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The development of renewable energies and the desired independence from fossil energy sources are essential for security of supply. Wind energy turbines already account for the largest share of electricity generation in Germany. As part of modular precast concepts for wind turbine towers, vertical joints now divide the segments into even smaller components. This significantly reduces transport costs and installation time. The load-bearing behaviour of these segmented concrete towers is very complex due to the horizontal and vertical joints and the resulting restrained cross-sectional deformations. In the case of thin-walled half-shell segments now used in modern wind turbine towers, cross-sectional distortion and warping can significantly reduce the load-bearing capacity. Even under pure torsional loading, there is a decrease in the horizontal joint load capacity compared to conventional thin-walled circular rings. However, there are currently no design approaches for this new construction, as the structural behaviour is neither fully understood nor reliably modeled. This cumulative dissertation deals with the modeling of the torsional behaviour of segmented concrete towers for wind turbines based on the warping theory of thin-walled bars. Transferring the complex mechanical relationships into an understandable and comprehensible bar model allows differentiated evaluation approaches. In the case of segmented concrete towers, this leads to the long-term realization of even more innovative, higher and safer tower concepts. With this calculation approach, the practical engineer always remains in control of his or her own actions. Accordingly, the results can be used as a basis for evaluation without much need for interpretation, e.g. to assess the effect of restrained sectional warping on the distribution of normal stresses. The successive derivation of an engineering approach is presented using mechanical modeling concepts and non-linear numerical investigations as we, Der Ausbau der erneuerbaren Energien und die angestrebte Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern sind für die Versorgungssicherheit unerlässlich. Den größten Anteil an der Stromerzeugung haben in Deutschland schon heute die Windenergieanlagen. Im Rahmen modularer Fertigteilkonzepte für Türme von Windenergieanlagen teilen mittlerweile Vertikalfugen die Segmente in immer kleinere Komponenten. Auf diese Weise können die Transportkosten und der Montageaufwand erheblich reduziert werden. Das Tragverhalten dieser segmentierten Betontürme ist aufgrund der horizontalen und vertikalen Fugen sowie der daraus resultierenden behinderten Querschnittsverformungen sehr komplex. Bei dünnwandigen Halbschalensegmenten, die inzwischen im modernen Turmbau für Windenergieanlagen eingesetzt werden, können Querschnittsverzerrungen und -verwölbungen die Tragfähigkeit erheblich beeinträchtigen. Bereits bei einer reinen Torsionsbelastung ist im Vergleich zu konventionellen dünnwandigen Kreisringen eine Abnahme der horizontalen Fugentragfähigkeit zu erkennen. Es existieren zurzeit jedoch noch keine Bemessungsansätze für die neuartige Konstruktion, da weder das Strukturverhalten vollständig verstanden ist, noch verlässlich modelliert werden kann. Diese kumulative Dissertation befasst sich daher mit der Modellierung des Torsionstragverhaltens von segmentierten Betontürmen für Windenergieanlagen auf Basis der Wölbtheorie dünnwandiger Stäbe. Ziel ist die realitätsnahe Abbildung des Torsionstragverhaltens der hybriden Turmkonstruktion durch die sukzessive Entwicklung eines Ingenieurmodells. Die Übertragung der komplexen mechanischen Zusammenhänge in ein verständliches Stabmodell ermöglicht differenzierte Bewertungsansätze. Dies führt im Anwendungsfall der segmentierten Betontürme langfristig zur Realisierung noch innovativerer, höherer und sicherer Turmkonzepte. Mit diesem Berechnungsansatz behalten die in der Praxis tätigen Ingenieur:innen stets die Kontroll

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Modellierung der Torsionstragfähigkeit segmentierter Betontürme auf Basis der Wölbtheorie dünnwandiger Stäbe. Ziel ist die wirklichkeitsnahe Abbildung des Tragverhaltens und die Entwicklung eines Ingenieurmodells, das dem praktischen Anwender stets die Kontrolle über sein Handeln bewahrt und die Resultate ohne gesonderten Interpretationsbedarf als Bewertungsgrundlage ansetzt. Auf der Grundlage von mechanischen Modellvorstellungen und nichtlinearen numerischen Untersuchungen wird die sukzessive Entwicklung eines ingenieurmäßigen Ansatzes vorgestellt. Dieser dient als Grundlage der Validierung sorgfältig durchzuführender Versuche an Betonsegmenten.

This paper provides an overview of the research topics of the UNICARagil project with the focus on different architectures, such as the mechatronic, the software, and the mechanic architecture. The main research questions as well as possible solutions, which will be investigated in this project, are described. The project is funded by the Federal Ministry of Education and Research of Germany In terms of the mechatronic and the software architecture, this paper focuses on the ECU concept: the main tasks of the automated driving process are executed on three ECUs, which are called the cerebrum, the brainstem and the spinal cord. This architecture supports the modular approach regarding functional safety, the ability of future updates and upgrades, and the service orientated architecture (SOA) of the software. The well-known SOA approach is transferred to automotive applications and becomes the automotive service orientated architecture (ASOA). Furthermore, the mechanic structure of the four vehicles AUTOtaxi, AUTOelfe, AUTOliefer and AUTOshuttle is described.

This article deals with the analysis and evaluation of the structural behavior of segmented tower constructions in large-scale experimental investigations. For this purpose, a tower model with dry horizontal joints on a scale of approximately 1:10 is constructed and loaded. The objective of these large-scale investigations is to determine the load-bearing behavior of concrete segment towers subjected to normal force (external prestressing), bending, shear force and torsion and to derive more efficient and realistic design models. The transfer of shear stresses between individual segments is ensured by frictional resistance in the horizontal joints due to prestressing. The current design models are based on plane flange surfaces at the top and bottom of the segments as well as their ideal circular ring shape. This assumes a constant normal stress distribution for the compression connection. Within the large-scale experimental tests, findings for uneven force distribution in the horizontal joints due to prestressing and shear bending were obtained, that have a significant impact on the design models. However, for the evaluation of the results and the projection onto the real construction components, the scale effects must be urgently taken into account.