigt?
  • Sind genügend Kenntnisse über die Materialeigenschaften vorhanden?

Eckdaten

Zeitraum:
SoSe 2016

Beteiligte:
Prof. Dr.-Ing. Andreas Garg
Praxispartner: TUBULARIS GmbH, Dipl.-Ing. (FH) Robert Füllmann
Sonja Ritzert  (M. Eng.)

Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit fcd,fat in Abhängigkeit der Betondruckfestigkeit fck nach CEB FIP Model Code 1990 und fib Model Code 2010

 

Ergebnis: Dem sparsamen Einsatz von hochfestem Vergussmörtel nur in Teilen der Fugen stehen konzentrierte Lasten und eine hohe Beanspruchung des Materials gegenüber. Für Vergussmaterialien wird oft der Ermüdungsnachweis maßgebend.
Ein Spektrum von materialtechnisch geeigneten Vergussmörteln ist am Markt erhältlich. Aufgrund der aufwendigen Zertifizierung verfügt nur ein Produkt über alle relevanten Nachweise.
Die Regelung in deutschen Normen und Richtlinien für Windenergieanlagen an Land erfordern für den Einsatz von Vergussprodukten Zustimmungen im Einzelfall und meist langwierige Ermüdungsuntersuchungen. Eine Verbesserung dieser Lage ist Ende 2016 in Aussicht.

Kenntnisse über die Ermüdungs- beständigkeit von Vergussmörteln müssen weiter ausgebaut werden, um belastbare Rückschlüsse aus Inhaltsstoffen und Korngrößen auf das Materialverhalten ziehen zu können.
Der Nachweis muss nach CEB FIP Model Code 1990 geführt werden.
Im Offshore-Bereich ist der  neuere fib Model Code 2010 verbreitet, der höhere Festigkeiten und Ausnutzungen zulässt.

Partner

Systemskizzen

Schema der Bauweise (Scheinfugen gestrichelt)
(1): Zug-/Druck-verbindung &
(2): Montage-sicherung in der Vertikalfuge

Grundriss mit Vergussbereichen der Horizontalfuge