A1-Baubetrieb Gruppe 13 studuco PDF

Preview

Summary

Hausübung 1...

Description

1. Inhaltsverzeichnis

1. Inhaltsverzeichnis

1

1. Aufgabe - Web Based Training

1

1.1. Online Tests

1

2. Aufgabe - Schalungstechnik (Ortbeton)

1

2.1. Herstellung der Decken und Unterzüge

1

2.2 Herstellung der Stützen

4

3. Aufgabe - Betonverarbeitung

6

3.1 Frischbetondruck

6

3.2. Betonnachbehandlung

8

4. Aufgabe - Mengenermittlung für die Bestellung

8

6. Anhang

1

6.1. Literaturverzeichnis

1

1. Aufgabe - Web Based Training 1.1. Online Tests Die drei Online-Tests zum Thema Bauprojektorganisation, Ausschreibung, Vergabe, Bauvertrag, Mengenermittlung, Schalungstechnik und Betonverarbeitung wurde von allen Gruppenmitgliedern erfolgreich abgeschlossen.

2. Aufgabe - Schalungstechnik (Ortbeton) 2.1. Herstellung der Decken und Unterzüge Technologischer Verfahrensvergleich Findung eines geeigneten Schalungssystems: Trägerschalung, Paneelschalung, Deckentische Bewertungskriterium

Begründung

1 Einsatzzahl, Größe

Grundriss: 30,40 x 24,40m, 3.Stockwerke

2 Frühes Ausschalen

schnellerer Baufortschritt -> Lohnkosten

3 schnelle Montage, Fertigteile

schnellerer Baufortschritt -> Lohnkosten

4 Qualifikation Kolonne

Einarbeitungszeit -> Lohnkosten

5 Flexibilität

Bauwerksgeometrie: quadratisch Grundfläche, Unterzüge

6 Zugänglichkeit, benötigte Lagerfläche

vermutlich Stadtmitte -> wenig Platz

7 Krankapazität

3 Stockwerke -> Möglichkeit der Nutzung eines Kranes

Bewertungs kriterium

Gesamt

Gewichtung Trägerschalung

Paneelschalung

Deckentische

1

30!%

—

0

+

2

15!%

—

+

+

3

15!%

—

0

+

4

15!%

—

0

0

5

10!%

0

0

+

6

10!%

+

+

0

7

5!%

0

0

+

100!%

-0,65

0,25

0,75

Bewertungsskala: + = 1; 0 = 0; — = -1 Mit Hilfe des technologischen Vergleichsverfahren wurden drei verschiedene Schalungssyteme (Trägerschalung, Paneelschalung und Deckentische) für die Herstellung der Decken und Unterzüge im 1. Obergeschoss miteinander verglichen. Dafür wurden sieben verschiedene Bewertungskriterien herangezogen.

Die bewertete Bibliothek ist ein Bauwerk mit geringem Schalungsaufwand auf Grund der rechteckigen, geometrisch klaren Grundfläche und der Geschosshöhe, die sich nicht verändert. 1Sie besteht aus vier Regelgeschossen und einem Kellergeschoss und hat eine Grundfläche von über 742m2. Die Ausnutzung der größeren Einsatzzahl und Größe der Grundfläche stellt das erste Kriterium dar mit einer Gewichtung von 30%. Mit Hilfe von Deckentischen kann im Gegensatz zu den anderen Schalungssystemen direkt größere Schalungsflächen erstellt werden. Diese können für die darauffolgenden Stockwerke wiederverwendet werden.5 Die Paneelschalung ist auch industriell vorgefertigt 2. Die Trägerschalung besteht aus Einzelteilen und muss manuell montiert werden, 3 da sie jedoch für größere Flächen ausgelegt sind, ist das Verhältnis zwischen Elementen und Fläche gering.4 Um wirtschaftlich das Bauprojekt umsetzen zu können, wird ein schneller Baufortschritt bevorzugt. Aus diesem Grund ist eine schnelle Montage und frühes Auszahlung von Bedeutung. Dieses zweite und dritte Kriterium sind mit jeweils 15% gewichtet. Deckentische können als Fertigteile geliefert werden mit vormontierten Absturzsicherung. 5 Die Trägerschalung stellt auf Grund der Einzelteile die zeitintensivste Schalung dar. 6Die Paneelschalung dagegen ist systematisch montierbar, schnell reinigbar und damit auch für einen relativ schnellen Arbeitsfortschritt geeignet und damit mit geringen Lohnkosten verbunden. 7 Sie ist wie die Deckentische durch einen Absenkmechanismus früh ausschalbar und kann somit schneller wiederverwendet werden im Vergleich zur Trägerschalung.8 Das vierte Kriterium ist die Qualifikation der Bauarbeiter, die zu einer Verringerung der Einarbeitungszeit führt und damit zu geringeren Lohnkosten. Auch hier liegt eine 15% Gewichtung vor. Da die Deckentische bereits vormontiert geliefert werden, wird nur ein qualifizierter Bauarbeiter benötigt, der in der Lage ist den Kran zu bedienen. Er wird auf Grund der Stockwerkanzahl unabhängig vom Schalungssystem benötigt, sodass dies kein Nachteil darstellt. Somit stellt dieses System einen geringen Personaleinsatz dar, was zu geringen Lohnkosten führt.4

Hoffmann, Motzko, Carsten, „Aufwand und Kosten zeitgemäßer Schalverfahren“, 2012, Zeittechnik Verlag, https://ztv-shop.de/media/wysiwyg/leseproben/ Leseprobe_Aufwand_und_Kosten_zeitgem_er_Schalverfahren_3._Auflage_Nr._536.pdf, 10. Juni 2020 1

Hoffmann, Motzko, Corsten, „Aufwand und kosten zeitgemäßer Schalverfahren“, 2012, zeittechnik Verlag, http://www.zeittechnik-verlag.de/1014/files/ 20140114104707Leseprobe_Kosten_Schalverfahren.pdf, 09. Juni 2020 2

3

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christoph Motzko, Skript: Baubetrieb A1, TU Darmstadt, V.3, Folie 47

4

Buch: Schmitt, „Schaltechnik im Ortbetonbau, 2. Auflage“, 1993, Werner-Verlag

„Deckentische“, Peri, https://www.baunetzwissen.de/gerueste-und-schalungen/fachwissen/wand-deckenschalungen/deckentische-4822099, 09. Juni 2020 5

Buch: Berner, Kuchendörfer, Schach, „ Grundlagen der Baubetriebslehre 2, Baubetriebsplanung“, 2008, Teubner 6

„SKYDECK Paneel-Deckenschalung“, PERI, https://www.peri.com/de/produkte/schalungssysteme/ deckenschalung/skydeck-deckenschalung.html, 10. Juni 2020 7

„Rahmenschalung für Decken“, PERI, https://www.baunetzwissen.de/gerueste-und-schalungen/ fachwissen/wand--deckenschalungen/rahmenschalungen-fuer-decken-4822142, 10. Juni 2020 8

Am Aufwendigsten ist die Einarbeitung der Bauarbeiter für die Trägerschalung, sodass es hier zu höheren Lohnkosten kommt. Das fünfte Bewerbungskriterium, mit 10% Gewichtung, ist die Flexibilität. Die Bibliothek hat einen quadratische Grundfläche und Unterzüge im ersten Obergeschoss. Mit der Trägerschalung ist es am einfachsten kompliziertere Geometrie zu erstellen,4 sodass die Unterzüge direkt mit der Decke mit betoniert werden können. Je größer die Einsatzzahl, desto wirtschaftlicher ist es jedoch die Unterzüge mit Hilfe von Unterzuglaschen und Deckentischen zu fertigen. 9 Durch den quadratischen Grundriss ist es außerdem möglich die Standardformate von Deckentischen zu benutzen. Die Bibliothek wird vermutlich in der Stadtmitte gebaut, sodass die Zugänglichkeit zur Baustelle und die benötigte Lagerfläche das sechste Kriterium darstellt (10% Gewichtung). Die Deckentische werden bereits vorgefertigt mit dem LKW angeliefert, sodass es dabei eher zu Logistikproblemen kommen kann im Vergleich zu den anderen beiden Schalungssystemen. Es gibt insgesamt 4 Regelstockwerke, sodass ein Kran zu Verfügung stehen wird. Die Krankapazität wird bei Deckentischen ausgenutzt und somit ist dieses Schalungssystem wirtschaftlich für die Bibliothek.4 Der Kran kann auch für die beiden anderen Systeme verwendet werden, ist jedoch im Vergleich nicht von gleicher Wichtigkeit. Das Kriterium der Krankapazität hat eine 5% Gewichtung. Mit Hilfe des technologischen Vergleichsverfahrens wird festgestellt, dass das System der Deckentische mit insgesamt 0,75 Punkten für die Bibliothek am Besten geeignet ist, da diese für große quadratische Grundflächen und mehrere Stockwerke konzipiert sind. Als Zweites steht die Paneelschalung mit 0,25 Punkten und als Ungeeignetes die Trägerschalung mit -0,65 Punkten.

Schalungssystem: Deckentische Die Decke der Bibliothek wird mit Hilfe von Deckentischen angefertigt. Diese werden vorgefertigt und gestapelt zur Baustelle geliefert. Bereits vor der Montage können Absturzsicherung, Randstreifen und Tischbühnen angebracht werden. Mit Hilfe eins Kranes werden die Tische auf die jeweilige Position gebracht und festmontiert. Beginnend in der Ecke, wo das Element zum Beispiel mit einem Zurrgurt befestigt wird, werden alle folgende Elemente am jeweils vorherigen Tisch befestigt. Es besteht eine Kippgefahr bei den Randtischen, die mit Zugabspannung verringert werden kann. Bei dem Aufbau dieser Konstruktion, muss also nicht nur auf eine ausreichende Absturzsicherung geachtet werden, sondern auch das richtige Festzurren des Gurtes. Zwischen den Tischen entstehen 20cm breite Lücken, die mit Standardstreifen gefüllt werden. Passbereiche werden entweder durch Passstreifen mit oder ohne unterstütztem Einschubträgern oder zusätzlicher Unterstellung gefertigt. Mit diesen Passstreifen können Löcher gefüllt oder Aussparungen für Stützen geschaffen werden. Für die Unterzüge können Unterzuglaschen verwendet werden, die sowohl an Randtischen, aber auch zwischen Deckentischen zum Einsatz kommen können. Die Lasche wird am Tisch befestigt und mit Mehrzweckriegel und Trägern in horizontaler Richtung erweitert. Abgestützt werden die Mehrzweckriegel mit Deckenstützen und beschichtet mit einer Schalhaut. Die Decke wird somit gleichzeitig mit den Unterzügen betoniert, sodass es zu einer gleichmäßigen und besseren Lastübertragung kommt.

„Unterzugs-/Deckenabschalung“,PERI, https://www.baunetzwissen.de/gerueste-und-schalungen/ fachwissen/wand--deckenschalungen/unterzugs--deckenabschalungen-4822622, 10. Juni 2020 9

Nach der fertigen Konstruktion ist der nächste Arbeitsschritt das Nivellieren der Tische. Die Höhe ist an jeder Stütze einstellbar, sodass eine ebene Fläche entsteht. Nachdem die Bewehrung gelegt worden ist, kann betoniert werden. Bei der Verdichtung mit der Rüttelflache, ist es wichtig eine Gummischutzkappe zu benutzen, um die Schalhaut nicht zu beschädigen. Die Stützen werden um 5cm verkleinert, sobald die Ausschalfrist vorbei ist. Zu Beginn werden Standardstreifen herausgenommen. Danach kann der Tisch umgesetzt werden und anschließend vom Kran in das nächste Stockwerk gehoben werden. Die Stützen klappen bei diesem Vorgang hoch. 10

Abb. 1

Abb. 2

Abb. 3

Abbildung 1: Deckentisch mit Kran in Bewegung Abbildung 2: Unterzuglasche am Randtisch Abbildung 3: Einschubträger

2.2 Herstellung der Stützen Die Stahlbetonstützen sollen mittels einer Rahmentafelschalung realisiert werden. Um einen reibungslosen, schnellen und vor allem effizienten Betoniervorgang sicher zu stellen, haben wir uns für die Stützenschalung von Meva „CaroFalt“ entschieden. Die zu realisierenden Stützen haben eine Höhe von 3,90 Meter und 40cm x 40cm Kantenlänge. Die CaroFalt kann bis zu 3,60 Meter hohe Stützen in einem Zug betonieren und Kantenlängen bis 60cm sind kein Problem. Zudem kann sie als komplette Einheit mittels Krans versetzt werden oder per Hand mit Fahrrollen. Da die geplanten Stützen 30cm höher als die Standardelemente der Schalung sind, muss ein Unterstock montiert werden. Wir haben uns für die insgesamt 4,20 Meter hohe Schalung entschieden, damit noch genügend Spielraum für alle Arbeitsschritte vorhanden ist. Nach Angaben Vgl.: Doka (2018): Die Schalungstechniker. Dokamatic-Tisch - Anwenderinformation: Aufbau- un Verwendungsanleitung, https://direct.doka.com/_ext/downloads/downloadcenter/ 999767001_2020_03_online.pdf, 10. Juni 2020

von Meva ist hierfür ein Stützenelement der Länge 3,60m und als Unterstockung ein Element der Länge 0,60m zu wählen. Am liegenden Stützenelement werden die Lochleisten hoch geschwenkt und mittels Klappsteckern fixiert. Nun wird ein zweites, genauso vorbereitets Element mittels Krans an das erste Element geschwenkt und mit Sicherungsbolzen und Klappsteckern verbunden. Kanthölzer und Holzbohlen helfen beim Auflegen und Verbinden. Die Kranaufhängung wird entfernt. Anschließend werden die Richtstützen, Leiter und Betonierbühne montiert. Für ein weiteres Paar werden die vorherigen Arbeitsschritte wiederholt, jedoch ohne Leiter und Betonierbühne. Die Unterstockung wird genauso montiert wie die andere Schalung. Nun werden die beiden Elementpaare mit Hilfe des Krans aufgestellt und mit Sicherungsbolzen miteinander verbunden. Anschließend wird die zusammengesetzte Schalung auf den Unterstock gesetzt und mit Schalschlössern miteinander verbunden. Die Richtstützen müssen mit dem Boden fixiert werden. Die feste Verdübelung muss überprüft werden. Die Verlängerungsleiter wird angehängt. Es muss drauf geachtet werden, dass die Schalung am Einsatzort im rechten Winkel positioniert wird und die Lochleiste immer auf 40cm steht. Nun wird die notwendige Bewehrung in die Schalung eingebracht. Im Anschluss wird die Schalung geschlossen, mit Schraubspannern festgezogen und mit Sicherungsbolzen fixiert. Ein Arbeiter klettert hoch auf die Betonierbühne und der Betoniervorgang kann beginnen. Der Frischbeton wird von oben in die Schalung gegossen und wird verdichtet. Der zulässige Frischbetondruck darf nicht überschritten werden. Nach Verstreichen der Ausschalfrist werden die Sicherungsbolzen und die Dübel der Richtstütze gelöst. Es werden Fahrrollen montiert und die Schalung wird auf geschwenkt. Diese Fahrrollen dienen aber nicht dem Versetzen der Schalung, da sie mit einer Höhe von 4,20 Metern nur mittels Krans versetzt werden darf. Während der ganzen Ausschalung muss ein Kran die Schalung sichern, damit es zu keinem Arbeitsunfall kommt. Die Schalung kann dann gereinigt, wieder verschlossen und mittels Krans weggehoben werden. Alle weiteren Stützen werden nun nach dem gleichen Schema betoniert 11. Für die Montage der Schalungen wird ein Kranführer zum Bewegen der Elemente und ein Arbeiter benötigt, der die Elemente miteinander verbindet. Für das Einlegen der Bewehrung halten wir ebenfalls zwei Arbeiter für angebracht, damit dieser Arbeitsschritt zügig und ohne Komplikationen erledigt werden kann. Für das Betonieren benötigt man eine Person, die auf der Betonierbühne steht und den Vorgang überwacht, sowie einen Kranführer, der den Betonkübel bewegt. Für Anschließende Ausschalen werden erneut ein Kranführer und ein Arbeiter benötigt. Als Betriebsmittel werden ein Kran, die Schalungselemente mit ihrem Zubehör, ein Betonkübel mit Schlauch, eine Rüttelflasche sowie Standard-Werkzeuge für die Montage durch die Arbeiter benötigt.

Bild 1. Verbindung der beiden Elementpaare

Vgl. https://www.meva.net/fileadmin/user_upload/downloads/carofalt/ava-carofaltstuetzenschalung.pdf (abgerufen am 6.6.2020 um 14:37 Uhr) 11

Bild 2. Betonieren der Stütze

Bild 3. Draufsicht

3. Aufgabe - Betonverarbeitung 3.1 Frischbetondruck Der Frischbetondruck auf die Wandschalungen in den Regelgeschossen wird gemäß den Randbedingungen aus der Aufgabenstellung und den Angaben der DIN 18218:2010-01 berechnet. Wandschalungen kommen in dem Gebäude für die Schalung der Treppenhauskennwände zum Einsatz, weitere Wände sind in der Bibliothek nicht vorhanden. Um die Norm anwenden 1zu können, müssen folgende Voraussetzungen 12erfüllt sein: •

Die Frischbetonrohdichte γc muss 25 kN/m3 betragen #

•

Das tatsächliche Erstarrungsende muss unter tE=12h liegen #

•

Frischbeton der Konsistenzklassen F1-F6 muss durch Innenrüttler verdichtet werden #

• Die mittlere Steiggeschwindigkeit des Frischbetons darf 7 m/h nicht überschreiten (Gilt für Konsistenzklassen F1-F4) # •

Der Beton muss von oben aufgefüllt werden #

•

Die Schalung muss dicht sein

#

12 DIN

18218:2010-01: Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen, Seite 8

Über die Frischbetonrohdichte sind keine Angaben vorhanden, es wird davon ausgegangen, dass die 25 kN/m3 eingehalten werden. Das angegebene Erstarrungsende tE des Frischbetons beträgt 10h, dies ist der Aufgabenstellung zu entnehmen. Bevor die Betonierarbeiten starten muss sichergestellt werden, dass dieses Erstarrungsende unter Berücksichtigung der Umwelteinflüsse eingehalten wird. Es müssen mögliche Verzögerungen, Wettereinflüsse sowie der Transport mit einberechnet. Der Beton muss zum Verdichten mit einem Innenrüttler bearbeitet werden, da eine Konsistenzklasse von F3 vorliegt. Die maximale Steiggeschwindigkeit des Betons von 7 m/h wird hier mit viel Puffer eingehalten, selbst bei kleineren Fehlern würde die geplante Steiggeschwindigkeit von 3 m/h im Mittel nicht die 7 m/h erreichen. Der Beton wird planmäßig von oben in die Schalungen gegossen, Die Dichtigkeit der Schalung muss beim Aufbau der Elemente beachtet werden, gerade an den potentiellen Fehlstellen wie den Verbundstellen muss überprüft werden, dass kein Frischbeton austreten kann. # Zur Berechnung der Frischbetonrohdichte wird nun weiter mit den Angaben der Tabelle 1 13der DIN 18218:2010-01 gerechnet, in Tabelle 1 ist die Formel zur Berechnung gegeben. Der maximale horizontale Frischbetondruck für einen Beton der Konsistenzklasse F3 ergibt sich nach den Angaben der Tabelle zu: # 𝜎h𝑘,𝑚𝑎𝑥 =(14∗𝑣+18)∗𝐾1[𝑘𝑁/𝑚2 ] # Der Wert muss 25kN/m2 oder mehr betragen, nach oben ist er jedoch durch den aufnehmbaren Druck der Rahmentafelschalung von 80kN/m2 beschränkt. Die fehlende Größe K1 muss noch berechnet werden. Der Faktor ist abhängig von dem Erstarrungsende tE, Tabelle 2 der Norm gibt als Berechnung für K1 eines Betons der Konsistenzklasse F3 folgende Formel an: # 1 + 0,077 · (tE – 5)2 # Damit ergibt sich K1 zu 1,539 (dimensionslos). Mit K1 und der Steiggeschwindigkeit eingesetzt ergibt sich der Frischbetondruck zu: # 𝜎h𝑘,𝑚𝑎𝑥 = (14 ∗ 3 + 18) ∗ 1,539=92,34kN/m2 # Der Mindestdruck ist damit zwar erreicht, jedoch wird auch der maximal zulässige Wert für die Schalung überschritten. Theoretische Möglichkeiten zur Herabsenkung des Wertes ergeben sich durch Anpassungen der Variablen: 1.

Senken der Steiggeschwindigkeit #

2.

Wahl eines Betons mit niedrigerem Erstarrungsende tE #

3.

Wahl eines Betons mit einer höheren Konsistenzklasse (Beispiel F2) #

Für jede Maßnahme müsste ihre Effektivität evaluiert werden, als auch die Nachteile die damit einhergehen. Bei einem früheren Erstarrungsende müsste beispielsweise gesichert sein, dass Transportwege so noch gefahren werden können, ohne eine frühzeitige Erstarrung zu riskieren. Eine weitere Möglichkeit wäre die Wahl einer Schalung, die höhere horizontale Druckkräfte aufnehmen kann.

13 DIN

18218:2010-01: Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen, Seite 9

3.2. Betonnachbehandlung Gemäß DIN 1045-3 muss der Beton vor Witterungseinflüssen und deren schädlichen Auswirkungen geschützt werden. Durch einen geeigneten Schutz sollen Feuchtigkeit und Temperatur des Betons in einem angemessenen Bereich gehalten werden um den Hydrationsprozess in vollem Maße gewährleisten zu können. Hierbei kann man zwischen wasserrückhaltenden und wasserzuführenden Maßnahmen unterscheiden. Unter wasserzuführenden Maßnahmen versteht man das Fluten oder Besprühen der Bauteiloberfläche mit Wasser sowie das Abdecken mit Folie bei gleichzeitiger Wasserzufuhr. Zu wasserrückhaltenden Maßnahmen zählen das Belassen des Bauteils in der Schalung, das Abdecken der Oberfläche mit Folie und der Einsatz von Nachbehandlungsmitteln mit hohem Widerstand gegen Wasserdampfdiffusion. 14 Diese Nachbehandlungsmöglichkeiten können ebenfalls in Kombination eingesetzt werden. Bei der Nachbehandlung ist auch auf die Umgebungstemperatur zu achten und bei Unterschreiten der Mindesttemperatur die Nachbehandlung um diesen Dauer zu verlängern Diese Nachbehandlungen sollen garantieren, dass es zu keinen ausgeprägten Frühschwindrissen kommt. Außerdem soll die Witterungsbeständigkeit,...