In diesem Beitrag wird die Entwicklung der nordsuchenden Vermessungskreisel in Deutschland kurz dargestellt. An Beispielen werden Anwendungsgebiete und technische Parameter diskutiert und aktuelle Geräte mittlerer Genauigkeit vorgestellt. Zuletzt werden neue Technologien und die möglichen Anwendungen dieser Technologien beschrieben. / This article briefly describes the development of the north-seeking gyros in Germany. Examples of application areas and technical parameters are discussed and current medium-precision devices are presented. Finally, new technologies and possible applications of these technologies are described.

Supporting environmental monitoring with remote sensing data considerably increases cost effectiveness and reliability of traditional, manual solutions. Additionally, by means of automation, it bears the potential to prevent contaminations or disasters through the availability of timely and spatially dense data. To this end, we investigate the possibility to monitor gas and oil pipelines of a storage cavern by using optical, multi spectral data from the Copernicus Sentinel 2 satellites. Due to a lack of known disasters/contaminations, we resort to a monitoring approach based on statistical outliers. First results demonstrate the general capability of our approach to detect contaminations and generate warnings.

Der Baufortschritt in Deutschland und global betrachtet ist immens. Es werden jedoch nicht nur Neubauwerke errichtet, sondern auch immer mehr Tragstrukturen erhalten. Die Gründe dafür können vielfältig sein. Um jedoch Bauwerke nachträglich zu verstärken, müssen die Tragmechanismen des Verstärkungsmaterials gut erforscht und verstanden sein, bevor es auf dem Markt angewendet werden kann. In dieser Arbeit sind Versuche zur Beschreibung des Torsionstragverhaltens carbonbetonverstärkter Plattenbalken durchgeführt worden. Es wird zunächst in gebotener Kürze der Stand des Wissens zusammengefasst. Anschließend werden das Versuchsprogramm und die Probekörper inklusive der Materialkennwerte vorgestellt. Neben einer ausführlichen Beschreibung der Torsionsmomenten-Verwindungs-Beziehungen, der Dehnungsverteilungen im Zustand I und Zustand II sowie den Rissabständen und Risswinkeln wird eine Möglichkeit gezeigt, das einwirkende Torsionsmoment anhand der gemessenen Materialkennwerte zum Betrachtungszeitpunkt bei erreichter Maximallast zu bestimmen und somit Informationen über die vorhandene Kräfteverteilung der Druck- bzw. Zugstreben zu erhalten. Die durchgeführten Versuche stellen nur einen Bruchteil der notwendigen Untersuchungen dar, um das Tragverhalten von carbonbetonverstärkten Bauteilen auf Torsionsbeanspruchung beispielsweise in einer Richtlinie zu regeln. Sie bieten jedoch einen Anfang. Es wäre interessant zu erfahren, ob bei Plattenbalken mit abweichender Geometrie ein vergleichbares Tragverhalten beobachtet werden kann. Zudem wäre ausführlich die Verankerungsmöglichkeit der Carbonbewehrung im Torsionsfall zu untersuchen, da mit den momentan verfügbaren Bewehrungsmatten bei Plattenbalken teilweise nur bündige Stöße möglich sind. Trotz dieser konstruktiven Mängel ist dennoch eine Tragfähigkeitssteigerung möglich, die nicht nur mit der aufgebrachten Feinbetonschicht zu erklären ist.:Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................................... I Symbolverzeichnis ........................................................................................................................ III Abbildungsverzeichnis ................................................................................................................. VII Tabellenverzeichnis ...................................................................................................................... XI 1 Einleitung ................................................................................................................................. 1 1.1 Ausgangslage ................................................................................................................... 1 1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit ................................................................................ 3 1.3 Abgrenzung ...................................................................................................................... 3 2 Stand des Wissens................................................................................................................... 5 2.1 Stahl- und Carbonbeton im Überblick ........................................................................... 5 2.1.1 Die Anfänge in Deutschland .................................................................................... 5 2.1.2 Werkstoffverhalten des Betons und der Stahl- und Carbonbewehrung ............ 9 2.1.3 Verbund- und Tragverhalten von Stahl- und Carbonbeton ............................... 13 2.2 Torsion ........................................................................................................................... 17 2.2.1 Durchgeführte Untersuchungen seit 2011 .......................................................... 17 2.2.2 Tragverhalten von torsionsbeanspruchten Stahlbetonbauteilen ..................... 19 2.2.3 Berechnungsmodelle zur Bestimmung der Torsionstragfähigkeit .................... 21 3 Versuchsprogramm .............................................................................................................. 33 3.1 Torsionsbeanspruchte Plattenbalken ......................................................................... 33 3.2 Kleinteilige Standardtests ............................................................................................. 34 4 Probekörper........................................................................................................................... 37 4.1 Eigenschaften und Abmessungen ............................................................................... 37 4.1.1 Plattenbalken für Torsionsversuche .................................................................... 37 4.1.2 Kritik am Versuchskörper ...................................................................................... 39 4.2 Materialien ..................................................................................................................... 40 4.2.1 Beton- und Stahlkennwerte – Plattenbalken ....................................................... 40 4.2.2 Carbonbewehrung ................................................................................................. 40 4.3 Herstellung .................................................................................................................... 41 4.3.1 Plattenbalken für Torsionsversuche .................................................................... 41 4.3.2 Bauteilverstärkung ................................................................................................. 42 4.4 Routine- und Begleitprobekörper ................................................................................ 42 5 Experimentelle Untersuchungen ......................................................................................... 45 5.1 Variante I des Torsionsversuchsstandes ..................................................................... 45 5.2 Variante II des Torsionsversuchsstandes .................................................................... 47 5.3 Versuchsdurchführung ................................................................................................. 49 5.4 Messtechnik ................................................................................................................... 50 6 Versuchsergebnisse .............................................................................................................. 55 6.1 Routine- und Begleitprobekörper ............................................................................... 55 6.2 Ergebnisse der auf Torsion verstärkten Plattenbalken ............................................. 57 6.2.1 Einleitung einer Vorschädigung in die Plattenbalken ......................................... 57 6.2.2 Ergebnisse der Plattenbalkenversuche – Torsions-Verwindung-Verhalten ...... 59 6.2.3 Ergebnisse der Plattenbalkenversuche – Dehnungen ε ..................................... 70 6.2.4 Ergebnisse der Plattenbalkenversuche – Rissabstände und -winkel ................ 77 6.2.5 Ergebnisse der Plattenbalkenversuche – Torsionssteifigkeit-Verhalten ........... 83 6.3 Gegenüberstellung der Versuchsergebnisse nach Versagensfall ............................. 84 7 Nachrechnung der Plattenbalkenversuche ........................................................................ 87 7.1 Überprüfung der Ansätze von Schladitz ..................................................................... 87 7.1.1 Berechnung des Erstrissmomentes der Probekörper ........................................ 87 7.1.2 Berechnung des Zustands II der unverstärkten Probekörper nach EC 2 [34] .. 89 7.1.3 Berechnung der Tragfähigkeit der verstärkten Probekörper im Zustand II nach Schladitz [95] ......................................................................................................................... 91 7.1.4 Verwindungen im Zustand I und Zustand II ........................................................ 94 7.2 Erweiterung der Ansätze von Schladitz [95] ............................................................... 97 7.2.1 Nachrechnung des Erstrissmoments eines carbonbetonverstärkten Plattenbalkens ....................................................................................................................... 97 7.2.2 Modifizierten Ansatz im Zustand II .................................................................... 100 7.2.3 Parameterstudie mit der SITgrid 040 Carbonbewehrung nach Ansatz (3) ..... 104 7.2.4 Parameterstudie mit der solidian-Carbonbewehrung nach Ansatz (3) .......... 108 7.2.5 Vergleich und Interpretation der aufgestellten Berechnungen....................... 111 8 Zusammenfassung und Ausblick ....................................................................................... 115 9 Literaturverzeichnis ............................................................................................................ 119 Anhang A – Materialkennwerte ................................................................................................ 127 Anhang B – Bruchbilder der Plattenbalken ............................................................................. 167 Anhang C – Messwerte der experimentellen Untersuchungen ............................................. 183 Anhang D – Vergleich der Berechnungen Ansatz 1 und Ansatz 2 ......................................... 253

Das Bauwesen hat sich seit dem Bau der ersten antiken Großbauwerke in seiner Arbeitsteilung und Produktivität nur wenig entwickelt. Im Vergleich zu anderen Industriebereichen wie der Automobilbranche mit 760 % oder der Landwirtschaft mit 1.512 % Produktivitätssteigerung verzeichnet das Bauwesen lediglich 6 % in den vergangenen 80 Jahren. Eine hocheffiziente Bauproduktion ist jedoch essenziell, um klimagerecht, ressourcenschonend und wirtschaftlich zu bauen. Dafür sind neue, ressourceneffiziente Bauweisen und schlanke Produktionsverfahren notwendig, die sich an den Anforderungen der Gegenwart orientieren und ohne belastende Vorurteile ihr Potenzial entfalten können. Ein vielversprechender Ansatz liegt in der Adaption erfolgreicher Konzepte aus anderen Industrien, wie der Übertragung von Lean Management auf Lean Construction. Dies ist auch für die Etablierung neuer Technologien wie Carbonbeton von zentraler Bedeutung. Carbonbeton bietet als Material der Zukunft die Möglichkeit, Bauweisen effizienter, nachhaltiger und wirtschaftlicher zu gestalten. Diese Arbeit widmet sich der wirtschaftlichen Wertschöpfungskette von Carbonbeton und betrachtet sowohl die technische als auch die wirtschaftliche Perspektive. Nach einer Einführung zur Carbonbetonbauweise wird eine wirtschaftswissenschaftliche Sichtweise eingenommen. Mittels Instrumenten der Wettbewerbsanalyse und Marktforschung, insbesondere der multivariaten Verbundmessung, werden Strukturen im Bauwesen analysiert. Dabei liegt der Fokus auf der Anwenderseite: Anforderungen und der daraus hervorgehende Nutzen bestimmter Eigenschaften werden qualitativ erhoben. Experteninterviews dienen als Grundlage für die Erstellung eines Fragebogens zur Ermittlung der Zahlungsbereitschaft. Die erhobenen Daten werden genutzt, um Nutzenwerte für spezifische Anwendungen wie Wandkonstruktionen zu ermitteln. Diese Werte werden in ein digitales Werkzeug überführt, das eine Anpassung weiterer Baukonstruktionen an Anwenderanforderungen ermöglicht. Für eine ausgewählte Wandkonstruktion wurden auf Basis der Nutzenwerte die Zielkosten entlang der Wertschöpfungskette bestimmt. Die Verknüpfung der einzelnen Herstellschritte mit den geforderten Eigenschaften ermöglichte eine Optimierung der Wertschöpfungskette. Im Ergebnis konnte eine konkurrenzfähige Wertschöpfungskette für Carbonbeton nachgewiesen und ein Kostenvergleich mit der Stahlbetonvariante durchgeführt werden. Abschließend wird eine Prognose für das Marktpotenzial im Bereich der automatisierten Halbfertigteilproduktion von Carbonbetonbauteilen vorgestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass Carbonbeton eine zukunftsfähige Alternative darstellt, die sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile bietet.:Inhaltsverzeichnis Vorwort und Danksagung 3 Kurzfassung 6 Abstract 7 Inhaltsverzeichnis 9 1. Einleitung 11 1.1 Themenstellung 13 1.2 Forschungsfragen 13 1.3 Forschungsdesign 14 2. Grundlagen 17 2.1 Stand der Carbonbeton-Forschung 17 2.2 Einordnung der Wirtschaftlichkeit 19 3. Wirtschaftliche Wertschöpfungskette 24 3.1 Wertschöpfungskette und deren Abgrenzung 24 3.2 Wertschöpfungsanalyse 27 3.2.1 Vergleich der Zielanwendungen 29 3.2.1.1 Herausfiltern einer Zielanwendung für Carbonbeton 31 3.2.1.2 Vergleich von marktführenden Konkurrenzanwendungen 34 3.2.2 Funktions- und Anforderungsanalyse 52 3.2.2.1 Ermittlung der Eigenschaften und Merkmale 55 3.2.2.1.1 Ableiten der Eigenschaften aus der Anforderungsanalyse 55 3.2.2.1.2 Ableiten der Merkmale aus den relevanten Eigenschaften 57 3.2.2.1.3 Verknüpfung der Merkmale mit den Prozessschritten 58 3.3 Zahlungsbereitschaft 60 3.3.1 Methode: Conjoint-Analyse – Verbundmessung 62 3.3.1.1 Befragung von Fachexperten (qualitativ) 69 3.3.1.2 Auswertung der Interviews 71 3.3.2 Befragung Online (quantitativ) 72 3.3.2.1 Entwicklung des Fragebogens (quantitativ) 73 3.3.2.1.1 Durchführung der Befragung der einzelnen Zielgruppen 76 3.3.2.1.2 Bedeutung, Wichtigkeit und Zahlungsbereitschaft 80 3.3.2.1.3 Auswertung der Ergebnisse 81 3.3.2.1.4 Auswertung der Conjoint-Fragen 106 3.3.3 Nutzenorientierte Bewertung von Bauteilen 111 4. Zielkostenermittlung 113 4.1 Methode: Target Costing 113 4.1.1 Ermittlung der Zielkosten 114 4.1.1.1 Analyse der Kostentreiber 119 4.1.1.2 Prozesszeiten und Kostentreiber im Werksumfeld 125 4.1.2 Optimierung der Prozess- und Wertschöpfungskette 127 4.1.3 Kalkulatorisches Vergleichsverfahren 128 4.1.4 Kopplung von Eigenschaften und WSK-Schritten 143 4.1.5 Matrix der Zahlungsbereitschaft und Zielkosten 145 4.1.6 Die marktfähige Wertschöpfungskette für die Carbonbetonwand 149 4.2 Möglichkeit Carbonbetonwerk (C-Factory) 150 4.2.1 Wesentliche Schlüsselschritte im Werk 151 4.2.1.1 Ermittlung des Marktpotenzials (Massenmarktanwendungen) 152 5. Zusammenfassung und Ausblick 157 5.1 Zusammenfassung 157 5.2 Ausblick 163 Beantwortung der Forschungsfragen 164 Literaturverzeichnis 166 Anhang 177 A.1 Auszug Liste der realisierten Vorhaben in Textil- und Carbonbeton 177 A.2 Interviewleitfaden Anwendungsgebiete 179 A.3 Datenbanken Amadeus 181 A.4 Interviewleitfaden 182 A.5 Aufbau und Konzeption des Fragebogens 189 A.6 Erläuterung der Anwendungsbeispiele der Conjoint-Befragung 195 A.7 Annahmen und Berechnung der Carbonbewehrungsherstellung 196 A.8 Erläuterung zu Angebotskalkulation Wandvergleich 198 A.9 Zielkostenerreichung und Vergleiche 204

Erfahrungsbericht zum Steinkohlenbergbau in Mosambik: Die Republik Mosambik ist ein schwach entwickeltes Agrarland mit einer bescheidenen Verarbeitungsindustrie, vorwiegend in den Hafenstädten, und einer Infrastruktur, die viele Wünsche offenlässt. Reich ist das Land an unterschiedlichen Rohstoffen. Neben Vorkommen an NE-Metallen, Tantal, Halbedelsteinen und Erdöl sind die umfangreichen Steinkohlenlagerstätten vor allem in der Provinz Tete am Sambesi zu nennen, die jedoch bis zum Ende des 20. Jahrhunderts nur in sehr bescheidenem Umfang erschlossen waren.

Blockheizkraftwerke (BHKW) von Biogasanlagen benötigen in der Regel eine Abgasnachbehandlung, um den Grenzwert für Formaldehydemissionen einzuhalten. Meist kommen Oxidationskatalysatoren zum Einsatz. Für den Betreiber eines BHKWs mit Katalysator ist es jedoch praktisch nicht möglich, die ordnungsgemäße Funktion des Katalysators zu überwachen. Ziel dieser Studie war es daher, aus vorhandenen Messberichten von immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedürftigen Biogas-BHKW mögliche Korrelationen zwischen Formaldehyd- und anderen Abgaskonzentrationen aufzudecken. Weiterhin wurden in einem zusätzlichen Messprogramm in der Studie dargestellte mögliche Korrelationen zwischen Formaldehyd und anderen Abgaskonzentrationen überprüft. Ergebnis ist, dass sich die Standzeiten der Katalysatoren verbessert haben. Es sind aber keine signifikanten Korrelationen zwischen Formaldehyd und anderen Abgaskonzentrationen festzustellen. Die Studie richtet sich u. a. an Messinstitute, Entwickler von Katalysatoren und Behörden.

With the ongoing development of building information modelling (BIM) towards a comprehensive coverage of all construction project information in a semantically explicit way, visual representations became decoupled from the building information models. While traditional construction drawings implicitly contained the visual representation besides the information, nowadays they are generated on the fly, hard-coded in software applications dedicated to other tasks such as analysis, simulation, structural design or communication. Due to the abstract nature of information models and the increasing amount of digital information captured during construction projects, visual representations are essential for humans in order to access the information, to understand it, and to engage with it. At the same time digital media open up the new field of interactive visualizations. The full potential of BIM can only be unlocked with customized task-specific visualizations, with engineers and architects actively involved in the design and development process of these visualizations. The visualizations must be reusable and reliably reproducible during communication processes. Further, to support creative problem solving, it must be possible to modify and refine them. This thesis aims at reconnecting building information models and their visual representations: on a theoretic level, on the level of methods and in terms of tool support. First, the research seeks to improve the knowledge about visualization generation in conjunction with current BIM developments such as the multimodel. The approach is based on the reference model of the visualization pipeline and addresses structural as well as quantitative aspects of the visualization generation. Second, based on the theoretic foundation, a method is derived to construct visual representations from given visualization specifications. To this end, the idea of a domain-specific language (DSL) is employed. Finally, a software prototype proofs the concept. Using the visualization framework, visual representations can be generated from a specific building information model and a specific visualization description. / Mit der fortschreitenden Entwicklung des Building Information Modelling (BIM) hin zu einer umfassenden Erfassung aller Bauprojektinformationen in einer semantisch expliziten Weise werden Visualisierungen von den Gebäudeinformationen entkoppelt. Während traditionelle Architektur- und Bauzeichnungen die visuellen Reprä̈sentationen implizit als Träger der Informationen enthalten, werden sie heute on-the-fly generiert. Die Details ihrer Generierung sind festgeschrieben in Softwareanwendungen, welche eigentlich für andere Aufgaben wie Analyse, Simulation, Entwurf oder Kommunikation ausgelegt sind. Angesichts der abstrakten Natur von Informationsmodellen und der steigenden Menge digitaler Informationen, die im Verlauf von Bauprojekten erfasst werden, sind visuelle Repräsentationen essentiell, um sich die Information erschließen, sie verstehen, durchdringen und mit ihnen arbeiten zu können. Gleichzeitig entwickelt sich durch die digitalen Medien eine neues Feld der interaktiven Visualisierungen. Das volle Potential von BIM kann nur mit angepassten aufgabenspezifischen Visualisierungen erschlossen werden, bei denen Ingenieur*innen und Architekt*innen aktiv in den Entwurf und die Entwicklung dieser Visualisierungen einbezogen werden. Die Visualisierungen müssen wiederverwendbar sein und in Kommunikationsprozessen zuverlässig reproduziert werden können. Außerdem muss es möglich sein, Visualisierungen zu modifizieren und neu zu definieren, um das kreative Problemlösen zu unterstützen. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, Gebäudemodelle und ihre visuellen Repräsentationen wieder zu verbinden: auf der theoretischen Ebene, auf der Ebene der Methoden und hinsichtlich der unterstützenden Werkzeuge. Auf der theoretischen Ebene trägt die Arbeit zunächst dazu bei, das Wissen um die Erstellung von Visualisierungen im Kontext von Bauprojekten zu erweitern. Der verfolgte Ansatz basiert auf dem Referenzmodell der Visualisierungspipeline und geht dabei sowohl auf strukturelle als auch auf quantitative Aspekte des Visualisierungsprozesses ein. Zweitens wird eine Methode entwickelt, die visuelle Repräsentationen auf Basis gegebener Visualisierungsspezifikationen generieren kann. Schließlich belegt ein Softwareprototyp die Realisierbarkeit des Konzepts. Mit dem entwickelten Framework können visuelle Repräsentationen aus jeweils einem spezifischen Gebäudemodell und einer spezifischen Visualisierungsbeschreibung generiert werden.

Die Endlagerbranche steht vor einem tiefgreifenden Wechsel. Die bisherigen Organisationseinheiten DBE mbH, ASSE GmbH, Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) werden neu sortiert und in der neugegründeten Bundes-Gesellschaft für Endlagerung verschmolzen. Eine neue Genehmigungsbehörde, das Bundesamt für Kerntechnische Entsorgungssicherheit (BfE) wird geschaffen. Im Ergebnis dieser Neustrukturierung gibt es eine klare Aufgabentrennung zwischen Regulator und Operator. Darüber hinaus führt die Zusammenlegung der bisher verteilten Aufgaben vom Bauherr und ausführender Baufirma zu Synergieeffekten und einer größeren Umsetzungskompetenz in den Endlagerprojekten. Die neue Bundes-Gesellschaft für Endlagerung (BGE) wird sowohl in der Tiefe als auch in der Breite ihre Aktivitäten jede der bisher bestehenden Organisationen übertreffen und daher eine höhere Schlagkraft haben.

Der verantwortungsbewusste Umgang mit alt- und nachbergbaulichen Strukturen umfasst den Aufbau und die Entwicklung eines Risikomanagementsystems. Aktuelle Informationen über die Stabilität der bergbaulichen Objekte, ihren Zustand und mögliche Auswirkungen auf die Tagesoberfläche werden durch ein Monitoringprogramm bereitgestellt. Der Beitrag behandelt die Zusammenhänge zwischen den bergbaulichen Elementen/ Objekten, den Ereignissen an der Tagesoberfläche, den zu messenden Parametern und den heute zur Verfügung stehenden Monitoringverfahren. In einem besonderen Fokus stehen alle Verfahren, deren Potentiale als besonders untersuchungswürdig eingestuft werden. Dazu zählen insbesondere die Daten des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus. Die bisher gewonnenen Erfahrungen bei der Verschneidung der radarinterferometrischen, multi- und hyperspektralen Daten u.a. der Sentinel-Satelliten, mit den Ereignissen an altund nachbergbaulichen Elementen werden beschrieben. Neben der Analyse von Bodenbewegungsprozessen kommt den Veränderungen des Bodenwassergehaltes, der Vitalität der Vegetation und der Landnutzung eine besondere Bedeutung zu. / The responsible handling of old- and post-mining structures encompasses the installation and the development of a risk management system. Up-to-date information about the mining objects` stability, their condition and possible effects to the ground surface are provided by a monitoring program. This contribution deals with the contexts between the mining objects, the effects to the ground surface, the parameters to be measured and the currently available monitoring methods. The methods which are recognized as extraordinary useful, shall be emphasized within this paper. Among these, the data of the European Earth observation program Copernicus are of a special interest. The to date gained experiences by merging of radar interferometrical, multi- and hyperspectral data with the old- and post-mining elements are being described. Besides the analysis of ground movement processes the variations of soil water, the vegetation’s vitality and the land use are focussed.

Recently, an efficient resource model updating framework was proposed with the aim of improving the raw material quality control and process efficiency in any type of mining operation. This includes the integration of online-sensor measurements that are obtained during the production into the resource model. The concept has been applied in a coal mining environment with the aim of identifying local impurities in a coal seam and to improve the prediction of coal quality attributes in neighbouring blocks. The goal of this presentation is to demonstrate how the use of the resource model updating framework can provide added value for the mining industry. Both economical and environmental considerations are taken into account when the added value is investigated.