Stahlbau

Die ATV DIN 18335 „Stahlbauarbeiten“ gilt für Stahlbauleistungen des konstruktiven Ingenieurbaus im Hoch- und Tiefbau einschließlich des Stahlverbundbaus.

• Metallbauarbeiten (siehe ATV DIN 18360 „Metallbauarbeiten“) sowie

• für Korrosionsschutzarbeiten (siehe ATV DIN 18364 „Korrosionsschutzarbeiten an Stahlbauten“).

Grundsätzlich gelten die Anforderungen der ATV DIN 18299, "Allgemeine Regelungen für Bauarbeiten jeder Art", Abschnitte 1 bis 5, sozusagen in einer höheren Rangfolge, für alle Leistungen. Dies bedeutet, dass im Falle von Widersprüchen die Bestimmungen der ATV DIN 18335 Vorrang haben. Eine weitere wichtige Norm für Stahlbauleistungen ist DIN EN 1090-2, "Konstruktion von Stahlbauten und Aluminiumtragwerken - Teil 2: Technische Regeln für die Ausführung von Stahlbauten".

Zusätzlich ist die grundlegende Vorarbeit, die vom Auftragnehmer für den Erfolg der Anlage erbracht werden muss, von entscheidender Bedeutung für die Montage von Stahlstrukturen.

• der Absteckung der Hauptachsen der baulichen Anlagen, der Geländegrenzen und Höhenfestpunkte nach § 3 Abs. 2 VOB/B,

• sämtlichen zur Aufnahme und Anbindung der Stahlkonstruktion tragfähig hergerichtetenUnterbauten, Gründungs- und Einbauteilen, z. B. Ankerschienen und -platten, in Flurhöhe vorhandene, ebene und für LKW- sowie Autokranbefahrung tragfähige Zufahrten, Montage- und Lagerflächen LKW mit 40 t zulässigem Gesamtgewicht, Krane mit Achslast von 12 t je Achse,

• der Bereitstellung geeigneter, befahrbarer Flächen für den Einsatz von Rollgerüsten, Hubgerüsten und Hubarbeitsbühnen usw.,

• der Unterrichtung des Auftragnehmers über zu beachtende besondere Sicherheitsvorschriften, die sich aus dem Ort der Montage ergeben

• und den Montagebedingungen. Bezüglich der Montagebedingungen ist in der Norm festgelegt, dass bei ungeeigneten Montagebedingungen in Abstimmung mit dem AG gesonderte Maßnahmen zu ergreifen sind. Solche ungeeigneten Montagebedingungen können sein: Windgeschwindigkeiten über 9,8 m/s (Windstärke 5), Temperaturen < 5 °C während der Schweißarbeiten, Vereisungen des Baukörpers, der Montage-, Lager- und Zufahrtsflächen sowie der gelagerten Bauteile, starke Schneefälle.

Wenn in Fällen ungünstiger Montagebedingungen seitens des Auftragnehmers zusätzliche Leistungen erforderlich werden, gelten diese als Sonderleistungen und sind entsprechend zu vergüten. Dies unterstreicht, dass die Planung nicht nur die technologischen, sicherheitsrelevanten und qualitativen Aspekte der Bauarbeiten umfasst, sondern auch deren Durchführbarkeit, insbesondere in Bezug auf erwartete äußere Bedingungen.

Diese Fallstudie hat mit Facility Management überhaupt nichts zu tun. Sie bietet jedoch eine ausgezeichnete Gelegenheit, die tiefgreifende Bedeutung ungeeigneter Bedingungen im Zusammenhang mit "besonderen Leistungen" zu erörtern.

In China wurde eine der spektakulärsten Eisenbahnstrecken überhaupt gebaut - eine 4.000 km lange Bahnstrecke -, um die Tibet-Region mit der Bahn zu erreichen. Die Bahnstrecke führt auf einer Höhe von etwa 4.000 m über dauerhaft gefrorenem Boden. Diese schwierigen Bedingungen allein legen nahe, dass der Bau der Bahnstrecke selbst möglicherweise eine der kleineren Herausforderungen war. Die Hauptaufgabe bestand in diesem Fall wahrscheinlich darin, die Bedingungen und Voraussetzungen zu bewältigen. Wenn wir also von unserem Standard ausgehen, auf dem dies basiert, könnten wir zu dem Schluss kommen, dass dies ungeeignete Montagebedingungen waren.

Im Wesentlichen bedeutet dies, dass in solchen Fällen die "besonderen Leistungen" möglicherweise die eigentliche Aufgabe darstellten.

Übertragen auf viele Dienstleistungen im Rahmen des Facility Managements bedeutet dies, die Bedeutung von "besonderen Leistungen" niemals zu unterschätzen und sie bereits in der Planungsphase sorgfältig zu dokumentieren.

• Sicherheitseinrichtungen Stahlbau

• Verankerungskonstruktionen

• Tragende Bauteile.

• Kranbahnkonstruktionen

• Leitern aus Metall (DIN 18799-1, Steighöhe, Leiterbreite, Sprossenabstand…)

• Treppen aus Metall…

• Bauteilbezeichnung (z.B. Pfette)

• Einbauort (z.B. Hallendachkonstruktion)

• Einbauhöhe über Fußboden [m]

• Art des Trägers (z.B. Doppel-T)

• Stahl (z.B. S 235 J 2, N Din EN 10025/2, Werkstoff-Nr. 1……..,

• Stöße (z.B. geschraubt, geschweißt…)

• Abrechnung in [t]

• Anbauteile….

Gemäß der ATV ist der Hauptbestandteil des Stahlbaus der konstruktive Ingenieurbau, der wiederum "praktisch alle Fachbereiche des Bauingenieurwesens umfasst, die - gestützt auf Prinzipien der Baustatik und Festigkeitslehre - sich mit der Konzeption und Dimensionierung von Tragwerken beschäftigen, die als Grundlage für den Bau von Gebäuden, Hallen, Kirchen, Brücken, Türmen, Masten und mehr dienen."

• Werkstoffe, in den Grenzen ihrer spezifischen Werkstoffgesetze,

• Werkstoffe, in den Grenzen ihrer spezifischen Werkstoffgesetze,

• Ausbildung unterschiedlichster ebener und räumlich vernetzter Strukturen,

• Belastungen aus Gewicht und Bewegung im Rahmen ihrer Bemessung schadensfrei aufnehmen, leiten und abgeben.

Der konstruktive Ingenieurbau umfasst nicht nur Konstruktionen aus Stahl, sondern auch solche, die Holz, Beton und alle anderen tragenden Materialien einsetzen können. Infolgedessen bezieht sich der Stahlbau gemäß der Definition der ATV speziell auf den konstruktiven Ingenieurbau von Stahlstrukturen allein.

Wenn man diese präzise Definition mit dem breiteren Leistungsumfang vergleicht, der im Facility Management enthalten ist, wird deutlich, dass der Stahlbau innerhalb des Facility Managements eine eher periphere Rolle spielt.

Diese Beobachtung wird durch die Themen unterstützt, mit denen sich Studierende an einer deutschen Universität im Bereich des konstruktiven Ingenieurwesens auseinandersetzen müssen:

• Sicherheitskonzept, Lastannahmen und Modellbildung im Konstruktiven Ingenieurbau

• Sicherheitskonzept, Grenzzustände, Sicherheitsbeiwerte, Versagenswahrscheinlichkeiten

• Einwirkungen aus Eigengewicht, Verkehr, Wind und Schneelasten; besondere Einwirkungen

• Modellbildung - Transfer von realen Tragsystemen zu statischen Modellen

• Grundlagen des Stahlbetonbaus

• Einführung (Ziel, Geschichte, Bauteile und Bauwerke)

• Materialverhalten (Beton, Bewehrungsstahl, Verbund)

• Tragverhalten und Versagensformen von Stahlbetonbalken

• Biegebemessung

• Querkraftbemessung

Da das Facility Management eng mit dem Bauwesen verbunden ist, bilden die Grundlagen des Bauingenieurwesens (bekannt unter dem deutschen Akronym KIB) ebenfalls einen integralen Bestandteil des Werkzeugkastens eines Facility Managers. Im Wesentlichen verkörpert das KIB die traditionelle Berufsbeschreibung im Bereich des Bauingenieurwesens. Die Planung, Beratung und Überwachung von Bauingenieuren sind für jede Struktur unerlässlich, einschließlich Gebäuden. Obwohl diese Dienstleistungen heute in der Regel ausgelagert werden (im Gegensatz zur Vergangenheit, als viele Unternehmen ihre eigenen Bauabteilungen hatten), bleiben sie unverzichtbar und sollten fachmännisch geplant, beauftragt, überwacht und verwaltet werden. In den meisten zeitgemäßen Definitionen fällt die Verantwortung für diese Aufgaben in den Verantwortungsbereich des Facility Managements des jeweiligen Unternehmens.

Darüber hinaus liegt die besondere Herausforderung darin, dass das KIB selbst aus verschiedenen Disziplinen besteht, darunter:

• Massivbau,

• Stahlbau,

• Baustatik,

• Baustofftechnik,

• Grundbau und Baubetrieb.

Hinsichtlich der anwendbaren Prinzipien der Technischen Mechanik erfolgt die statische Berechnung von (Metall-)Konstruktionen unabhängig von dem Gewerbe, das für ihre Herstellung verantwortlich ist. Die Bedeutung der statischen Berechnungen dürfte jedoch im Stahlbau höher sein, da hier in der Regel komplexere Strukturen hergestellt werden. Dennoch ist es wichtig zu beachten, dass die Technische Mechanik gleichermaßen auf Metallbau und andere tragende Materialien, wie bereits erwähnt, zutrifft.

Gelegentlich muss im Rahmen der Aufgaben des Facility Managements eine (einfachere) Stahlkonstruktion errichtet werden, wie beispielsweise eine Plattform, eine Rampe, eine kleine Brücke, Gehwege usw. Dies wird oft intern durchgeführt, wenn die erforderlichen Ressourcen vorhanden sind.

In Fällen, in denen die Konstruktion eine Belastung tragen soll (was in der Regel der Fall ist), obliegt es dem Auftraggeber, sicherzustellen, dass sie standsicher ist. Eine statische Berechnung wird daher unerlässlich. Diese Fallstudie aus dem Bereich Technische Mechanik zeigt, wie dies durchgeführt werden kann - eine wertvolle Ressource für Auszubildende, die ihre Ausbildungszeit verbessern möchten.

Lösung zum Fallbeispiel (Lageplan)

Nur die Knoten I und V sind jeweils mit 2 Stangen verbunden. Allerdings fehlt in jedem Fall eine bekannte Kraft. Dies wirft die Frage auf, ob die Lagerkräfte F_A und F_B nicht zuerst bestimmt werden können. In diesem System gilt das Prinzip, dass alle äußeren Kräfte am Fachwerkbau im Gleichgewicht sein müssen. Folglich können die beiden Lagerkräfte F_A und F_B mithilfe der Seileck-Methode ermittelt werden.

Die Lösung wird in den folgenden beiden Abbildungen (Lageplan und Cremona-Plan) veranschaulicht. Zunächst wird der Lageplan unter Verwendung einer Kraft- und Längenskala erstellt. Die beiden Zeichnungen, der Lageplan und der Cremona-Plan, werden zusammen und abwechselnd verwendet. Selbstverständlich gilt, dass je genauer die Zeichnungen ausgeführt werden, desto genauer wird das Ergebnis sein. Nachdem die Kräfte gemäß der Skala dargestellt wurden, wird der Stab 0 ausgewählt und Stabrays (0, 1, 2) werden parallel zu den Endpunkten der Kraftvektoren im Lageplan eingezeichnet. Anschließend gibt es die sogenannte Endlinie S', die - ausgehend vom Stab - in den Kraftplan übertragen wird und dort als S markiert wird. Der Schnittpunkt mit den Kraftvektoren teilt die Kräfte in F_A und F_B auf, so dass sie bereits durch Längenmessung bestimmt werden können.

Nun wird der Cremona-Plan erstellt. Die Drehrichtung wird durch das vorhandene Kräftesystem bestimmt, das von F1, F2, F_B und F_A gebildet wird. Eine Anschlussplatte gibt die zu zeichnenden Kräftesysteme an. Die auf die Knoten wirkenden Kräfte werden in der ausgewählten Drehrichtung angegeben.

Knotenpunkttafel

Knotenpunkte Kräfte

I FA, FS1, FS4

II FS1, F1, FS2, FS3

III FS4, FS3, FS5, FS6

IV FS5, FS2, F2, FS7

V FB, FS6, FS7