Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb

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Author: Christian Hofstadler

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Christian Hofstadler Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb

Christian Hofstadler

Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb Mit 175 Abbildungen und 5 Tabellen

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Univ.-Doz. Dipl.-Ing. Dr. techn. Christian Hofstadler Technische Universität Graz Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft Lessingstr. 25/II 8010 Graz, Austria [email protected]

ISBN-10 3-540-34320-2 Springer Berlin Heidelberg New York ISBN-13 978-3-540-34320-2 Springer Berlin Heidelberg New York Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

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Vorwort

Effektive Planung des Bauablaufs und der Logistik tragen maßgeblich zum Gelingen des Bauvorhabens bei und bringt Einsparungen bei Kosten und in der Bauzeit und somit auch Wettbewerbsvorteile. Im Zentrum der Betrachtungen und der Optimierungsüberlegungen stehen – neben der Auswahl der optimalen Bauverfahren – die Planung des Bauablaufs und der Logistik sowie der dazu erforderlichen Baustelleneinrichtung. Immer wenn Aufträge im Wettbewerb zu sehr niedrigen Preisen akquiriert werden mussten, ist die akribische Planung des Bauablaufs und der Logistik für den Projekterfolg von besonderem Gewicht und Bedeutung. Auch für den Bauherrn hat eine vom Auftragnehmer gut vorbereitete Baustelle Vorteile. Zeit, Kosten und Qualität werden eher eingehalten als bei Bauvorhaben, die mit einer „vernachlässigten“ Arbeitsvorbereitung begonnen werden. Eine kurzsichtige Betrachtungsweise – in der nur das Endergebnis fokussiert wird – kann für den Bauherrn zur Verfehlung seiner Projektziele – das sind primär Kosten, Zeit, Qualität und auch Prestige – führen. Die Arbeitsvorbereitung – und damit auch die Bauablaufplanung und Logistik – hat für alle am Projekt direkt oder indirekt Beteiligten eine hohe Relevanz für den Erfolg, was leider fehlt, ist die unmittelbare Quantifizierung des Nutzens einer effektiven Arbeitsvorbereitung. Das vorliegende Buch soll einen Beitrag zur Steigerung der Effektivität in Planung und Ausführung von Bau-Projekten leisten. Zur Erreichung dieses Zieles werden Ablaufschemata und Interaktionsdiagramme vorgestellt. Die Ablaufschemata tragen zur systematischen Vorgangsweise in der Bearbeitung und die Diagramme zur übersichtlichen Darstellung von wesentlichen

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Vorwort

baubetrieblichen Zusammenhängen bei. Die Diagramme eignen sich auch besonders für die Vornahme von Sensitivitätsuntersuchungen und Plausibilitätskontrollen. Zur Berücksichtigung der unterschiedlichen Bearbeitungstiefen von Projekten wird in Grobplanung und Feinplanung unterschieden. Die Grobplanung findet primär in der Projektplanungsphase, in der Angebotsphase und zu Beginn der Arbeitsvorbereitung für die Ausführung Anwendung. Die Feinplanung findet hauptsächlich in der Arbeitsvorbereitung für die Bauausführung und während der Bauausführung selbst statt. Für die Grobplanung wird das Bauwerk einerseits als Gesamtheit betrachtet und andererseits in Erd-, Stahlbeton- und Mauerwerksarbeiten unterschieden. Es werden dazu Kennzahlen zur Mengenermittlung und zur Ermittlung des Arbeitsaufwandes angewendet. Der Gesamt-Aufwandswert stellt dabei eine wichtige Größe baubetrieblicher Überlegungen für Rohbau- bzw. Stahlbetonarbeiten dar. Getrennt in Bauablauf- und Logistikplanung werden Interaktionsdiagramme vorgestellt und beschrieben. Im Zuge der Feinplanung wird weiters in Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten differenziert. Mittels eines Interaktionsdiagramms für die Leistungsabstimmung wird die Anpassung dieser Vorgänge aufeinander ermöglicht. In weiterer Folge werden diese Diagramme für Fundamente, Stützen, Wände und Decken dargestellt. Grafische Darstellungen mittels Interaktionsdiagrammen vermitteln wesentliche baubetriebliche Zusammenhänge für Bauablaufplanung und Logistik. Die Beziehungen der verschiedenen Größen werden durch diese Darstellungsweise transparent und nachvollziehbar gemacht, und mittels praktischer Anwendungsbeispiele wird auszugsweise deren Nutzen dargestellt. Weiters wird eine Methode vorgestellt, wie Unsicherheiten in Angaben zu Aufwandswerten, Mengen, Anzahl an Arbeitskräften und Geräten durch Anwendung der Wahrscheinlichkeitsrechnung systematisch berücksichtigt werden können. Als Grundlage für das vorliegende Buch diente die Arbeit, die vom Autor im März 2005 als Habilitationsschrift an der Technischen Universität Graz eingereicht wurde. Gegenüber dieser wurden an manchen Stellen Fortschreibungen, Änderungen und Ergänzungen vorgenommen. Graz und Grafendorf, im September 2006

Christian Hofstadler

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Inhaltsverzeichnis

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Inhaltsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

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Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Ziel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Aufbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4 Gliederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

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Grundlagen für Bauablaufplanung und Logistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1 Baubetriebliche Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.1 Produktionsfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.2 Fertigungstechnische Merkmale beim Einsatz von Bauverfahren . . 15 2.2 Produktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2.1 Messgrößen für die Produktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.1.1 Leistungswerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2.1.2 Aufwandswerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.2 Zusammensetzung der Gesamtproduktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.2.3 Arbeitsproduktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.3.1 Arbeitsproduktivität bezogen auf die Arbeitskraft . . . . . . . . 24 2.2.3.2 Arbeitsproduktivität bezogen auf den Aufwandswert . . . . . 29 2.2.3.3 Rationalisierungspotenzial der Produktivität . . . . . . . . . . . . 30 2.2.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.3 Aufgaben der Arbeitsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.3.1 Dilemma der Arbeitsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.3.2 Lösungsansätze für dieses Dilemma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.4 Grundlagen zur Bauablaufplanung und Logistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.4.1 Grundlagen zur Bauablaufplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

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I Inhaltsverzeichnis 2.4.2 Grundlagen zur Logistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.4.2.1 Beschaffungslogistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.4.2.2 Produktionslogistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.4.2.3 Entsorgungslogistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4.3 Grob- und Feinplanung des Bauablaufs und der Logistik . . . . . . . . 47 2.5 Grobplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.5.1 Projektunterlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.5.2 Projektstrukturierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.5.2.1 Strukturierung für die Projektentwicklung und Projektplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.5.2.2 Strukturierung für die Angebotsbearbeitung, Arbeitsvorbereitung und Bauausführung . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.5.3 Mengenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.5.4 Grobe Verfahrenswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.5.5 Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.5.6 Gesamt-Aufwands- und Leistungswerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.5.7 Ressourceneinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.5.7.1 Anzahl an Arbeitskräften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.5.7.2 Anzahl an Geräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2.5.8 Arbeitszeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2.5.9 Dauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.5.10 Logistik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.6 Feinplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.6.1 Projektunterlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.6.1.1 Schalpläne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.6.1.2 Bewehrungspläne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.6.1.3 Planvorlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.6.2 Projektstrukturierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.6.3 Einteilung in Ablaufabschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2.6.4 Mengenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2.6.5 Verfahrenswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2.6.5.1 Kalkulatorischer Verfahrensvergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.6.5.2 Differenzierter Verfahrensvergleich. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.6.6 Fertigungsabschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 2.6.6.1 Unterteilung der horizontalen Bauteile in Fertigungsabschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.6.6.2 Anordnung der Arbeitsfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.6.6.3 Anordnungsdiagramme zu den Arbeitsfugen . . . . . . . . . . . 80 2.6.6.4 Beispiel zur Anwendung der Diagramme für eine Fundamentplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

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2.6.6.5 Beispiel – Auswirkungen auf die Herstellkosten . . . . . . . . . 86 2.6.6.6 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2.6.7 Fertigungsablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2.6.7.1 Fließfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.6.7.2 Taktfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.6.8 Aufwands- und Leistungswerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.6.9 Ressourceneinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.6.10 Arbeitszeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 2.6.11 Dauer eines Vorgangs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 2.6.12 Anordnungsbeziehungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 2.6.12.1Abhängigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 2.6.12.2Anordnungsbeziehungen zwischen Schalen und Bewehren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 2.6.13 Gesamtdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 2.6.14 Logistik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 2.6.15 Baustelleneinrichtung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 2.6.16 Soll/Ist-Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3

Kennzahlen für Baubetrieb und Logistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.1 Grundlagen zu Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 3.2 Kennzahlen für die Leistung von Geräten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.3 Kennzahlen für arbeitsintensive Tätigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.3.1 Leistung bei Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.3.2 Gesamt-Aufwandswert für Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.3.3 Mittlere Aufwandswerte für die Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . 110 3.3.3.1 Mittlerer Aufwandswert für die Schalarbeiten . . . . . . . . . . 110 3.3.3.2 Mittlerer Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten. . . . . 111 3.3.3.3 Mittlerer Aufwandswert für die Betonarbeiten . . . . . . . . . . 111 3.3.4 Spezifische Aufwandswerte bezogen auf Bauteile . . . . . . . . . . . . 112 3.4 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert . . . . . . . . . . . . . . . . 112 3.4.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 3.4.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 3.4.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 3.4.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 3.5 Kennzahlen für die Mengenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 3.5.1 Baustoffgrad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.5.2 Schalungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.5.2.1 Grundlagen für den Schalungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 3.5.2.2 Schalungsgrad für vertikale Bauteile. . . . . . . . . . . . . . . . . 122 3.5.2.3 Schalungsgrad für horizontale Bauteile . . . . . . . . . . . . . . 131

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I Inhaltsverzeichnis 3.5.2.4 Schalungsgrad: Vergleichende Darstellung . . . . . . . . . . . 138 3.5.2.5 Berechnung des Schalungsgrades für zwei Bauwerke aus Stahlbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 3.5.2.6 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 3.5.3 Bewehrungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 3.5.3.1 Grundlagen für den Bewehrungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . 145 3.5.3.2 Bestimmung der Bewehrungsmenge – Auswahldiagramm für Fundamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 3.5.3.3 Bestimmung der Bewehrungsmenge – Auswahldiagramm für Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 3.5.3.4 Bestimmung der Bewehrungsmenge – Auswahldiagramm für Wände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 3.5.3.5 Bestimmung der Bewehrungsmenge – Auswahldiagramm für Decken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 3.5.3.6 Zusammenfassung – Bewehrungsgrad . . . . . . . . . . . . . . 153 3.5.4 Schalungsverhältnisgrad, Bewehrungsverhältnisgrad und Betonverhältnisgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 3.5.4.1 Schalungsverhältnisgrad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 3.5.4.2 Bewehrungsverhältnisgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 3.5.4.3 Betonverhältnisgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 3.6 Kennzahlen zur Ermittlung der Anzahl der Krane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 3.6.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 3.6.1.1 Einflussfaktoren auf die Kranauswahl und die Anzahl der Krane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 3.6.1.2 Einfluss der Krangröße auf die Stundenansätze. . . . . . . . 158 3.6.2 Bestimmung der Anzahl der Krane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 3.6.3 Kennzahlenmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 3.6.3.1 Bestimmung der Anzahl der Krane aus der Arbeitskräfteanzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 3.6.3.2 Bestimmung der Anzahl der Krane aus dem Bruttorauminhalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 3.6.3.3 Bestimmung der Anzahl der Krane aus dem Baustoffgewicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 3.6.3.4 Bestimmung der Anzahl der Krane aus Kranbelegungswerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 3.6.4 Leistungsabschätzung über das Kranspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 3.6.5 Kranbemessung über Warteschlangenmodelle . . . . . . . . . . . . . . . 173 3.6.6 Ermittlung der Krananzahl über die Grundrissfläche des Bauwerks und den Kranradius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 3.6.7 Zusammenfassung – Ermittlung der Anzahl der Krane . . . . . . . . . 175 3.7 Lagerhaltung von Baustoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 3.7.1 Grundlagen zur Vorratsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176


XI

3.7.1.1 Durchsatz (Produktionsmenge). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 3.7.1.2 Minimaler Vorrat (Sicherheitsbestand) . . . . . . . . . . . . . . . 177 3.7.1.3 Beschaffungsvorrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 3.7.1.4 Erforderlicher Vorrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 3.7.1.5 Effektiver Vorrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 3.7.1.6 Maximaler Vorrat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 3.7.1.7 Bestellintervall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 3.7.2 Interaktionsdiagramm für Lagerhaltung der Bewehrung . . . . . . . . 179 3.7.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 180 3.7.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 181 3.7.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 3.7.3 Interaktionsdiagramm für die Lagerhaltung von Zement . . . . . . . . 184 3.7.3.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 184 3.7.3.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 186 3.7.3.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 3.7.4 Interaktionsdiagramm für die Lagerhaltung von Ziegeln . . . . . . . . 188 3.7.4.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 189 3.7.4.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 190 3.7.4.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 3.8 Vorhaltemenge für die Schalung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 3.8.1 Berechnung der Vorhaltemenge bei Fließfertigung – Decken . . . . . 193 3.8.2 Interaktionsdiagramm für die Vorhaltemenge an Schalung Fließfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 3.8.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 198 3.8.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 199 3.8.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 3.8.3 Berechnung der Vorhaltemenge bei Taktfertigung – Decken . . . . . 202 3.8.4 Berechnung der Vorhaltemenge bei Fließfertigung für Decken – Frühausschalen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 3.8.4.1 Frühausschalen – Schalung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 3.8.4.2 Frühausschalen – Rüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 3.8.5 Zusammenfassung – Vorhaltemenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 4

Richtwerte für Bauablaufplanung und Logistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 4.1 Richtwerte zur Ermittlung des Arbeitsaufwandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 4.1.1 Nomogramm für die Ermittlung der Grobzeitwerte für den Rohbau nach Sommer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 4.1.2 Beispiel zur Anwendung des Diagramms nach Sommer. . . . . . . . 212 4.1.2.1 Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Bauablaufplanung der Rohbauarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . 212 4.1.2.2 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

XII

I Inhaltsverzeichnis 4.1.3 Zeitansätze für Rohbauarbeiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 4.2 Richtwerte für die Mengenermittlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 4.2.1 Baustoffverhältnisgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 4.2.2 Schalungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 4.2.3 Bewehrungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

5

Bauablaufplanung im Baubetrieb – Grobplanung für „Bauwerk-Rohbau“ . . . . . 217 5.1 Grobplanung für Rohbauarbeiten in Ebene 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 5.1.1 Interaktionsdiagramm für Rohbauarbeiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 5.1.2 Beschreibung des Interaktionsdiagramms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 5.1.3 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 5.2 Grobplanung für Erdarbeiten in Ebene 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 5.3 Grobplanung für Stahlbetonarbeiten in Ebene 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 5.3.1 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . 226 5.3.2 Beschreibung des Interaktionsdiagramms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 5.3.3 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 5.4 Grobplanung für Stahlbetonarbeiten – Leistungsabstimmung in Ebene 2 . 231 5.4.1 Interaktionsdiagramm für die Leistungsabstimmung bei Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 5.4.2 Beschreibung des Interaktionsdiagramms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 5.4.3 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 5.4.4 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 5.5 Grobplanung für Mauerwerksarbeiten in Ebene 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 5.5.1 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 5.5.1.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 238 5.5.1.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 240 5.5.2 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksmenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

6

Bauablaufplanung im Baubetrieb – Feinplanung für Stahlbetonarbeiten . . . . . 247 6.1 Feinplanung des Fertigungsablaufs für Stahlbetonarbeiten in Ebene 3 . . 248 6.1.1 Grundlagen zur Fertigungsablaufplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 6.1.2 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung der Stahlbetonarbeiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 6.1.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 250 6.1.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 251 6.1.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 6.2 Feinplanung der Schalarbeiten in Ebene 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 6.2.1 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 6.2.1.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 257


XIII

6.2.1.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 259 6.2.1.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 6.2.2 Kategorien für den Arbeitsaufwand der Schalarbeiten für verschiedene Bauwerkstypen . . . . . . . . . . . . . . . 261 6.2.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 263 6.2.2.2 Baubetrieblicher Vergleich anhand der vier Bauwerkskategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 6.3 Feinplanung der Schalarbeiten in Ebene 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 6.3.1 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten – Ebene 4: Fundamentplatten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 6.3.1.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 268 6.3.1.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 269 6.3.1.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 6.3.2 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten – Ebene 4: Stützen. . . . . 272 6.3.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 272 6.3.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 273 6.3.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 6.3.3 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten – Ebene 4: Wände . . . . . 276 6.3.3.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 276 6.3.3.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 278 6.3.3.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 6.3.4 Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten – Ebene 4: Decken. . . . . 280 6.3.4.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 281 6.3.4.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 283 6.4 Feinplanung der Bewehrungsarbeiten in Ebene 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 6.4.1 Interaktionsdiagramm für die Bewehrungsarbeiten . . . . . . . . . . . . 289 6.4.1.1 Formel zur Berechnung des Aufwandswertes für die Bewehrungsarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 6.4.1.2 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 290 6.4.1.3 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 293 6.4.1.4 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 6.5 Feinplanung der Bewehrungsarbeiten in Ebene 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 6.5.1 Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten – Ebene 4: Fundamentplatten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 6.5.1.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 296 6.5.1.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 299 6.5.1.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 6.5.2 Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten – Ebene 4: Stützen 301 6.5.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 302 6.5.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 304

XIV

I Inhaltsverzeichnis 6.5.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 6.5.3 Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten – Ebene 4: Wände 307 6.5.3.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 307 6.5.3.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 310 6.5.3.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 6.5.4 Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten – Ebene 4: Decken 312 6.5.4.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 313 6.5.4.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 315 6.5.4.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 6.6 Feinplanung der Betonierarbeiten in Ebene 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 6.6.1 Einfluss der Steiggeschwindigkeit auf den Betoneinbau – Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen . . . . . . 319 6.6.2 Interaktionsdiagramm für Betonarbeiten – Ebene 4: Wände . . . . . 320 6.6.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 320 6.6.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 321 6.6.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 6.6.3 Interaktionsdiagramm für Betonarbeiten – Ebene 4: Stützen . . . . 324 6.6.3.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 325 6.6.3.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 326 6.6.3.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 6.7 Feinplanung für Stahlbetonarbeiten – Einarbeitung bei Schalarbeiten. . . 328 6.7.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 6.7.2 Berechnung der Schalungsleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 6.7.3 Berechnung der Vorgangsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 6.7.4 Berücksichtigung der Einarbeitung bei Schalarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 6.7.5 Berücksichtigung der Einarbeitung in den Aufwandswerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 6.7.5.1 Berücksichtigung der Einarbeitung in den Aufwandswerten für die Arbeitsvorbereitung und die Bauausführung . . . . . 336 6.7.5.2 Berücksichtigung der Einarbeitung in den Aufwandswerten zur Angebotserstellung . . . . . . . . . . . . . . 337 6.7.6 Berücksichtigung der Einarbeitung in der Leistungsberechnung für die Schalarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 6.7.7 Konsequenzen aus der Nichtberücksichtigung der Einarbeitung . 341 6.7.7.1 Folgen für die Angebotskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 6.7.7.2 Folgen für die Arbeitsvorbereitung bzw. Bauausführung (Vorgangsdauer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 6.7.8 Anpassungsmöglichkeiten zur Erzielung und Aufrechterhaltung einer konstanten Schalungsleistung. . . . . . . . . . 343 6.7.8.1 Konstante Schalungsleistung – Kapazitive Anpassung . . 343


XV

6.7.8.2 Beispiel für eine kapazitive Anpassung. . . . . . . . . . . . . . . 344 6.7.8.3 Konstante Schalungsleistung – Arbeitszeitliche Anpassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 6.7.8.4 Berechnung der Leistungsverluste . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 6.7.8.5 Beispiel für eine arbeitszeitliche Anpassung. . . . . . . . . . . 348 6.7.9 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 7

Logistik im Baubetrieb – Grobplanung für Bauwerk-Rohbau . . . . . . . . . . . . . . 353 7.1 Grobplanung für die Rohbauarbeiten in Ebene 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 7.1.1 Grundlagen zur Transportlogistik für die Rohbauarbeiten . . . . . . . 354 7.1.2 Interaktionsdiagramm für die Rohbauarbeiten. . . . . . . . . . . . . . . . 355 7.1.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 356 7.1.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 358 7.1.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 7.2 Grobplanung für Erdarbeiten in Ebene 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 7.2.1 Grundlagen zur Transportlogistik für die Erdarbeiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 7.2.2 Interaktionsdiagramm für Erdarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 7.2.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 366 7.2.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 368 7.2.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 7.3 Grobplanung für Stahlbetonarbeiten in Ebene 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 7.3.1 Grundlagen zur Transportlogistik für die Stahlbetonarbeiten. . . . . 371 7.3.2 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . 372 7.3.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 373 7.3.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 374 7.3.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 7.4 Grobplanung der Mauerwerksarbeiten in Ebene 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 7.4.1 Grundlagen zur Transportlogistik für die Mauerwerksarbeiten . . . 377 7.4.2 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . 378 7.4.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 378 7.4.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 380 7.4.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

8

Logistik im Baubetrieb – Feinplanung für die Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . 383 8.1 Feinplanung für die Schalung in Ebene 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 8.1.1 Grundlagen zur Transportlogistik der Schalarbeiten . . . . . . . . . . . . 384 8.1.2 Interaktionsdiagramm für die Schalung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 8.1.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 386 8.1.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 388 8.1.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

XVI

I Inhaltsverzeichnis 8.2 Feinplanung für die Bewehrung in Ebene 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 8.2.1 Grundlagen zur Transportlogistik der Bewehrungsarbeiten. . . . . . 391 8.2.2 Interaktionsdiagramm für die Bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 8.2.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 393 8.2.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 395 8.2.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397 8.3 Feinplanung für den Beton in Ebene 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 8.3.1 Grundlagen zur Transportlogistik der Betonarbeiten . . . . . . . . . . . 399 8.3.2 Interaktionsdiagramm für den Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 8.3.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 401 8.3.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 403 8.3.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 8.4 Feinplanung für den Betoneinbau mittels Krankübel in Ebene 4 . . . . . . . 405 8.4.1 Grundlagen zum Betoneinbau mittels Krankübel. . . . . . . . . . . . . . 406 8.4.2 Interaktionsdiagramm für den Betoneinbau mittels Krankübel . . . 407 8.4.2.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . 408 8.4.2.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms . . . . . . . . . . . . . . 409 8.4.2.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411

9

Wahrscheinlichkeitsüberlegungen – Berechnung der Dauer . . . . . . . . . . . . . . 413 9.1 Anwendung in der Grobplanung der Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . 413 9.1.1 Konventionelle Berechnung der Dauer für die Stahlbetonarbeiten 414 9.1.1.1 Berechnung der Dauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 9.1.1.2 Beispiel zur konventionellen Berechnung der Dauer . . . . 416 9.1.2 Vorgangsweise bei Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeitsrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 9.1.2.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 9.1.2.2 Monte-Carlo-Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 9.1.3 Berechnung der Dauer unter Berücksichtigung von Wahrscheinlichkeitsüberlegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 9.1.3.1 Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Gesamt-Aufwandswert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 9.1.3.2 Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Leistung . . . . . . . . . 423 9.1.3.3 Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Dauer . . . . . . . . . . . 425 9.2 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428

10

Regelkreis für die Planung und Steuerung des Bauablaufs . . . . . . . . . . . . . . . 431 10.1 Anwendung bei den Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 10.1.1 Regelkreis – Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 10.1.2 Regelkreis – Anwendung bei Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . 434 10.2 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439

I Inhaltsverzeichnis II

XVII

Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 II.1 Bücher. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 II.2 Fachbeiträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 II.3 Diplomarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 II.4 Dissertationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 II.5 Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 II.6 Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 II.7 Skripten und Studienunterlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 II.8 Vorträge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 II.9 Sonstige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451

III

Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 III.1 Bauablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 III.2 Bauablaufplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 III.3 Bauzeitplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 III.4 Baubetrieb. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 III.5 Erstarrungszeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 III.6 Frischbetondruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 III.7 Kennzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 III.8 Logistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 III.8.1 Militärisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 III.8.2 Wirtschaftlich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 III.9 Produktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 III.10 Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 III.11 Schalung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 III.12 Steiggeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 III.13 Terminplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

IV

Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

V

Abbildungsverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473

VI

Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487

1

Einleitung

1.1

Einführung

Zur Verwirklichung eines Ziels ist generell die vorangehende Gliederung in Teilziele sinnvoll und in weiterer Folge ist der Ablauf der dazu erforderlichen Tätigkeiten zu planen. Die Zeit, in der die Teilziele und später das Gesamtziel erreicht werden sollen, bestimmt dabei wesentlich die Intensität und die Reihenfolge der Tätigkeiten und den damit verbundenen Arbeitskräfte-, Stoff- und Betriebsmitteleinsatz. Auf das Bauwesen umgelegt bedeutet dies, dass im Zuge der Bauablaufplanung ein zu errichtendes Bauwerk in Teile (z.B. Arbeitspakete) zerlegt und unter Berücksichtigung der zeitlichen Randbedingungen die Reihenfolge der einzelnen Arbeiten festgelegt wird. In der Planung des Bauablaufs und der Logistik werden für den Baubetrieb wesentliche Entscheidungen für die Erstellung eines Bauwerks getroffen. Im Zuge der Arbeitsvorbereitung wird vorausschauend festgelegt, in welcher Reihenfolge die Arbeiten ausgeführt werden. Die Reihenfolge der Arbeiten wird von der zur Verfügung stehenden Zeit, den Bestimmungen des Bauvertrags und von fertigungstechnischen und technologischen Randbedingungen bestimmt. Die Produktionsfaktoren sollen durch die Planung des Bauablaufs und der Logistik so miteinander kombiniert werden, dass damit das wirtschaftlich optimale Ergebnis erzielt wird (minimale Herstellkosten bei vorgegebenem Budget). Besondere Bedeutung hat die Bauzeit vor allem bei gewerblichen Bauten.

2

1 Einleitung

Kurze Zeitvorgaben können paralleles Arbeiten erfordern oder nur durch spezielle Bauweisen, wie z.B. Deckelbauweise, eingehalten werden. Zu den bestimmenden Größen zählen: • • • • • • • •

Bauzeit Kosten Produktionsmenge Arbeitskräfte Geräte Qualität Aufwandswerte Leistungswerte

Jedes Bau-Projekt ist ein Unikat. Quantität, Qualität, Kosten und Zeit sind für jedes Bau-Projekt neu zu bestimmen und zu berechnen. Für den Bauherrn sind dabei folgende Fragen von Bedeutung: • Wie lange dauert das Bau-Projekt? • Welche Möglichkeiten der Bauzeitverkürzung gibt es („early Return on Investment“)? • Welche Quantität und Qualität sind erforderlich, um den größten Nutzen (für den erforderlichen Bedarf) aus dem Bau-Projekt zu erzielen? • Was kostet das Bau-Projekt? • Wie kann das Projekt bestmöglich umgesetzt werden? • Welche Risiken sind für das Projekt maßgebend? • Wie können Risiken vermieden, umgewälzt oder reduziert werden? etc.

Bauherren beauftragen für die Planung und Realisierung von Bau-Projekten meist Fachleute wie z.B. Projektentwickler, Projektmanager, Zivilingenieure, Baumeister etc., die für sie diese Fragen beantworten und dazu das Projekt planen und in weiterer Folge umsetzen. Kennzahlen und Richtwerte von vergleichbaren Projekten bilden die Grundlage für erste Zeit- und Kostenplanungen. Wenn die Planungen weitgehend (im Idealfall) abgeschlossen sind, werden die Arbeiten ausgeschrieben und in weiterer Folge vergeben. Für die ausführenden Firmen von „Bauwerk-Rohbau“, „Bauwerk-Ausbau“ und „Bauwerk-Technik“ stellen sich primär folgende Fragen:

1.1 Einführung

3

• • • • • • • •

Wie viel Zeit steht für die einzelnen Arbeiten zur Verfügung? Welche Arbeiten liegen am kritischen Weg? Welche Qualität ist notwendig? Welche Mengen sind erforderlich? Wie hoch sind die Kosten für die einzelnen Arbeiten? Wie viele Transporte sind erforderlich? Wo liegt Optimierungspotenzial für Zeit, Kosten und Ressourcen? Wie sensibel reagieren Zeit, Kosten und Ressourcen auf Veränderungen und Störungen? • Welche Risiken sind für die Ausführung wesentlich? • Welcher Ressourceneinsatz ist für das Bau-Projekt erforderlich? • Welcher Einfluss lässt sich aus den Projektunterlagen, Baustellen- und Betriebsbedingungen für Bauablaufplanung und Logistik ableiten? etc.

In der Bauablaufplanung stehen in der Regel Hilfsmittel wie z.B. Rechen-, Bauzeitplanungs-, Zeichen-, Ressourcenplanungs- und Schalungsprogramme zur Verfügung. Diese Computerprogramme sollen einerseits die Bearbeitung erleichtern und andererseits die Optimierung des Bauablaufs unterstützen. In kurzer Zeit können damit mehrere Ausführungsmöglichkeiten miteinander verglichen werden. Für die Bauablaufplanung trägt die übersichtliche Darstellung der baubetrieblichen Zusammenhänge wesentlich zum Verständnis des Bauablaufs bei. Nach Verknüpfung der einzelnen Vorgänge kann die Berechnung des kritischen Weges erfolgen. Der kritische Weg bestimmt die kürzeste Dauer. Verzögerungen auf selbigem sind zu vermeiden. Auf ihn soll während der Bauablaufplanung und schließlich in der Bauausführung besonders geachtet werden. Der vernetzte Balkenplan oder das Liniendiagramm lässt die Reihenfolge der Arbeiten erkennen. Wenn diese Darstellungen mit Ressourcenbändern ergänzt werden – z.B. Arbeitskräfte, Geräte – steigt deren Informationsgehalt. Die Schwerpunkte in der Bauablaufplanung hängen von den verwendeten Baustoffen, von der Art des Bauwerks, von der Bauweise und von den Baustellenbedingungen ab. Bei Hochbauten, die vorwiegend aus Stahlbeton errichtet werden, stehen in der Bauablaufplanung die Schalarbeiten im Zentrum der Betrachtungen. Im Erdbau (im z.B. Straßen- oder Eisenbahnbau) steht die Planung des Transportbetriebs im Vordergrund. Bei Talsperren liegt die zentrale Bedeutung in der Bauablaufplanung der Betonarbeiten. Die Betonherstellung, die Zwischentransporte und der Betoneinbau bestim-

4

1 Einleitung

men hier das Baugeschehen. Im Tunnelbau wird die Bauablaufplanung wesentlich von den geologischen und hydrologischen Bedingungen beeinflusst. Die Bauweise und der Baubetrieb richten sich nach den prognostizierten Verhältnissen. Der Baubetrieb ist während der Bauausführung immer wieder an die angetroffenen geologischen und hydrologischen Verhältnisse anzupassen. Die Art, Umstände und der Umfang der Leistungserbringung sind für die oben angeführten Beispiele verschieden. Die Anforderungen an die Bauablaufplanung sind dieselben. Der Ablauf ist so zu planen, dass unter Einhaltung des Vertrags, das vereinbarte Bauwerk wirtschaftlich optimal errichtet wird. Für die Errichtung des Bauwerks ist die Dauer meist vertraglich vorgegeben. Die notwendige Gesamtleistung wird dann durch die Dauer und die Produktionsmenge bestimmt. Nach Einteilung des Bauwerks in Bauabschnitte und in verschiedene Leistungsgruppen (z.B. Gründungsarbeiten, Erdarbeiten, Stahlbetonarbeiten, Mauerwerksarbeiten etc.) ergibt sich die notwendige Monats-, Wochen-, Schicht-, Tages- oder Stundenleistung für die einzelnen Gruppen.

1.2

Ziel

Die effektive Bauablaufplanung wird im gesamten Bauwesen sowie in der Literatur von Autoren wie z.B. Bauer1), Blecken2), Drees/Spranz3), Halpin4), Kochendörfer5), Kühn6), Motzko7), Pfarr8), Schmidt9), Seeling10), Spranz11), Stadler12) und Toffel 13) als mitentscheidend für die wirtschaftli1)

Bauer (1992 u 1994). Baubetrieb 1+2 Blecken (1975). Planung und Steuerung des instationären Baubetriebs 3) Drees/Spranz (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen 4) Halpin/Woodhead (1998). Construction management 5) Kochendörfer (1978). Bauzeit und Baukosten von Hochbauten 6) Kühn (1991). Handbuch Baubetrieb 7) Motzko (1990). Ein Verfahren zur ganzheitlichen Erfassung und rechnergestützten Einsatzplanung moderner Schalungssysteme 8) Pfarr (1984). Grundlagen der Bauwirtschaft 9) Schmidt (1970). Grundsätze baubetrieblicher Verfahrenswahl dargestellt an Transportverfahren auf Großbaustellen 10) Seeling (1995). Unternehmensplanung im Baubetrieb 11) Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau 2)

1.2 Ziel

5

che Errichtung von Bauwerken angesehen. Zur Darstellung des Bauablaufs werden von den meisten Autoren vernetzte Balkenpläne, meist in Kombination mit Ressourcenplänen und Liniendiagrammen verwendet. In Baustelleneinrichtungsplänen werden Standorte für Geräte (z.B. Krane, Mischanlage, Aufbereitungsanlage etc.) und Lagerplätze (z.B. Schalung, Bewehrung) sowie Verkehrswege (z.B. Umfahrt, Durchfahrt, Stichstraße) für den Baustellenverkehr eingezeichnet. Diese bekannten und meist auch praktizierten Darstellungsformen dienen der Abbildung des Bauablaufs und der Belegung der Baustelleneinrichtungsfläche mit Geräten und Baustoffen. Für die grafische Leistungsermittlung existieren in der Literatur vor allem Diagramme für Erdbaugeräte. Im Bereich der Betonarbeiten gibt es solche zur Ermittlung der erforderlichen Pumpenleistung. Im Tunnelbau werden z.B. Diagramme zur Bemessung der Bewetterung, zum Betontransport und für den Transportbetrieb des Ausbruchsmaterials verwendet. Diagramme, in denen wesentliche baubetriebliche Zusammenhänge für Erdarbeiten, Stahlbetonarbeiten sowie Mauerwerksarbeiten dargestellt werden, sind zu „entwickeln“. Erstes Ziel dieses Buches ist es, die Vorgangsweise zur Planung des Arbeitsablaufs für Bauarbeiten – getrennt für Grobplanung und Feinplanung – als Ablaufschema darzustellen und zu beschreiben. Zu den einzelnen Bearbeitungsschritten in der Grob- und Feinplanung ist die optimale Form der grafischen Darstellung wesentlicher baubetrieblicher Zusammenhänge zu finden (zweites Ziel). Diese Systematik soll in weitere Folge (drittes Ziel) für die Erd-, Stahlbeton- und Mauerwerksarbeiten angewendet werden. Bei den Stahlbetonarbeiten sind dabei Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten zu differenzieren. Durch diese Diagramme soll die Abbildung der baubetrieblichen Zusammenhänge für die Grob- und Feinplanung des Bauablaufs und der Logistik gelingen. Je nach Betrachtung sollen durch die Diagramme baubetriebliche Beziehungen zwischen z.B. Arbeitsaufwand, Kapazität (wie z.B. Anzahl der Arbeitskräfte, Anzahl an Geräten und Maschinen), Menge (z.B. m3 Aushub, m2 Mauerwerk, kg Bewehrung), Leistung (z.B. m2/h stündliche Schalungs12) 13)

Stadler (2004). Allgemeine Baubetriebslehre + Allgemeine Baubetriebslehre Ergänzung Toffel (1989). Kosten- und Leistungsrechnung in Bauunternehmungen

6

1 Einleitung

leistung, m2/d tägliche Schalungsleistung, m3/h stündliche Betonierleistung, to/d tägliche Bewehrungsleistung), Dauer, Produktionsmenge, Baustoffbedarf (z.B. to/m3 Bewehrungsgrad), Lohnstunden und Anzahl an Transporten hergestellt werden. Die im Zuge dieser Arbeit entwickelten Interaktionsdiagramme sollen in weiterer Folge als Unterstützung zur Bearbeitung folgender Fragen dienen: Grobplanung (Ebene 1 und Ebene 2, siehe Abb. 1-1) • • • • • • • • •

Wie lange dauern die Arbeiten für das gesamte Bauwerk? Wie viele Arbeitskräfte sind für das gesamte Bauwerk erforderlich? Wie lange dauern die Arbeiten für die verschiedenen Leistungsgruppen? Wie viele Transporte sind insgesamt erforderlich? Wie viele Geräte werden benötigt? Wie hoch ist die erforderliche Leistung? Wie lange dürfen die Arbeiten dauern? Wie groß ist die Anzahl der Lohnstunden? Wie hoch darf der Gesamt-Aufwandswert werden, damit keine Projektziele gefährdet sind? • Welche Menge an verschiedenen Baustoffen ist insgesamt erforderlich? • Wie groß ist die Produktivität? etc.

Feinplanung (Ebene 3 und Ebene 4, siehe Abb. 1-1) • Wie lange dauern die Arbeiten für einen Fertigungsabschnitt? • Wie viele Arbeitskräfte sind für einen Fertigungsabschnitt erforderlich? • Wie groß darf die Fläche eines Fertigungsabschnittes sein, um einen geplanten Arbeitstakt einzuhalten? • Welche Größe darf der Aufwandswert für einen Fertigungsabschnitt annehmen? • Wie viele Arbeitskräfte sind bei den einzelnen Vorgängen erforderlich? • Wie hoch ist die erforderliche Stunden- oder Tagesleistung? • Wie viele Transporte sind in Spitzenzeiten je Stunde notwendig? • Wie groß sind die Transportintervalle? • Wie groß ist die Vorratsmenge an Baustoffen in Abhängigkeit vom Fertigungsfortschritt? • Wie hoch müssen die einzelnen Leistungswerte vernetzter Vorgänge sein, damit ein geplanter Fertigungsrhythmus erzielt wird?

1.3 Aufbau

7

• Wie stellt sich die Schalungsgradentwicklung für die verschiedenen Bauteile eines Bauwerks dar? • Wie groß ist die Produktivität in den einzelnen Ablaufabschnitten? etc.

Zur übersichtlichen, schlüssigen und transparenten Darstellung baubetrieblicher Zusammenhänge sollen Interaktionsdiagramme für Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb entwickelt werden. Sie sollen bei BauProjekten für Planung, Vergleich, Sensitivitätsanalyse, Bewertung, Kontrolle und Unterstützung in der Entscheidungsfindung eingesetzt werden können.

1.3

Aufbau

Ein Bauwerk kann in die Bereiche Rohbau, Technik und Ausbau gegliedert werden. Für diese Bereiche werden Quantitäten und Qualitäten angenommen und später festgelegt, die in weiterer Folge die Basis für die Planung des Bauablaufs und der Logistik bilden. Die vorliegende Arbeit ist für den Bereich „Bauwerk-Rohbau“ in Grobund Feinplanung gegliedert. Grob- und Feinplanung werden wiederum für den Bereich „Bauwerk-Rohbau“ in jeweils zwei Ebenen eingeteilt. Mit zunehmendem Detaillierungsgrad der Planung werden die Angaben zu den Baustoffen (z.B. verwendete Betonsorten, Angaben zur Bewehrung) und zur Grund- und Aufrissgestaltung (z.B. Abmessungen der Bauteile, konstruktive Details) präziser. Die zunehmende Konkretisierung auf der Planungsebene macht auch eine zutreffendere Aussage über Zeit und Kosten möglich. Mit fortschreitender Detaillierung in der Planung erfolgt der Übergang von der Grob- in die Feinplanung im Zuge der Bauablaufplanung und Logistik. Der methodische Aufbau dieser Arbeit ist schematisch in Abb. 1-1 dargestellt. Betrachtet werden vor allem Erd-, Stahlbeton- und Mauerwerksarbeiten. Für diese ausgewählten Bereiche wird auf die Bauablaufplanung und Logistik eingegangen. Die Zusammenhänge und gegenseitigen Abhängigkeiten werden in den Grundlagen beschrieben und in Interaktionsdiagrammen dargestellt.

8

1 Einleitung

Neben dieser Hauptausrichtung in der vorliegenden Arbeit können die später gezeigten Diagramme auch sinngemäß z.B. für den Bau von Brücken, Unterflurtrassen, Kraftwerksbauten, Tunnels und Straßen eingesetzt werden. Von Ebene 1 bis Ebene 4 nehmen der Detaillierungsgrad und die Aussagekraft für Bauablaufplanung und Logistik zu. In der Ebene 1 wird der Bereich „Bauwerk-Rohbau“ als Einheit betrachtet. Anhand von Angaben bzw. Annahmen (wie beispielsweise zum Bruttorauminhalt) werden baubetriebliche Überlegungen angestellt.

-

EBENE 1

Kennzahl

ERDBAU

STAHLBETON

MAUERWERK

KENNZAHL m³/h

KENNZAHL

KENNZAHL

Std/m³

Std/m²

Schalarbeiten

Bewehrungsarbeiten

Betonarbeiten

Kennzahl Std/m²

Kennzahl Std/to

Kennzahl Std/m³

DETAILLIERUNGSGRAD

EBENE 3

EBENE 2

Std/BRI

EBENE 4

FEINPLANUNG

GROBPLANUNG

Bauwerk - Rohbau

Bauteil A

Bauteil B

Bauteil i

Bauteil A

Bauteil B

Bauteil i

Bauteil A

Bauteil B

Bauteil i

Std/m²

Std/m²

Std/m²

Std/to

Std/to

Std/to

Std/m³

Std/m³

Std/m³

+

Abb. 1-1 Gliederung für „Bauwerk-Rohbau“

Für die Ebene 1 werden erste Angaben zu Dauer und Logistik gemacht; beispielsweise kann die Dauer in einer Bandbreite (minimaler bzw. maximaler Wert) angegeben werden. Die Aufwandswerte, Anzahl der Arbeitskräfte, tägliche Arbeitszeit und Bruttorauminhalt (Produktionsmenge) sind zielführend so zu variieren, dass sich dadurch eine untere und obere Grenze für

1.3 Aufbau

9

die Dauer ergibt. Für die Ebene 2 der Grobplanung wird in dieser Arbeit das Bauwerk in Erdbau, Stahlbetonbau und Mauerwerksbau differenziert. Geht man von der Grobplanung in die Feinplanung zur Ebene 3 über, wird für die Stahlbetonarbeiten in Schalungs-, Bewehrungs- und Betonarbeiten unterschieden. In Ebene 4 wird in Bauteile, wie beispielsweise Wände, Stützen oder Decken, gegliedert. Kennzahlen zur Mengenermittlung und für den Arbeitsaufwand dienen als Basis für Bauablaufplanung und Logistik. Die Kennzahlen werden beispielsweise zur Beschreibung des Arbeitsaufwandes und des Ressourcenbedarfs verwendet. Für die Grob- und Feinplanung werden für die Mengenermittlung Kennzahlen – wie z.B. Schalungs- und Bewehrungsgrad – herangezogen. Weiters wird für die Ermittlung des Arbeitsaufwandes der Gesamt-Aufwandswert für die Stahlbetonarbeiten bzw. es werden die Aufwandswerte zu den einzelnen Ablaufabschnitten verwendet. Mit den Kennzahlen für den Arbeitsaufwand (z.B. Std/m3BRI) wird z.B. die Summe der Lohnstunden für die Rohbauarbeiten des Bauwerks ermittelt. Mit dem Ansatz für die Anzahl an Arbeitskräften und dem Ansatz für die tägliche Arbeitszeit ergibt sich daraus die Anzahl an erforderlichen Arbeitstagen. Dabei ist zu beachten, dass die angesetzte Anzahl an Arbeitskräften unter der Obergrenze der maximal einsetzbaren Ressourcen liegen muss. Mit einer zu hoch angesetzten Anzahl an Arbeitskräften (z.B. tatsächlich zuwenig Arbeitsraum vorhanden) folgt eine unrealistische kurze Bauzeit, die in der Ausführung nicht erreicht werden kann. Die in dieser Arbeit präsentierten Diagramme stellen wesentliche baubetriebliche Zusammenhänge für Bauablaufplanung und Logistik grafisch dar. Neben der Beschreibung der in den Diagrammen dargestellten Beziehungen werden Beispiele zur baupraktischen Anwendung der Diagramme gezeigt. Die anschauliche Darstellung ermöglicht für die Grob- und Feinplanung von Bau-Projekten einen raschen, einfachen und übersichtlichen Zugriff auf wesentliche Informationen für Planung, Steuerung, Ausführung und Kontrolle. Neben der Anschaulichkeit ist auch die Sensitivität der Parameter, aufgrund der Veränderung von Eingangsgrößen in den Diagrammen feststellbar. Auch für Kommunikation und Information leisten die Diagramme eine wertvolle Hilfestellung. Missverständnissen kann damit vorgebeugt bzw. bestehende können ausgeräumt werden.

10

1 Einleitung

Störungen und Änderungen sind ständige Begleiter im Baubetrieb. Sie können bereits im Vorfeld der Ausführung oder Planung durch Variation wesentlicher Parameter (z.B. Erhöhung des Aufwandswerts um 20 %, Senkung der Anzahl der Arbeitskräfte etc.) auf ihre möglichen Auswirkungen auf den Baubetrieb grafisch untersucht werden. Dabei soll sich zeigen, ob das Gesamtkonzept der Bauablaufplanung gefährdet ist und dadurch die vorgegebene Bauzeit überschritten wird. Während der Ausführung der Bauarbeiten kann mit Hilfe der Diagramme analysiert werden, wie sich beispielsweise der Ressourceneinsatz in quantitativer Hinsicht ändern muss, um die geplanten Ziele dennoch zu erreichen.

1.4

Gliederung

Das vorliegende Buch, Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb, ist in zehn Kapitel gegliedert. Im zweiten Kapitel wird auf baubetriebliche Grundlagen, Bauablaufplanung, Produktivität und Logistik eingegangen. Dazu werden die für diese Bearbeitung wesentlichen Kennzahlen dargestellt und beschrieben. Für die Bauablaufplanung und Logistik werden die Arbeitsschritte in der Grob- und Feinplanung von Bau-Projekten aufgezeigt. Kennzahlen, welche als wesentliche Grundlage für Bauablaufplanung und Logistik dienen, werden im dritten Kapitel behandelt. Es wird hier in Kennzahlen zur Beschreibung des Arbeitsaufwands und der Mengenermittlung unterschieden. In der Arbeit wird die Arbeitsleistung vertieft behandelt. Bei der Mengenermittlung wird dazu im Wesentlichen auf den Schalungs- und Bewehrungsgrad eingegangen. Für die Ermittlung der Anzahl der erforderlichen Krane werden hierzu die verschiedenen Methoden und Auswahldiagramme dargestellt. Einige Richtwerte aus der Literatur für die Bauablaufplanung sind in Kapitel vier angeführt (in Ergänzung zu den Angaben in den anderen Kapiteln). Das fünfte Kapitel hat die Grobplanung des Bauablaufs zum Inhalt. Ausgangsgröße für die Grobplanung ist hier der Aufwandswert für die Rohbauarbeiten bezogen auf den Bruttorauminhalt. Es können hier bereits erste Werte für die Dauer im Bereich „Bauwerk-Rohbau“ ermittelt werden.

1.4 Gliederung

11

Mit der Feinplanung werden die Ergebnisse der Berechnungen bezüglich der Dauer immer konkreter. Im sechsten Kapitel werden für Stahlbetonarbeiten, getrennt in Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten, für verschiedene Bauteile eines Bauwerks verschiedene Elemente der Bauablaufplanung behandelt. Beispielsweise wird hier mittels Interaktionsdiagrammen der Zusammenhang zwischen Aufwandswert, Produktionsmenge, Anzahl der Arbeitskräfte, stündliche Leistung, tägliche Leistung, Dauer und Summe der Lohnstunden hergestellt. Für Wände und Stützen wird die Steiggeschwindigkeit des Betons in der Schalung in die baubetrieblichen Überlegungen mit einbezogen. Bei feingliedrigen Bauwerken und Bauteilen bestimmt die zulässige Steiggeschwindigkeit des Betons die erzielbare Einbauleistung. Das siebente Kapitel behandelt das Thema Logistik im Zuge der Grobplanung. Es wird der Frage nachgegangen, welche Aussagen bereits in einem frühen Planungsstadium beispielsweise für die Anzahl der erforderlichen Transporte und der Transportdichte je Zeiteinheit (z.B. je Arbeitstag oder Stunde) für ein Bau-Projekt getroffen werden können. Ausführungen zur Feinplanung der Logistik folgen im achten Kapitel. Hier werden beispielsweise bei den Stahlbetonarbeiten – getrennt in Schal-, Bewehrungs- und Betonierarbeiten – logistische Fragen zum Antransport von Schalung, Bewehrung und Beton behandelt. Weiter wird auf den Betoneinbau mit Krankübel eingegangen. Im Speziellen wird dabei der Einfluss der Steiggeschwindigkeit auf die Einbauleistung untersucht. Für die Lagerhaltung der Schalung wird die Ermittlung der Vorhaltemenge grafisch dargestellt. Im neunten Kapitel wird gezeigt, wie Wahrscheinlichkeitsüberlegungen zur systematischen Berücksichtigung von Bandbreiten in den Ansätzen (z.B. Aufwandswerte, Schalungsgrad, Anzahl der Arbeitskräfte) für die Bauablaufplanung herangezogen werden können. Auf den Regelkreis als ein Steuerungselement für Bauablaufplanung und Logistik wird im zehnten Kapitel eingegangen.

2

Grundlagen für Bauablaufplanung und Logistik

Im folgenden Kapitel werden die wesentlichen Grundlagen für die Bauablaufplanung und Logistik dargestellt. Bei den baubetrieblichen Grundlagen wird auf die Produktionsfaktoren eingegangen und auf die fertigungstechnischen Merkmale beim Einsatz der Bauverfahren hingewiesen. Bei der Produktivität wird in drei Teilproduktivitäten unterschieden und dabei steht in dieser Arbeit vor allem die Arbeitsproduktivität im Zentrum der Betrachtungen. Im Zusammenhang mit der Produktivität wird das Interaktionsdiagramm für die Arbeitsproduktivität vorgestellt und Rationalisierungspotenziale aufgezeigt. Zu den Aufgaben der Arbeitsvorbereitung zählen die Verfahrenauswahl und die Planung von Bauablauf, Logistik und Baustelleneinrichtung. In weiterer Folge werden die Grundlagen zur Planung des Bauablaufs und der Logistik behandelt. Es wird dazu in Grob- und Feinplanung unterschieden. Diese Unterscheidung bildet die Grundlage für die folgenden Kapitel. In der Grobplanung werden Überlegungen z.B. für die Projektplanung und Angebotsbearbeitung gemacht. Die Überlegungen der Grobplanung bilden dann die Basis für die Feinplanung. In der Feinplanung wird vor allem die Arbeitsvorbereitung für die Bauausführung vorgenommen. Für die Grobplanung und Feinplanung wird jeweils ein Ablaufschema vorgestellt. Das jeweilige Schema wird vergleichbar mit einem Regelkreis so lange durchlaufen, bis die zum Betrachtungszeitpunkt optimale Lösung gefunden wurde. Die einzelnen Stufen des jeweiligen Schemas werden beschrieben. Auf jene Punkte die vor allem zur Bauablaufplanung und Logistik zählen wird hier näher eingegangen.

14

2 Grundlagen für Bauablaufplanung und Logistik

2.1

Baubetriebliche Grundlagen

Ziel der Bauablaufplanung und Logistik des Baubetriebs ist es, die Produktionsfaktoren einer Bauunternehmung in der Weise miteinander zu kombinieren, dass Bauwerke wirtschaftlich optimal errichtet werden können. Die Wahl und Kombination der Produktionsfaktoren haben einen direkten Einfluss sowohl auf den Arbeitsaufwand, als auch auf die Leistung und damit auf die Gesamtproduktivität. Jodl1) bezeichnet in diesem Zusammenhang den Baubetrieb als Summe des Umgangs mit den Produktionsfaktoren.

2.1.1

Produktionsfaktoren

Allen im Baubetrieb angewandten Bauverfahren ist gemeinsam, dass bei ihrer Anwendung Mittel einzusetzen sind, die eine bestimmte Produktion oder die erwünschte Zustandsänderung ermöglichen. Sie stellen die Produktionsfaktoren bzw. produktiven Faktoren dar. Bei den Produktionsfaktoren wird in Elementarfaktoren und dispositive Faktoren unterschieden. Zu den Elementarfaktoren zählen: • Arbeit: die objektbezogenen menschlichen Arbeitsleistungen, d.h. alle Tätigkeiten, die unmittelbar mit der Leistungserstellung und -verwertung im Zusammenhang stehen, ohne dispositiv-anordnender Natur zu sein • Betriebsmittel: die Arbeits- und Betriebsmittel, d.h. alle Einrichtungen und Anlagen, welche die technische Voraussetzung betrieblicher Leistungserstellung insbesondere der Produktion bilden, sowie alle Hilfs- und Betriebsstoffe (Energie), die notwendig sind, um den Betrieb arbeitsfähig zu machen und zu erhalten • Stoffe: Werkstoffe, in unserem Fall die Baustoffe, Halb- und Fertigungserzeugnisse, die als Ausgangs- und Grundstoffe für die Herstellung von Erzeugnissen dienen. Nach der Vornahme der Substanzänderungen oder nach dem Einbau in das Fertigerzeugnis werden sie Bestandteil des neuen Produkts, hier des Bauwerks oder einzelner Bauteile Unter dispositiven Faktoren versteht man planende, gestaltende und steuernde Aktivitäten, die sich mit einzelnen Tätigkeiten und dem gesamten Bauunternehmen beschäftigen.2) 1) 2)

Jodl (2003). Potenziale im Baubetrieb. 19 Bauer (1992). Baubetrieb 1. 456

2.1 Baubetriebliche Grundlagen

15

Bauer3) betrachtet die zur Herstellung von Bauprodukten eingesetzten Produktionsfaktoren als das Potenzial eines Betriebes. Hohes Potenzial besitzen also all jene Baufirmen, die ihre Produktionsfaktoren wirtschaftlich optimal miteinander kombinieren und einsetzen.

2.1.2

Fertigungstechnische Merkmale beim Einsatz von Bauverfahren

Bauteile und Bauwerke werden durch technisch und wirtschaftlich optimalen Einsatz der Produktionsfaktoren unter Anwendung naturwissenschaftlicher oder technologischer Regeln und Erfahrungen (Verfahren) hergestellt bzw. errichtet. Je nach Bauwerk und Bauweise stehen verschiedene Bauverfahren zur Disposition, bei denen die Arbeits-, Betriebsmittel- und Stoffproduktivität einen unterschiedlichen Stellenwert haben. In Abhängigkeit von Bauwerk und Bauweise weisen die Bauverfahren verschiedene Merkmale auf. Im Erdbau dominiert der Einsatz von Baugeräten, die meist zu Geräteketten zusammengefasst sind. Die Teilvorgänge Lösen, Laden, Transportieren, Einbauen und Verdichten laufen idealerweise kontinuierlich ab. Die Leistung wird hier wesentlich von den eingesetzten Baugeräten (z.B. Art, Anzahl) bestimmt. Beim Einbau von Massenbeton (beispielsweise im Kraftwerksbau) hängt die Leistung vom Betontransport oder den Betonfördermitteln ab. Bei Pumpbeton wird die Leistung durch die Bauart der einzelnen Pumpen sowie der Anzahl der eingesetzten Pumpen bestimmt. Betontechnologische Aspekte sind beim Betoneinbau zu berücksichtigen. Ebenso sind Randbedingungen aus der Entwicklung des Frischbetondrucks zu beachten. Bei Stahlbetonarbeiten im Zuge der Errichtung von Hochbauten wird die Leistung meist von der Dauer der Schalarbeiten bestimmt. Je nach Fertigungsablaufmodell werden die Schalarbeiten kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführt. Der Leistungsfortschritt wird wesentlich von der Produktivität der Arbeitskräfte (Anzahl, Qualifikation, Motivation etc.) geprägt. Im Fertigteilbau werden die Fertigteile in der Regel industriell in stationären Werken hergestellt. Die Arbeitsleistung wird von den dort eingesetzten 3)

Bauer (1992). Baubetrieb 1. 457

16


Geräten und den Eigenschaften des Betons dominiert. Dadurch gelingt es mittels industrieller Fertigung oft rationeller zu produzieren und den Einfluss der Witterung zu minimieren. Der Sprengvortrieb im Tunnelbau ist durch einen diskontinuierlichen Arbeitszyklus gekennzeichnet und besteht im Wesentlichen aus den Vorgängen Bohren, Laden, Sprengen, Schuttern und Sichern. Diese Vortriebsart stellt eine Kombination von geräteintensiven (z.B. Bohren und Schuttern) und arbeitsintensiven (z.B. Laden, Sichern) Tätigkeiten dar. Hingegen dominiert beim kontinuierlichen Vortrieb die Maschinenintensität. Die Vortriebsleistung wird von der Leistung der Tunnelbohrmaschine bestimmt.

2.2

Produktivität

Produktivität ist die wesentliche Kennzahl zur Beurteilung der Ergiebigkeit von einzelnen Arbeiten oder des gesamten Produktions- bzw. Wirtschaftsprozesses. Die Produktivität ist maßgebend für den wirtschaftlichen Erfolg einer Baustelle – und längerfristig betrachtet für das Bestehen der ganzen Unternehmung. Produktivitätsvorteile sind meist auch entscheidend für die Akquisition (außer z.B. bei der Beziehungsakquisition) von Bauaufträgen und in weiterer Folge für die effektive Abwicklung des Bauvorhabens. Kosten – und in weiterer Konsequenz Preise – werden maßgeblich von der Produktivität beeinflusst. In diesem Abschnitt wird die Zusammensetzung der Produktivität beschrieben und die Einflussfaktoren werden dargestellt. Die Abgrenzung zwischen den Begriffen Produktivität und Leistung wird anhand eines Beispiels vertieft. Baubetriebliche Zusammenhänge für die Arbeitsproduktivität werden grafisch dargestellt. Die Ursachen für Preissteigerungen bzw. Stagnationen liegen teilweise in der Produktivität. Die betriebswirtschaftlichen Ursachen für die Preissteigerungen liegen einerseits in den Preisentwicklungen der Produktionsfaktoren und andererseits in den Änderungen der Produktivität. Ursächlich baupreiserhöhend wirken in erster Linie die Preisentwicklungen der Produktionsfaktoren Arbeit, Betriebsmittel und Stoffe, während sich

2.2 Produktivität

17

Steigerungen der Arbeitsproduktivität, Betriebsmittelproduktivität und Stoffproduktivität generell preismindernd auswirken.4) Bei der Ermittlung der Arbeitsproduktivität (siehe auch 2.2.3) dient als Größe für den Arbeitseinsatz die Anzahl der Beschäftigten oder Erwerbstätigen oder die Anzahl der geleisteten Arbeitsstunden. Die Anzahl z.B. der eingesetzten Geräte bezogen auf die Ausbringungsmenge (Output) dient als Bestimmungsgröße für die Betriebsmittelproduktivität. Bei der Stoffproduktivität wird die verbrauchte Stoffmenge mit der Produktionsmenge ins Verhältnis gesetzt.

2.2.1

Messgrößen für die Produktivität

Messgrößen der Produktivität eines Potenzialeinsatzes sind die Aufwandsund Leistungswerte. Bei reduzierter Produktivität steigen im Vergleich zum ungestörten Sollablauf die Aufwandswerte an, die Leistungswerte von Maschinen fallen ab. Die Folgen sind verlängerte Vorgangsdauern, höhere Herstellkosten pro Mengeneinheit und insgesamt höhere Fertigungskosten für die Behinderungsperiode.5) Aufwands- und Leistungswerte besitzen begrenzte Genauigkeit. Ihr praktisches Eintreten kann nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vorausgesagt werden. Nach Schmidt6) ist das Risiko dabei umso kleiner, je exakter sich die Arbeitsbedingungen (z.B. Baustellen- und Bauwerksbedingungen) auf der Baustelle voraussehen lassen und je umfangreicher innerbetriebliche Erfahrungen mit dem vorgesehen Verfahren sind. Trotz aller Bemühungen bleibt stets eine „Risikospanne“, welche die Unsicherheit bezüglich des Eintreffens des erwarteten Ansatzes aufgrund subjektiver Einschätzung des zu bewertenden Bauverfahrens oder der betrachteten Tätigkeit ausdrückt. Im Kapitel 9 wird dazu für die Grobplanung exemplarisch die Vorgangsweise zur systematischen Berücksichtigung von Variationsbreiten bei Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes, der Leistung und Dauer (jeweils 4) 5) 6)

Gaede/Toffel (1985). Zur Dynamik der Baupreise. Der Baubetriebsberater. 393 Bauer (1992 u. 1994). Baubetrieb 2. 684 vgl. Schmidt (1970). Grundsätze baubetrieblicher Verfahrenswahl dargestellt an Transportverfahren auf Großbaustellen. 95

18


die Wahrscheinlichkeitsverteilung) gezeigt. Die damit berechneten Werte oder Bandbreiten (untere und obere Grenzwerte), können z.B. als Eingangsparameter in die in dieser Arbeit vorgestellten Interaktionsdiagramme dienen.

2.2.1.1

Leistungswerte

Leistungswerte La, v, i (im Zusammenhang mit der Errichtung eines Bauwerks) geben an, welche Produktionsmenge (z.B.Bruttorauminhalt [m3], Betonmenge [m3]) in einer bestimmten ausgewählten Zeiteinheit (z.B. Monat, Woche, Schicht, Tag, Stunde) erzeugt (hergestellt) wird.

Art des Bauvorhabens

Bauweise

Ort des Bauvorhabens

Arbeitszeitmodell

Extern

Intern Generelle Baustellenbedingungen

Tägliche Arbeitszeit

Einflüsse des Bauverfahrens

Störeinflüsse

Mitarbeiter Qualifikation

Generelle Betriebsbedingungen

Leistung

Aufwandswert


Komplexität der Arbeit

Einübung


Spezifische Bauwerksbedingungen

Anzahl der Arbeitskräfte

Einarbeitung

Generelle Baustellenbedingungen

Qualität

Spezifische Bauwerksbedingungen Verfügbarkeit in der Ausführung

Arbeitsraum Anzahl der Krane

Bauvertrag Termine

Bauweise

HOFSTADLER

Abb. 2-1 Vielfalt der Einflüsse auf die Leistung (Leistungswert)7)

Gleiche Leistungswerte bedeuten in der Regel nicht gleichzeitig eine Übereinstimmung der Produktivität. Die Differenzen resultieren beispielsweise aus der unterschiedlichen Arbeitsproduktivität.

7)

Hofstadler (2005). Bauablaufplanung – Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten. 55

2.2 Produktivität

19

Berechnet wird die Leistung nach Glg.(2-1). Der Zähler ist das Produkt aus der Anzahl der Arbeitskräfte AK a, v, i [Std/h] und der Arbeitszeit AZ a, v, d [h/ZEH]. Im Nenner steht der spezifische Aufwandswert AW a, v, i [Std/EH] für den Ablaufabschnitt. AK a, v, i ⋅ AZ a, v, d L a, v, i = ------------------------------------------AW a, v, i

(2-1)

In Abb. 2-1 sind die Einflüsse auf die Größenordnung der Leistung für die Rohbauarbeiten exemplarisch dargestellt. Störeinflüsse, Einübung und Einarbeitung können beispielsweise durch einen Zuschlag im Aufwandswert berücksichtigt werden. Zu den Haupteinflussgrößen Aufwandswert, tägliche Arbeitszeit, Anzahl der Arbeitskräfte, Einarbeitung, Einübung und Störeinflüsse sind jeweils Beispiele angeführt. Nach Ermittlung des Leistungswertes kann die Dauer – z.B. für einen betrachteten Ablaufabschnitt – berechnet werden. Zur Abschätzung von Leistungswerten für Baugeräte, werden von Gareis/Halpin8) folgende Schätzmethoden angeführt: • Schätzung unter Verwendung eigener Daten von abgeschlossenen Projekten oder Vorgängen • Schätzung unter Verwendung von Maschinenhandbüchern und bauwirtschaftlicher Literatur • Schätzung nach analytischer Methode durch Bestimmung der Produktivitäten der für einen Arbeitsvorgang einzusetzenden Produktionseinheiten • Schätzung nach Durchführung von Probeläufen

2.2.1.2

Aufwandswerte

Den Aufwandswerten kommt in der Bauablaufplanung eine zentrale Bedeutung zu. Die Größenordnung der Aufwandswerte beeinflusst die Arbeitsproduktivität und damit maßgeblich die Leistung in den Ablaufabschnitten. Aufwandswerte stellen in der Angebotsphase eine wesentliche Grundlage zur Kosten- und Zeitberechnung dar. In der Phase der Arbeitsvorbereitung sind sie wichtiger Bestandteil für die Berechnung der Dauer der einzelnen Vorgänge und damit in weiterer Folge des gesamten Fertigungsablaufs und des Ressourceneinsatzes. Im Zuge z.B. der Nachkalkulation oder des Bau8)

Gareis/Halpin (1976). Planung und Kontrolle von Bauproduktionsprozessen. 75f

20


stellen-Controllings werden Daten aus der Bauausführung systematisch aufgezeichnet. Wenn die Gesamtstunden und spezifische Produktionsmenge für eine Leistung erfasst sind, berechnet sich der Aufwandswert für eine Tätigkeit (oder Vorgang etc.) nach Glg.(2-2). Der Aufwandswert ist der Quotient aus der Summe der Lohnstunden ¦ LStd, a, v, i und der Produktionsmenge Ma, v, i und wird nach Glg.(2-2) berechnet.

¦ LStd, a, v, i AW a, v, i = ----------------------------M a, v, i

(2-2)

In der Abb. 2-2 sind einige Einflüsse auf die Größenordnung von Aufwandswerten dargestellt. Diese Darstellung zeigt die komplexe Zusammensetzung von Aufwandswerten (exemplarische Darstellung). Die Gliederungstiefe und -breite kann beliebig erweitert und verändert werden.

Unvorhersehbare Ereignisse Verkehrssituation

Lager- u. Umschlagplätze Höhenlage

Witterung

Motivation der Mitarbeiter

Sonderschalung

Qualifikation der Mitarbeiter

Serienschalung

Generelle Baustellenbedingungen Organisation

Gewicht und Größe


Kranabhängigkeit

Aufwandswert


Mitarbeiterfluktuation

Zustand des Gerätes

Grund- u. Demontage

Qualität der Arbeitsvorbereitung


Flexibilität

BaustellenControlling

Komplexität

Anzahl der Wiederholungen

Baustoffe

Spezifische Arbeitsplatzbedingungen

Grundriss- u. Aufrissgestaltung Bauweise

Schwierigkeitsgrad der Bearbeitung

Spezifische Baustellenbedingungen

HOFSTADLER

Abb. 2-2 Vielfalt der Einflüsse auf den Aufwandswert – Beispiel: Schalarbeiten9)

9)

Hofstadler (2005). Schwierigkeitsgrad von Schalarbeiten – Darstellung der Auswirkungen im IAD. 33

2.2 Produktivität

21

Als Beispiel sind in Abb. 2-2 wesentliche Einflussfaktoren auf die Größenordnung des Aufwandswertes für Schalarbeiten dargestellt. Für eine solide Aufwandswertermittlung sind die Leistungen zeitlich und tätigkeitsbezogen klar abzugrenzen (z.B. keine Umlagerungen in andere Leistungen und keine doppelte Erfassung). Für die systematische Darstellung der Daten sind Angaben zu den Bauwerks-, Baustellen- und Betriebsbedingungen unumgänglich. Anhand dieser zusätzlichen Informationen soll für die Verwendung der vergangenheitsbezogenen Aufzeichnungen eine Verbesserung in der Genauigkeit bei der Ermittlung (Berechnung) der Aufwandswerte für zukünftige Projekte erzielt werden. Möglichkeiten, die Größenordnung der Aufwandswerte zu bestimmen: • • • • • • •

Erfahrung – Schätzung Kalkulationshandbücher Berechnungen – Nomogramme Berichtswesen Nachkalkulation Arbeitsstudien – Richtwerte-Tabellen Herstellerangaben Simulation des Arbeitsablaufs

2.2.2

Zusammensetzung der Gesamtproduktivität

Die Gesamtproduktivität setzt sich aus Arbeits-, Betriebsmittel- und Stoffproduktivität zusammen. Der Einfluss der einzelnen Teilproduktivitäten ändert sich beispielsweise mit dem Lohnniveau. Im mitteleuropäischen Raum spielt die Arbeitsproduktivität die bedeutendere Rolle. In Billiglohnländern werden die Betriebsmittelproduktivität und Stoffproduktivität dominant. Bei maschinenintensiven Bauverfahren steht die Betriebsmittelproduktivität und bei arbeitsintensiven Bauverfahren die Arbeitsproduktivität im Vordergrund. Nach Blecken/Misch10) hat z.B. im Hochbau die Anzahl und Größe der Krane entscheidenden Einfluss auf die Produktivität. Die Zusammensetzung und Einflüsse auf die Gesamtproduktivität sind in Abb. 2-3 dargestellt. Auf die Arbeitsproduktivität wird in dieser Arbeit näher eingegangen. 10)

vgl. Blecken/Misch (1980). Verfahrensoptimierung im Stahlbetonbau. 609ff

22


Produktivität in der Grobplanung Im Rahmen der Grobplanung für ein Bauwerk wird die Arbeitsproduktivität z.B. auf den Bruttorauminhalt, Stahlbetonmenge oder auf die Nutzfläche bezogen. Für den Betriebsmitteleinsatz im Stahlbau wird die Produktivität auf die Tonne Stahl bezogen.

Gesamtproduktivität

Arbeitsproduktivität

Betriebsmittelproduktivität

Stoffproduktivität

Rationalisierung

Technische Rationalisierung

Organisatorische Rationalisierung

Soziale Rationalisierung

Abb. 2-3 Zusammensetzung der Gesamtproduktivität11)

Produktivität in der Feinplanung In der Feinplanung wird die Produktivität mit einzelnen Vorgängen in Zusammenhang gebracht. So kann beispielsweise die Produktivität bei den Stahlbetonarbeiten getrennt nach Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten ermittelt werden. Produktivitätssteigerungen werden durch technische, organisatorische sowie soziale Rationalisierungen erzielt.

2.2.3

Arbeitsproduktivität

Die Arbeitsproduktivität folgt aus dem Quotienten des Produktionsergebnisses (z.B. m3 eingebauter Beton, m2 geschalte Deckenfläche etc.) und der Anzahl der eingesetzten Ressourcen. 11)

vgl. Gaede/Toffel (1985). Zur Dynamik der Baupreise. 397

2.2 Produktivität

23

Für das gesamte Bauwerk wird beispielsweise die gesamte Betonmenge als Produktionsergebnis angesetzt. Bei der Anzahl der Arbeitskräfte ist auf die betriebliche Abgrenzung und zeitliche Abgrenzung zu achten. Werden die Abgrenzungen für Vergleiche nicht einheitlich vorgenommen, sind Vergleiche nicht aussagekräftig bzw. nicht sinnvoll. Nach Spranz12) kann die in Gruppen ausgeführte Arbeit als typisch für den Baubetrieb angesehen werden: Unter Fertigungsgruppe (auch als Partie oder Arbeitspartie bezeichnet) wird eine bestimmte Zusammenstellung von Arbeitskräften in Arbeitsgruppen oder Geräten in Gerätegruppen verstanden. Bei Kombinationen führt er die Bezeichnung „Arbeiter-Gerätegruppen“ ein. Für Spranz bestehen für die Planung des Bauablaufs und den Einsatz von Fertigungsgruppen folgende Möglichkeiten: • Fertigung mit Arbeitergruppen, die verschiedene Arten von Arbeitsgängen durchführen, so genannte gemischte Kolonnen • Fertigung mit Arbeitergruppen, die fortlaufend gleiche Arten von Arbeitsvorgängen durchführen, so genannte spezialisierte Kolonnen. Der Vorteil der Gruppenbetrachtung liegt nach Spranz in der erheblichen Steigerung (Größenordnung wird dazu nicht angegeben) der Arbeitsproduktivität durch den Einsatz von spezialisierten Arbeitsgruppen. Die Arbeitsvorgänge sind dabei so angeordnet, dass die einzelnen Arbeitsgruppen kontinuierlich die gleichen Teilarbeiten ausführen. Dazu muss der Arbeitsablauf so vorbereitet sein, dass eine weitgehend kontinuierliche Beschäftigung in den Arbeitsvorgängen überhaupt möglich ist. Vor allem bei kleineren Bauvorhaben sind die Voraussetzungen für einen kontinuierlichen Arbeitsablauf in der Regel nicht gegeben. Hier führen dieselben Arbeitsgruppen verschiedene Tätigkeiten aus (z.B. Schalen, Bewehren und Betonieren). Es wird hier bei der Arbeitsproduktivität folgende Unterscheidung vorgenommen: • Arbeitsproduktivität bezogen auf die Arbeitskraft • Arbeitsproduktivität bezogen auf den Aufwandswert

12)

vgl. Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 13f

24


2.2.3.1

Arbeitsproduktivität bezogen auf die Arbeitskraft

Die Arbeitsproduktivität wird auf die Arbeitskraft bezogen, ohne dass der zeitliche Aspekt direkt im Ergebnis der Berechnung ausgedrückt wird. Bezieht man die Arbeitsproduktivität auf die Anzahl der eingesetzten Arbeitskräfte, wird sie aus dem Quotienten der betrachteten Produktionsmenge und der Anzahl der dafür eingesetzten Arbeitskräfte berechnet. Zieht man als Bezugsgröße beispielsweise den Bruttorauminhalt heran, wird die Produktivität PAK, BRI [m3BRI/AK] nach Glg.(2-3) aus dem Quotienten der Produktionsmenge M BRI [m3BRI] und der Anzahl der dafür eingesetzten Arbeitskräfte AK RB berechnet. M BRI P AK, BRI = --------------AK RB

(2-3)

Wird die Arbeitsproduktivität auf die Betonmenge bezogen, ist sinngemäß vorzugehen. Beispiel: Eine Baufirma hat in einem Jahr ca. 100.000 m3 Stahlbeton auf ihren verschiedenen Baustellen mit insgesamt ca. 300 Arbeitskräften eingebaut. Der durchschnittliche Gesamt-Aufwandswert liegt dafür bei ca. 4 Std/m3. Auf die Arbeitsproduktivität bezogen heißt das, dass jeder Arbeiter im Durchschnitt ca. 333 m3 Beton eingebaut hat. In diesem Fall beträgt die Arbeitsproduktivität 333 m3/AK. Die Werte für die Arbeitsproduktivität können zum Vergleich mit jenen aus vergangenen Jahren herangezogen werden. Anhand der Daten kann der Verlauf der Arbeitsproduktivität über mehrere Jahre dargestellt und bei Differenzen die Ursachen dafür analysiert werden. Wird die Dauer in die Berechnung aufgenommen, wird die Arbeitsproduktivität nach Glg.(2-4) berechnet. M BRI P AK, BRI = -----------------------------D RB ⋅ A K RB

(2-4)

Im Gegensatz zu Glg.(2-3) wird in Glg.(2-4) im Nenner die Dauer der Rohbauarbeiten berücksichtigt. Beispiel: Nimmt man z.B. die gesamte Betonmenge als Bezugsgröße für die Auswertung eines abgeschlossenen Projekts, ergibt sich der Wert für die Produktivität mit 150 m3/AK, d.h. eine Arbeitskraft hat durchschnittlich 150 m3 auf der Baustelle eingebaut. Wurde im Angebot mit einer Produktivität von 160 m3/AK gerechnet ergibt sich ein Produktivitätsdefizit von

2.2 Produktivität

25

10 m3/AK oder ca. 7 %. Eine Erklärung dafür wäre, um beim obigen Beispiel zu bleiben, ein höherer Arbeitskräftebedarf oder höhere Aufwandswerte für die Stahlbetonarbeiten als im ursprünglichen Angebot angenommen. Wird der Zeitfaktor in die Berechnung mitaufgenommen, steigt die Aussagekraft der Arbeitsproduktivität. Bei einer Dauer von 4 Monaten wäre beispielsweise die Arbeitsproduktivität 37,5 m3/AK,Mo. Werte von verschiedenen Baustellen sind nur dann sinnvoll vergleichbar, wenn sie unter annähernd gleichen Bedingungen zustande gekommen sind. Beispielsweise sind Aufwandswerte für Schalarbeiten die im Winter gemessen wurden kaum mit jenen aus der warmen Jahreszeit vergleichbar. Deswegen sind die Angaben zu den Umständen, unter denen die Arbeiten durchgeführt wurden, so wichtig für die Vergleichbarkeit von Werten. 2.2.3.1.1 Interaktionsdiagramm für die Arbeitsproduktivität – Bruttorauminhalt Mit dem folgenden Interaktionsdiagramm werden im Hinblick auf die Arbeitsproduktivität baubetriebliche Zusammenhänge für die Rohbauarbeiten eines Bauwerks grafisch dargestellt. Es werden damit die Beziehungen zwischen Aufwandswert für die Rohbauarbeiten [Std/m3], stündlicher Leistung [m3/h], Anzahl der Arbeitskräfte, täglicher Leistung [m3/d], täglicher Arbeitszeit [h/d], Bruttorauminhalt des Bauwerks [m3], Dauer der Rohbauarbeiten [d] und Arbeitsproduktivität bezogen auf die Arbeitskraft und den Bruttorauminhalt [m3BRI/AK] hergestellt.

• • • • • • • •

Das Interaktionsdiagramm in Abb. 2-4 setzt sich aus vier Quadranten zusammen. Nachfolgend werden die Achsen und Kurven der Diagramme in den einzelnen Quadranten beschrieben. Im ersten Quadranten (I) des Diagramms sind auf der Abszisse die Aufwandswerte für die Rohbauarbeiten des Bauwerks bzw. des betrachteten Abschnitts aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 0,4 und gehen bis

26


3,2 Std/m3. Für das Hauptintervall beträgt die Schrittweite 0,2 und für das Hilfsintervall 0,1 Std/m3. Auf der Ordinate ist die stündliche Leistung von 0 bis 100 m3/h dargestellt. Das Hauptintervall ist hier mit 5 und das Hilfsintervall mit 2,5 m3/h gewählt. Die Kurven im Diagramm stehen für die Anzahl an Arbeitskräften. Der kleinste Wert wird in dieser Darstellung mit 10 und der höchste mit 85 Arbeitskräften angegeben (Schrittweite 5). Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener des ersten Quadranten. Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung von 0 bis 700 m3/d aufgetragen. Für das Hauptintervall wurden hier 50 und fürs Hilfsintervall 25 m3/d gewählt. Die Geraden im Diagramm stehen für verschiedene tägliche Arbeitszeiten. Werte für die verschiedenen Arbeitszeiten wurden hier zwischen 8 bis 16 h/d definiert.

100,00 95,00 90,00 85,00 80,00 75,00 70,00 65,00 60,00 55,00 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00

II

700

650

600

550

500

450 400 350 300 250 Tägliche Leistung [m³BRI/d]

200

150

100

50

0

700

650

600

550

500

450

200

150

100

50

0

DRB = 40 d DRB = 50 d DRB = 60 d DRB = 70 d DRB = 80 d DRB = 90 d DRB = 100 d DRB = 110 d DRB = 120 d

III

400


350

300

250

100,00 95,00 90,00 85,00 80,00 75,00 70,00 65,00 60,00 55,00 50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0,40 10

0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.000 34.000

Bruttorauminhalt des [m³] Bruttorauminhalt des Bauwerks Bauwerks [m³]

AZ = 8 h/d AZ = 9 h/d AZ = 10 h/d AZ = 11 h/d AZ = 12 h/d AZ = 13 h/d AZ = 14 h/d AZ = 15 h/d AZ = 16 h/d

Stündliche StündlicheLeistung Leistung[m³,BRI/h] [m³BRI/h]

Interaktionsdiagramm fü für die Arbeitsproduktivitä Arbeitsproduktivität – Grobplanung: Rohbauarbeiten

0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.000 34.000

AK = 10 AK = 20 AK = 30 AK = 40 AK = 50 AK = 60 AK = 70 AK = 80


I

0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 Anzahl der Arbeitskräfte [Std/h] I: Größenordnung der Aufwandswerte [Std/m³BRI]; IV: Anzahl der Arbeitskräfte 15

20

25

30

35

40

45

50

55

PAK,BRI = 350 m³/AK PAK,BRI = 450 m³/AK PAK,BRI = 550 m³/AK PAK,BRI = 650 m³/AK PAK,BRI = 750 m³/AK PAK,BRI = 850 m³/AK PAK,BRI = 950 m³/AK

60

65

70

75

80

PAK,BRI = 400 m³/AK PAK,BRI = 500 m³/AK PAK,BRI = 600 m³/AK PAK,BRI = 700 m³/AK PAK,BRI = 800 m³/AK PAK,BRI = 900 m³/AK PAK,BRI = 1.000 m³/AK

IV

©HOFSTADLER

Abb. 2-4 Interaktionsdiagramm für die Arbeitsproduktivität – Grobplanung: Rohbauarbeiten

Zwischen dem II. und III. Quadranten ist die Abszisse gleich. Im III. Quadranten ist auf der Ordinate der Bruttorauminhalt aufgetragen. Die Werte reichen von 0 bis 34.000 m3 (Hilfsintervall 1.000 und Hauptintervall 2.000 m3). Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Dauer der Rohbauarbeiten. Die Gerade für die kürzeste Dauer steht für 40 und jene für die längste für 125 Arbeitstage (Intervall ist 5). Die Ordinate zwischen III. und IV. Quadranten ist deckungsgleich. Verschieden sind die Abszissen zwischen I. und IV. Quadranten. Auf der Abs-

2.2 Produktivität

27

zisse ist die Anzahl der Arbeitskräfte aufgetragen. Das Minimum wurde hier mit 10 und das Maximum mit 80 gewählt. Das Hauptintervall ist 5 und das Hilfsintervall 2,5. Die Geraden im Diagramm geben jeweils die Arbeitsproduktivität an. Beispielsweise steht „PAK,BRI = 700 m3BRI/AK“ dafür, dass die Arbeitsproduktivität 700 m3BRI je Arbeitskraft beträgt. 2.2.3.1.2 Anwendungsbeispiel im Hochbau – Beispiel zur grafischen Ermittlung der absoluten Arbeitsproduktivität Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Rohbauarbeiten eines Verwaltungsgebäudes gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 2-4, Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird dazu für das Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel „Rohbauarbeiten für ein Verwaltungsgebäude“ gelten hier folgende Angaben: • • • •

Bruttorauminhalt des Bauwerks: ca. 33.000 m3 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d durchschnittliche Anzahl an Arbeitskräften: 40 mittlerer Aufwandswert für die Rohbauarbeiten: 0,8 Std/m3BRI

Aufgabenstellung: Gesucht ist die Arbeitsproduktivität für die Rohbauarbeiten des Bauvorhabens. Weiters soll mit dem Interaktionsdiagramm dargestellt werden, wie sich eine Erhöhung des Aufwandswertes auf die erforderliche Anzahl der Arbeitskräfte und auf die Arbeitsproduktivität auswirkt. Lösung: Grafische Ermittlung der Arbeitsproduktivität Die grafische Lösung ist in Abb. 2-5 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Im ersten Quadranten wird bei 0,8 Std/m3BRI die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für die geplanten 40 Arbeitskräfte wird die entsprechende Gerade ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird eine horizontale Gerade (2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit 50 m3/h ist der Wert für die stündliche Leistung bestimmt.

28


Die Horizontale (2) wird in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für die tägliche Arbeitszeit von 8 h geschnitten. Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet, bis der Wert für die tägliche Leistung bestimmt ist. Diese beträgt 400 m3BRI/d. Zur Bestimmung der Dauer der Stahlbetonarbeiten wird der Wert für den Bruttorauminhalt auf der Abszisse des III. Quadranten ausgewählt. Bei 33.000 m3BRI wird die Horizontale (4) nach links eingezeichnet und mit der Verlängerung der Geraden (3) zum Schnitt gebracht. Der ermittelte Punkt liegt zwischen der Geraden „DRB = 80 d“ und „DRB = 85 d“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Dauer mit ca. 82,5 d ablesen. Im IV. Quadranten wird für die Ermittlung der Arbeitsproduktivität auf der Abszisse bei 40 Arbeitskräften die Vertikale (6) nach unten aufgetragen. Gleichzeitig wird auf der Ordinate bei 33.000 m3BRI die Horizontale nach links gezogen bis der Schnittpunkt mit (6) folgt. Der ermittelte Punkt liegt zwischen den Geraden „PAK,BRI = 800 m3BRI/AK“ und „PAK,BRI = 850 m3BRI/AK“.

Abb. 2-5 Interaktionsdiagramm für die Arbeitsproduktivität – Grobplanung: Rohbauarbeiten – Anwendungsbeispiel

Unter den angeführten Randbedingungen liegt die Arbeitsproduktivität für das Bauvorhaben bei ca. 825 m3BRI/AK.

2.2 Produktivität

29

2.2.3.1.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse Es soll geklärt werden, wie sich die Anzahl der Arbeitskräfte und die Arbeitsproduktivität nach Erhöhung des mittleren Aufwandswertes um 0,2 Std/m3BRI ändert. Alle anderen Parameter bleiben dabei konstant. Durch die angenommene Steigerung des Aufwandswertes um 0,2 Std/m3BRI, erhöht sich der Wert auf 1 Std/m3BRI oder 25 %. Die Dauer und die tägliche Arbeitszeit bleiben dabei unverändert. Untersucht werden die Auswirkungen auf die Anzahl der Arbeitskräfte und auf die Arbeitsproduktivität. Auf der Abszisse des ersten Quadranten wird bei 1 Std/m3BRI die Gerade (7) nach oben verlängert. Um die gleiche Dauer beizubehalten bleibt die tägliche Leistung gleich wie im Ausgangsbeispiel. Auch die stündliche Leistung ändert sich bei gleich bleibender täglicher Arbeitszeit nicht. Zur Bestimmung der Anzahl der Arbeitskräfte wird im ersten Quadranten bei 50 m3/h die Horizontale (8) nach rechts eingezeichnet und mit (7) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt auf der Geraden „AK = 50“ und damit ist die Anzahl der Arbeitskräfte mit 50 bestimmt. Die Auswirkungen auf die Arbeitsproduktivität werden untersucht. Dazu wird im IV. Quadranten auf der Abszisse bei 50 Arbeitskräften die Vertikale (9) nach unten eingezeichnet. Mit der Horizontalen (5), die auf der Ordinate bei 33.000 m3 nach rechts gezogen wird folgt der Schnittpunkt. Der gesuchte Wert für die Arbeitsproduktivität liegt zwischen den Geraden „PAK,BRI = 650 m3BRI/AK“ und „PAK,BRI = 700 m3BRI/AK“. Durch grafisches Interpolieren ergibt sich der Wert für die Arbeitsproduktivität mit ca. 660 m3BRI/AK. Durch Steigerung des Aufwandswertes um 25 % hat sich die Arbeitsproduktivität um ca. 165 m3BRI/AK (dies entspricht ca. 20 %) gegenüber der Ausgangsberechnung verringert.

2.2.3.2

Arbeitsproduktivität bezogen auf den Aufwandswert

Aus dem Reziprokwert des Aufwandswertes wird die Arbeitsproduktivität P a, v, i [EH/ZEH,AK] bezogen auf den Aufwandswert berechnet (siehe Glg.(2-5)). Wesentliche Einflüsse auf den Aufwandswert und damit direkt auch auf die Arbeitsproduktivität sind in Abb. 2-2 dargestellt. 1 P a, v, i = -------------------AW a, v, i

(2-5)

30


2.2.3.3

Rationalisierungspotenzial der Produktivität

Die Produktivitätssteigerung kann durch technische Rationalisierung, soziale Rationalisierung und organisatorische Rationalisierung erfolgen. Diese Rationalisierungsmaßnahmen können einzeln oder durch Kombination zur Erhöhung der Produktivität beitragen13). 2.2.3.3.1 Technische Rationalisierung Die Mittel der technischen Rationalisierung sind insbesondere14): • Die Mechanisierung, der zunehmende Einsatz von Maschinen und Geräten, durch den Handarbeit teilweise durch Maschinenarbeit ersetzt wird. Beispiel: Einsatz von Schalwagen für die Stahlbetonarbeiten der Wände und Decken von Unterflurtrassen. • Der allgemeine technische Fortschritt, der Verbesserungen der Arbeitsmittel mit sich bringt. Beispiel: Krane mit frequenzgesteuerten Antrieben ermöglichen kürzere Kranspielzeiten. • Die Vorfertigung, die es ermöglicht, Baustellenfertigung teilweise durch leistungsfähigere Werkstattfertigung zu ersetzen. Beispiel: Einsatz von Fertigteilen bei Stahlbetonarbeiten. • Die Verbesserung vorhandener oder die Entwicklung neuer Bauverfahren, um eine schnellere und kostengünstigere Bauleistungserstellung zu erzielen. Beispiel: Entwicklung der Deckelbauweise für einen rascheren Baufortschritt. • Die Entwicklung zweckmäßiger Baustoffe und deren rationeller Einsatz. Beispiel: Entwicklung und Einsatz von Selbstverdichtendem Beton (SVB bzw. SCC). 2.2.3.3.2 Organisatorische Rationalisierung Die Mittel der organisatorischen Rationalisierung sind in erster Linie15): • Die Organisation im engeren Sinne, mit deren Hilfe in den Formen der Ablauf- und Aufbauorganisation, verbunden mit Stellenbeschreibungen und Arbeitsanweisungen, Doppelarbeit vermieden werden kann, Lücken in der Aufgabenerfüllung geschlossen werden können, und die Erfüllung vieler Aufgaben wirtschaftlicher gestaltet werden kann. Beispiel: Einfüh13)

vgl. Gaede/Toffel (1985). Zur Dynamik der Baupreise. 394 vgl. Gaede/Toffel (1985). Zur Dynamik der Baupreise. 394 15) vgl. Gaede/Toffel (1995). Zur Dynamik der Baupreise. 394f 14)

2.2 Produktivität

31

rung, Umsetzung und Akzeptanz von Qualitätsmanagementsystemen. • Die Planung der Bauabläufe, welche kürzere Bauzeiten und einen geringeren Verbrauch von Produktionsmittelmengen zur Erstellung bestimmter Leistungen ermöglichen. Beispiel: Ermittlung des optimalen Fertigungsablaufs unter Berücksichtigung von Logistik und Ressourcen. • Die Standardisierung der Bauproduktion durch Vereinheitlichung von Maßen und Produktionselementen im Wege der Normung und durch Vereinheitlichung der Ausführungsnormen der Erzeugnisse im Wege der Typung. Beispiel: Ziegelformate, Zementklassen, Bezeichnungen, Begriffe, Stahlprofile • Der Einsatz von Spezial-Nachunternehmer-Gruppen, die bestimmte Teilleistungen besonders wirtschaftlich erbringen können. Beispiel: Baugrundverbesserung durch Spezialtiefbauunternehmen die beispielsweise Hochdruckbodenvermörtelung durchführen. 2.2.3.3.3 Soziale Rationalisierung Die Mittel der sozialen Rationalisierung sind vor allem16): • Die Auswahl der Mitarbeiter im Hinblick auf die von ihnen zu erfüllenden Aufgaben. Beispiel: Ausgebildete Zimmerer für anspruchsvolle Schalarbeiten (z.B. Sichtbeton, Stiegen, Saugschlauch im Krafthaus). • Die Anwendung einer leistungsfähigeren Führungsordnung, welche die Zusammenarbeit der Mitarbeiter in der Unternehmung regelt. Beispiel: Freiheiten zur Selbstorganisation innerhalb definierter Grenzen. • Die Schulung von Mitarbeitern für bestimmte Aufgaben. Beispiel: Analyse des Potenzials der Mitarbeiter mit darauf ausgerichtetem Schulungsprogramm. • Die berufliche Förderung der Mitarbeiter. • Die Anwendung eines leistungsbezogenen Entgeltsystems. Beispiel: Leistungsbezogener Lohn gekoppelt mit Anreizen zur Steigerung der Qualität. Grote17) sieht ein wesentliches Potenzial der Produktivitätssteigerung in der Selbstorganisation der Bauarbeiter auf der Baustelle. Diese Aussage stützt sich auf eine wissenschaftliche Umfrage, wonach 80 % der Bauarbeiter die Arbeitsprozesse selbst steuern wollen. Dazu ist anzumerken, dass diese Selbstorganisation aber nur in klar definierten Grenzen erfolgen kann. Beispielsweise kann die Wahl des Schalungssystems und der Abschnitts16) 17)

vgl. Gaede/Toffel (1995). Zur Dynamik der Baupreise. 397 vgl. Grote (1992). Perspektiven der Management-Kybernetik im Bauwesen. 40

32


größe nur im Zuge der Arbeitsvorbereitung vom Bauleiter und/oder Arbeitsvorbereiter erfolgen. Natürlich sollen aber die Erkenntnisse der Bauarbeiter aus vergangenen Projekten in die Arbeitsvorbereitung einfließen.

2.2.4

Zusammenfassung

Die Produktivität ist entscheidend für den wirtschaftlichen Erfolg einer Baustelle und in weiterer Folge für das Unternehmen. Kosten und Zeit werden maßgeblich von der Produktivität beeinflusst. Bei gleichem Ressourceneinsatz wirkt sich eine unterschiedliche Arbeitsproduktivität auf die Leistung und in der Folge auf die Dauer aus. Wenn die Möglichkeiten der Ressourcensteigerung oder der Steigerung der täglichen Arbeitszeit nicht gegeben sind, kann die Leistungssteigerung nur über die Steigerung der Arbeitsproduktivität gelingen. Motzko18) betont, dass der Erfolg von Rationalisierungsmaßnahmen in der Bauwirtschaft stark von der richtigen Auswahl der Bauverfahren, Geräte und Baustoffe sowie vom Abstimmungsprozess abhängt. Gehbauer19) sieht weiteres Steigerungspotenzial der Produktivität und gleichzeitig der Qualität in der Koppelung von Produktentwicklung und Produktion. Auf das Bauwesen übertragen bedeutet das eine Koppelung von planerischen und bemessenden Elementen mit den Bereichen Ausführung und Betrieb eines Bauwerks. Ausgehend von einer Studie zeigt Gehbauer auf, wo die Rationalisierungsreserven liegen: Nämlich in den baubetrieblichen Planungs- und Ausführungsmethoden. Blecken20) fordert ebenfalls, dass fertigungstechnische und konstruktive Kosteneinflüsse bereits in der Tragwerksplanung berücksichtigt werden.

2.3

Aufgaben der Arbeitsvorbereitung

Durch die Arbeitsvorbereitung sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, dass 18)

vgl. Motzko (1990). Ein Verfahren zur ganzheitlichen Erfassung und rechnergestützten Einsatzplanung von Schalungssystemen. 159 19) vgl. Gehbauer (1992). Baubetrieb 2000 – in Forschung, Lehre und Beratung. 236 20) vgl. Blecken (1979). Kostenoptimierung von Deckentragsystemen im Stahlbetonbau. 2214

2.3 Aufgaben der Arbeitsvorbereitung

33

• Arbeitskräfte • Maschinen • Baustoffe zur richtigen Zeit und in der notwendigen Menge am richtigen Ort sind. Diese Forderungen können durch folgende Planungsmaßnahmen verwirklicht werden: • Auswahl des wirtschaftlichsten Bauverfahrens (Verfahrensvergleich) • Planung des Bauablaufs (Bauablaufplanung) • Planung des Ressourceneinsatzes von Arbeitskräften, Maschinen und Baustoffen (Logistik) • Planung der Baustelleneinrichtung21) In der vorliegenden Arbeit wird vorwiegend auf die Bauablaufplanung und Logistik eingegangen. Die anderen Planungsmaßnahmen werden kurz erläutert (z.B. im Ablaufschema für die Grob- oder Feinplanung) und es werden weiterführende Literaturhinweise angegeben. Der zeitliche Ablauf der Bauausführung wird unter Berücksichtigung der notwendigen Reihenfolge der einzelnen Arbeitsvorgänge in der Bauablaufplanung festgelegt. Überlegungen zum Bauablauf und zur Logistik werden vor allem im Rahmen der Arbeitsvorbereitung angestellt.

Arbeitsvorbereitung

Globale Arbeitsvorbereitung

Unternehmen Niederlassung Sparte

Lokale Arbeitsvorbereitung

Baustelle

Abb. 2-6 Unterscheidung in globale und lokale Arbeitsvorbereitung

Es wird hier eine Unterscheidung in globale und lokale Arbeitsvorbereitung getroffen (siehe Abb. 2-6). Bei der globalen Arbeitsvorbereitung werden die Baustellen eines Unternehmens, einer Niederlassung oder einer Sparte betrachtet. 21)

vgl. Drees/Spranz (1976). Handbuch für die Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 11

34


Ziel der globalen Betrachtung ist die optimale Verteilung und Auslastung der Arbeitskräfte und Baugeräte. Bei der Zuordnung der Arbeitskräfte zu den einzelnen Baustellen soll darauf geachtet werden, dass die höher qualifizierten Arbeitskräfte den technisch anspruchsvolleren Baustellen zugeteilt werden. Unter der lokalen Arbeitsvorbereitung sind hier die Maßnahmen speziell für eine Baustelle gemeint. Hier wird die Bauablaufplanung für eine Baustelle oder ein Baulos durchgeführt. Die Ziele der globalen Arbeitsvorbereitung sollen dabei weitgehend berücksichtigt werden (sofern die Bestimmungen des Bauvertrags eingehalten werden).

Kosten [ € ]

Die Bauunternehmung kann aufgrund der vorhandenen Informationen auf der Ebene der Unternehmensleitung die einzelnen Baustellen so koordinieren, dass die Kapazitäten gleichmäßig ausgenutzt sind und mit Minimalkosten produziert werden kann. Schwankungen im Auftragseingang sowie im Auftragsvolumen (z.B. saisonal bedingt oder nachfragebedingt) sind nicht zu vermeiden und stören oft die optimale Verteilung und Auslastung der Ressourcen.

1

Optimum

n Anzahl der Fertigungsabschnitte [ - ]

Abb. 2-7 Kostenminimum eines Projekts in Abhängigkeit von der Anzahl der Fertigungsabschnitte22)

22) vgl.

Hofstadler (2003). Planung des Fertigungsablaufs und Optimierung der Herstellung von Stahlbetondecken bei Fließfertigung. a.a.O.


35

Das Ziel, welches mit der Ablaufplanung und der damit einhergehenden Optimierung erreicht werden soll, ist schematisch in Abb. 2-7 dargestellt.

Kosten [ € ]

Auf der Abszisse ist die Anzahl der Fertigungsabschnitte und auf der Ordinate sind die Kosten aufgetragen. Jeder Punkt in der Abb. 2-7 ist das Ergebnis eines umfassenden Berechnungsdurchgangs der Kosten. Im Zuge der Optimierung, z.B. der Stahlbetonarbeiten für ein Bauwerk, werden für jede Berechnung die Lohn-, Geräte- und Baustoffkosten für die Schalungs-, Bewehrungs- und Betonierarbeiten für eine bestimmte Anzahl an Fertigungsabschnitten berechnet. Die Baustellengemeinkosten, die wesentlich von der zur Verfügung stehenden Bauzeit beeinflusst werden, sind ebenfalls zu berücksichtigen. Die einzelnen Punkte werden zu einer Kurve verbunden. Wesentlich dabei ist die Teilbarkeit des Bauwerks bzw. Bauteils in Fertigungsabschnitte. Mit steigender Anzahl an Fertigungsabschnitten verringert sich z.B. bei Schalarbeiten die Vorhaltemenge für die Deckenschalung. Die Kosten für die erforderlichen Arbeitsfugen zwischen den Fertigungsabschnitten steigen mit der Anzahl der Abschnitte.

Kostenanstieg durch überhöhte Kapazität und unwirtschaftliches Arbeiten

Kostenanstieg durch zeitabhängige Kosten

Günstiger Bereich

Bauzeit [ d ]

Abb. 2-8 Darstellung des „Günstigen Bereichs“ im Zusammenhang mit Bauzeit und Kosten23)

Durch Optimierungen (Veränderung von Eingabeparametern wie z.B. Anzahl der Fertigungsabschnitte, Schalungssystem, Anzahl der Arbeitskräfte, Fertigungsreihenfolge) soll jene Anzahl an Fertigungsabschnitten gefunden werden, bei der das Kostenminimum für die Bauausführung unter den ge23)

vgl. Drees/Spranz (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 154

36


gebenen Randbedingungen erzielt wird. Links und rechts vom Kostenminimum, steigt die Kurve mit steigender bzw. fallender Anzahl an Fertigungsabschnitten wieder an. Als günstiger Bereich werden die Abschnitte neben dem Ort des Kostenminimums bezeichnet, in der die Kurve einem flachen Verlauf (geringe Kostendifferenz zum Optimum) folgt. Der Herstellprozess in der Bauwirtschaft unterliegt aufgrund seines instationären Unikat-Charakters und der Produktion im Freien einer Vielzahl von inhärenten und äußeren Störeinflüssen. Äußere Störeinflüsse wie z.B. Umwelteinflüsse (z.B. außergewöhnlich lang anhaltende Kälteperioden, unüblich lange Regenperioden) oder Planungsverzug und inhärente Störeinflüsse (z.B. mangelhafte Abstimmung der einzelnen Teilprozesse, unzureichende Arbeitsvorbereitung, Mitarbeiterfluktuation) können bedingt durch den geänderten Bauablauf und/oder geänderte Ressourcennutzung zu höheren als den geplanten Herstellkosten führen. Störungen sind ständige Wegbegleiter im Bauprozess. Es gilt Regeln zu formulieren, wie darauf zu reagieren ist und wie sich der Informationsfluss gestalten soll. Idealerweise werden bei den Stahlbetonarbeiten die Schalarbeiten, Bewehrungsarbeiten und Betonierarbeiten miteinander vernetzt geplant. Eine vernetzte Betrachtung stellt sicher, dass für das jeweilige Projekt das optimale Ergebnis (z.B. Anzahl der Fertigungsabschnitte bei der sich das Kostenminimum einstellt) erzielt wird. Durch die Verknüpfung ist weiters die Möglichkeit gegeben, die Sensitivität (z.B. Zeit, Kosten) des geplanten Fertigungsablaufs für das Bauwerk, das Geschoss oder den Fertigungsabschnitt auf mögliche Störeinflüsse zu untersuchen. Damit können bereits vor der Ausführung der Arbeiten Szenarien für die Behebung von Störungen entwickelt werden. In der Abb. 2-8 ist der Zusammenhang zwischen Bauzeit und Kosten dargestellt. Auf der Abszisse ist die Bauzeit und auf der Ordinate sind die Kosten aufgetragen. Abweichend vom Kostenminimum führen eine längere sowie eine kürzere Bauzeit zu einem Anstieg der Kosten. Als günstiger Bereich werden die Abschnitte neben dem Ort des Kostenminimums bezeichnet, in der die Kurve einem flachen Verlauf (geringe Kostendifferenz zum Optimum) folgt. Abweichungen von der optimalen Bauzeit24): • zu lange Bauzeit: hohe zeitabhängige Kosten, da die Baustelle eine bestimmte Mindestkapazität haben muss 24)

Dress/Spranz (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 153f


37

• zu kurze Bauzeit: hohe einmalige Kosten, Verminderung der Arbeitsleistung (die variablen Kosten steigen überproportional an)

2.3.1

Dilemma der Arbeitsvorbereitung

Für die Arbeitsvorbereitung steht in der Regel – im Verhältnis zur Planung und Bauausführung – sehr wenig Zeit zur Verfügung (schematisch in Abb. 2-9 dargestellt). Von Entscheidungsträgern im Bauwesen, in Fachartikeln und Büchern wird bekundet, wie wichtig die Arbeitsvorbereitung für die Bauausführung ist. Die Realität zeigt aber, dass für die Arbeitsvorbereitung immer weniger Personal zur Verfügung steht. Weniger Personal und weniger Zeit bedeuten, dass weniger Stunden aufgewendet werden, in denen verschiedene Bauverfahren miteinander verglichen werden und verschiedene Möglichkeiten des Fertigungsablaufs, der Ressourcenverteilung, Baustelleneinrichtung, Bauwerkseinteilung und Unterteilung in Fertigungsabschnitte etc. untersucht werden. Daraus folgt oft eine unzureichende und unvollständige Arbeitsvorbereitung zum Projektstart. Die Rechnung für dieses Dilemma wird schon während der Bauausführung präsentiert. Negative Abweichungen in Qualität, Zeit und Kosten sind oft die Folge. Sie wirken sich auf den Unternehmenserfolg und bei längeranhaltenden Diskrepanzen auf den Fortbestand einer Baufirma aus.

Welche Ziele sind in der AV anzustreben? Baubeginn

SOLL-Baukosten SOLL-Bauzeit

Angebot Zuschlag

SOLL-Qualität

Bauende

≥ ≥ ≤

IST-Baukosten IST-Bauzeit IST-Qualität

Ausführung Arbeitsvorbereitung

AV durch Improvisieren

Abb. 2-9 Dilemma der Arbeitsvorbereitung25)

38


Etwa bei Betrachtung der Stahlbetonarbeiten zielt die technische Arbeitsvorbereitung z.B. auf die richtige Wahl des Schalungssystems und der Schalhaut ab. Ist Sichtbeton ausgeschrieben, ist besonderes Augenmerk auf die beschriebenen und/oder durch Pläne bzw. Musterflächen dargestellten Oberflächenmerkmale zu legen. Die wirtschaftliche und organisatorische Arbeitsvorbereitung zielt auf einen wirtschaftlich optimalen Bauablauf ab. Durch die effiziente Ressourcennutzung soll dabei der wirtschaftlich optimale Fertigungsablauf für die ausführende Firma gefunden werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Sollkosten und die Sollbauzeit erreicht bzw. nicht überschritten und die Qualitätsvorgaben eingehalten werden.

2.3.2

Lösungsansätze für dieses Dilemma

Welche Lösungsansätze für dieses Dilemma gibt es? Es stehen folgende Lösungsansätze zur Auswahl: 1. Ausdehnung der Zeit und der Ressourcen zur Durchführung der Arbeitsvorbereitung 2. bei gleich bleibenden Zeit- und Ressourcenverhältnissen oder gar Einschränkungen: Schaffung von Instrumenten zur Effektivitätssteigerung in der Arbeitsvorbereitung Die Lösung Nr. 1 wird wohl ein Wunschdenken bleiben. Sobald der Zuschlag (Vertragsabschluss) erteilt wurde, soll bereits mit dem Bau begonnen werden. Realistisch erscheint Lösung Nr. 2, nämlich mittels Instrumenten die Effektivität in der Arbeitsvorbereitung zu steigern. Die Instrumente haben dabei die Funktion mit gleichem Personaleinsatz mehr Ausführungsmöglichkeiten für ein Bauwerk zu untersuchen. Computerprogramme mit denen die Schalungs-, Bewehrungs- und Betonierarbeiten miteinander vernetzt behandelt werden können eignen sich hier besonders. Dadurch werden eine ganzheitliche Betrachtung und eine Vielzahl von Untersuchungen ermöglicht. Mit Bauzeitplanungsprogrammen können die einzelnen Vorgänge miteinander vernetzt werden; weiters ist die Zuordnung der Ressourcen möglich. Diese Software ersetzt aber nicht das „Know-How“ und „Know-Why“ jener Menschen, welche die Arbeitsvor25) vgl.

Hofstadler (2003). Planung des Fertigungsablaufs und Optimierung der Herstellung von Stahlbetondecken bei Fließfertigung. a.a.O.

2.4 Grundlagen zur Bauablaufplanung und Logistik

39

bereitung und Bauausführung durchführen. Sie dient vor allem als Hilfestellung für die Entscheidungsfindung. Weiters ist es wichtig, die für die Bauausführung verantwortlichen Personen in die Arbeitsvorbereitung einzubinden. Sie sind jene Menschen, welche die in der Arbeitsvorbereitung getroffenen Maßnahmen auf der Baustelle umsetzen. Die in dieser Arbeit vorgestellten Interaktionsdiagramme für die Bauablaufplanung und Logistik dienen allen Beteiligten eines Projekts als Instrument zur Steigerung der Effizienz und Effektivität.

2.4

Grundlagen zur Bauablaufplanung und Logistik

Bauablaufplanung und Logistik sind wesentliche Bestandteile der Arbeitsvorbereitung. Nach der Beschreibung der wesentlichen Grundlagen wird in Grob- und Feinplanung differenziert. Für die Grobplanung sowie Feinplanung wird ein Ablaufschema vorgestellt, anhand dessen systematisch die effizienteste Lösung gefunden werden kann (soll).

2.4.1

Grundlagen zur Bauablaufplanung

Die Errichtung eines Bauwerks erfordert die Kombination vieler komplexer Vorgänge. Komplex deswegen, weil viele verschiedenartige Arbeiten auszuführen sind, viele Beteiligte an der Abwicklung mitwirken und die einzelnen Arbeiten miteinander vernetzt sind. Auch die Eigenschaften der verwendeten Stoffe haben wesentlichen Einfluss auf die Bauablaufplanung (z.B. Ausschalfrist, Festigkeitsentwicklung, Konsistenz, Austrocknungszeit, Lagerungsfähigkeit, Belastbarkeit, Viskosität). Die Planung des Bauablaufs ist ein wesentlicher Bestandteil der Arbeitsvorbereitung. In der Grobplanung werden die Grundlagen für die Angebotskalkulation und später für die Arbeitsvorbereitung erarbeitet. Die Grobplanung liefert auch für die Planungsphase und später für die Ausschreibung wertvolle Informationen, wie etwa für den Rahmenterminplan oder den Generalablaufplan. Für die ausführende Baufirma stellt sich ein wirtschaftlich optimales Ergebnis nur dann ein, wenn in der Bauablaufplanung im Zuge der Arbeitsvorbe-

40


reitung alle Vorgänge der Planung und Ausführung ganzheitlich und miteinander vernetzt betrachtet werden, wie etwa Einflüsse der Konstruktion auf die Arbeitsleistung. Unter Arbeitsvorbereitung, oft auch als Fertigungsplanung bezeichnet, sind alle vorbereitenden Maßnahmen zu verstehen, die unter den gegebenen Umständen zu einer Bauausführung mit den geringsten Kosten (Minimalkosten) führen. Durch eine fundierte Bauablaufplanung ist also eine maximale Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Die Wirksamkeit der Arbeitsvorbereitung beruht darauf, dass bei einem geplanten (vorgedachten) Arbeitsablauf rechtzeitig alle Maßnahmen ergriffen werden können, die für eine optimale Bauausführung notwendig sind. Im Rahmen der Arbeitsvorbereitung wird das „Drehbuch“ für den Bauablauf geschrieben. Während der Bauausführung ist dieses „Drehbuch“ immer wieder an die tatsächlich angetroffenen Baustellen-, Bauwerks- und Betriebsbedingungen anzupassen. Bei einem ungeplanten Arbeitsablauf ist stets mit objektiv vermeidbaren Verlusten zu rechnen, die sich negativ auf die maximale Wirtschaftlichkeit auswirken. Auch bei einem effektiv geplanten Fertigungsablauf treten unerwartete Ereignisse auf (z.B. Regen, Frost, Kälteeinbruch, Hitzewelle, plötzlicher Geräteschaden), welche die wirtschaftliche Bauausführung erheblich negativ beeinflussen können. Bei einem geplanten („vorgedachten“) Arbeitsablauf aber lassen sich die Störungen leichter erkennen, beheben und wirksamere Gegensteuerungsmaßnahmen setzen als bei einem ungeplanten Arbeitsablauf26). Die Bauablaufplanung hat nicht nur die Funktion einer vorausschauenden Planung des Bauablaufs, sondern bildet die Grundlage für Kontroll- und Steuerungsmaßnahmen. Der im Voraus geplante Bauablauf soll nicht ein starres „Gebilde“ sein, sondern die Grundlage für die Steuerung des Bauablaufs durch den Bauleiter bilden. Wird die Bauablaufplanung nicht vom Bauleiter selbst durchgeführt, sind die handelnden Personen so früh wie möglich in die Planung einzubinden. Sonst besteht die Gefahr, dass die von „externen“ Personen (z.B. eigene Abteilung für die Arbeitsvorbereitung) erstellte Bauablaufplanung von den auf der Baustelle handelnden Personen nicht oder nur widerwillig angenommen wird; auch gute Lösungen können, wenn sie nur widerwillig umgesetzt werden, ein schlechtes Ergebnis zur Folge haben. 26)

vgl. Drees/Spranz (1976). Handbuch für die Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 11


41

Bauer27) führt an, dass eine sinnvolle Wirtschaftlichkeitskontrolle von Baustellen mit Soll-Ist-Vergleichen nur auf der Grundlage einer exakten Bauablaufplanung und einer ständig aktualisierten Arbeitskalkulation erfolgen kann. Nach Drees/Spranz28) bewährt sich für die Bauablaufplanung folgende Vorgangsweise: 1. Analyse des Bauwerks und Durchführung der Grobplanung, die sich auf die wichtigsten Bauabschnitte bezieht und hierfür Rahmenterminpläne festlegt. 2. Durchführung der Feinplanung, in der die Vorgänge und Fertigungsabschnitte genau betrachtet werden. 3. Kontrolle der Ergebnisse und Durchführung von Anpassungen und Optimierungen. In der Ablaufplanung der Stahlbetonarbeiten ist nach Drees/Spranz29) besonders auf die Schalarbeiten zu achten, da hier der größte Anteil an Lohnkosten anfällt und dadurch erhebliche Rationalisierungserfolge erzielbar sind. Angaben zur Größenordnung der Einsparungen sind dazu jedoch nicht angeführt. Hoffmann30) gibt für Schalarbeiten – bei so genannter „qualifizierter“ Arbeitsvorbereitung – ein Einsparungspotenzial von mindestens 0,1 Std/m2 Schalfläche an.

2.4.2

Grundlagen zur Logistik

Die Logistik hat ihren Ursprung in der Philosophie der griechischen Antike. In der römischen Antike und Neuzeit wurde die Logistik für das Militärwesen weiterentwickelt. In der Mitte der Neuzeit wurde die Logistik vom Militärwesen aufgegriffen und dort angewendet. Clausewitz31) beschäftigte sich in seinem Werk „Vom Kriege“ neben der Natur und Theorie des Krieges auch mit den Themen Unterhalt, Lager, Quartiere und Märsche. Für die Wirtschaft wurde die Logistik in der Nachkriegszeit (nach 1970) entdeckt. 27)

Bauer (1992). Baubetrieb 2. A 24 Drees/Spranz (1976). Handbuch für die Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 83 29) Drees/Spranz (1976). Handbuch für die Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 178 30) vgl. Hoffmann (1985). Zeitgemäßer Schalungsbau. 657 31) vgl. Clausewitz (1832). Vom Kriege 28)

42


Bereitstellungsauftrag und -ziel der Logistik nach Ziems32) ist • das richtige Objekt • in der richtigen Qualität • in der richtigen Menge • am richtigen Ort • zum richtigen Zeitpunkt • zu richtigen (minimalen) Kosten • ökologisch richtig bereitzustellen. Für das Bauwesen wurde der Begriff Baulogistik33) eingeführt und in die Bereiche • Beschaffungslogistik, • Produktionslogistik • und Entsorgungslogistik unterteilt.

2.4.2.1

Beschaffungslogistik

Die Beschaffungslogistik ist das Bindeglied zwischen Baustoffhersteller bzw. -lieferant und der Baustelle (Produktionsstätte). Die Hauptaufgaben der Beschaffungslogistik am Bau sind die Ermittlung des Baustoffbedarfs auf der Baustelle, die Ermittlung der Gesamtanzahl der erforderlichen Transporte, Analyse der zeitlichen Abfolge der Transporte, Aufzeigen der Transportspitzen, Entflechtung der Transportspitzen, die Sondierung der möglichen Bezugsquellen, die Beschaffung der Baustoffe und die zeitliche und räumliche Koordination des Baustoffflusses zur Baustelle. Zeitliche Koordination: Viele Transporte mit den unterschiedlichsten Baustoffen und Baugeräten (z.B. Schalung) sind zu koordinieren. In der Phase „Bauwerk-Rohbau“ sind es in der Regel nur wenige verschiedene Baustoffe (z.B. Beton, Zement, Bewehrung, Mörtel, Ziegel, Bauholz etc.). In der Phase „Bauwerk-Ausbau“ und „Bauwerk-Technik“ nimmt die Anzahl der Gewerke stark zu und damit steigt auch die Zahl an zu beschaffenden Baustoffen und Geräten. Der Aufwand für die Logistik steigt daher beträchtlich. 32)

vgl. Ziems (2003/2004). Technische Logistik. 30 Blömeke (2001). Die Baustellenlogistik als neues Dienstleistungsfeld im Schlüsselfertigbau. 51

33) vgl.


43

Räumliche Koordination: Bei größeren Bauvorhaben gilt es ein Konzept für den Baustellenverkehr zu erstellen. Es sind dabei die Verkehrsanbindung an öffentlichen Verkehrsflächen und die Situation innerhalb der Baustelleneinrichtungsfläche zu betrachten. Nach Boenert/Blömeke34) hängt die Effizienz des Baustellenverkehrs (gemeint sind hier die Transporte zur Baustelle) von folgenden Kriterien ab: • • • •

geografische Lage der Baustoffbezugsquellen und der Baustelle vorhandene Infrastruktur örtliche Rahmenbedingungen der Baustelle und Vorgaben des Bauherrn die Menge und Beschaffenheit der zu transportierenden Stoffe (Gase, Flüssigkeiten, Stückgut, Schüttgut) • Größe und Lage von Freiflächen für mögliche Zwischenlager und deren Geländeverhältnisse • zeitliche Vorgaben aus dem Projektablauf Davon ausgehend müssen nach Boenert/Blömeke35) folgende Punkte im Logistikkonzept festgeschrieben werden: • • • •

einfache Erreichbarkeit der Übergabepunkte und Anlieferflächen Transportmittelwahl passend zu den Transportgeräten der Baustelle Wegeplanung und Flächennutzung Verkehrssicherung und Baustellenzufahrtsregelungen

Als Ergebnis der Umsetzung dieser Konzeptionen zur Beschaffungslogistik nennt Boenert36): • die Gewährleistung der baubetrieblich abgestimmten Belieferung der Baustelle mit den benötigten Baustoffen, • Erkennung und Vermeidung von Engpässen in der Baustoffbelieferung, • gewerkeübergreifende (vor allem für den Ausbau), frühzeitige Koordination der Baustofftransporte mit Übersichten und damit die Optimierung der Baustoffflüsse in der Beschaffungslogistik durch Beseitigung der Ursachen von kostentreibenden Störfaktoren. 34)

vgl. Boenert/Blömeke (2003). Logistikkonzepte im Schlüsselfertigbau zur Erhöhung der Kostenführerschaft. Bauingenieur. 278 35) vgl. Boenert/Blömeke (2003). Logistikkonzepte im Schlüsselfertigbau zur Erhöhung der Kostenführerschaft. Bauingenieur. 278 36) vgl. Boenert/Blömeke (2003). Logistikkonzepte im Schlüsselfertigbau zur Erhöhung der Kostenführerschaft. Bauingenieur. 279

44


Da die räumliche Koordination auf der Baustelle wesentlich von der Grundriss- und Aufrissgestaltung des Bauwerks geprägt wird, sind generell folgende Punkte zu beachten um eine termin- und bedarfsgerechte Baustoffbereitstellung sicherzustellen: • einfache Erreichbarkeit der Übergabepunkte und Anlieferungsflächen • Abstimmung der Transportmittel mit den Transportgeräten auf der Baustelle • gründliche Planung der Verkehrswege, Baustellenzufahrten und Flächennutzung auf der Baustelle • Arbeiten auf der Baustelle sollen durch die Transporte auf die Baustelle nicht gestört werden Die Einrichtung eines Warteplatzes ist weiters eine Möglichkeit bei engen innerstädtischen Baustellen das Platzproblem zu lösen. Dieser dient als Puffer in der näheren Umgebung der Baustelle. Der Transportfahrer meldet seine Anwesenheit der Bauleitung oder einer eigenen Logistikabteilung und erhält telefonisch die Freigabe für die Zufahrt zur Baustelle. Dadurch wird eine fließende und stockungsfreie Anfahrt zu und Ablieferung von den Übergabepunkten der Baustelle gewährleistet.

2.4.2.2

Produktionslogistik

Die Produktionslogistik am Bau wird auch als Baustellenlogistik bezeichnet und beschäftigt sich mit der Planung der Transporte innerhalb der Lagerflächen der Baustelle und des Bauwerks. Der Übergang von der Beschaffungslogistik zur Produktionslogistik erfolgt auf den Anlieferungsflächen. Die Baustoffe werden auf den Lagerflächen oder im Bauwerk zwischengelagert bzw. direkt oder nach erforderlichen Zwischentransporten eingebaut. Der Baustofftransport auf der Baustelle erfolgt mittels Fördermittel. Für die rationelle Transportgestaltung ist die Transportkapazität richtig zu bestimmen und es sind die geeignetsten Fördermittel auszuwählen. Seeling37) unterscheidet für gebräuchliche Fördermittel hinsichtlich ihrer Beweglichkeit in: • räumlich (z.B. Turmdrehkran, Mobilkran, Autokran) • vertikale Ebene (z.B. Betonpumpe mit Knickausleger od. Verteilermast) 37) vgl.

Seeling (1978). Auswahl und Kombination der Hauptfördermittel auf Betonbaustellen. 1730


45

• horizontale Ebene (z.B. LKW, Gabelstapler, Muldenkipper) • eindimensional (z.B. Förderband, Aufzug, Seilbahn, Zementschnecke) Weiters unterteilt Seeling die Fördermittel hinsichtlich ihrer Stoffbeschränkung. Beispielsweise gibt es für Turmdrehkrane keine Stoffbeschränkungen. Bei Betonpumpen gibt es jedoch diese Stoffbeschränkungen, da mit Betonpumpen nur pumpfähiger Beton (z.B. abhängig von Konsistenz, Feinstoffanteil, Größtkornanteil) gefördert werden kann. Die rationelle Transportgestaltung besteht einmal darin, die Transportkapazität der Fördermittel richtig zu bestimmen und die am besten geeigneten Fördermittel auszuwählen. Eine zu geringe Leistungsfähigkeit der Transportmittel verteuert die Bauproduktion ebenso wie die überhöhte Ausstattung einer Baustelle mit zu großen oder zu vielen Fördereinrichtungen.38) Beim Baustoffumschlag auf der Baustelle ist es wichtig, dass geeignete Abladegeräte zur Verfügung stehen. Falls die Transport-LKWs keine eigenen Selbstentladevorrichtungen (z.B. LKW-Ladekran) besitzen, werden die Baustoffe mittels Gabelstapler, Radlader, Autokran oder Baustellenkran abgeladen. Bei vorhandenen Öffnungen und großzügigen räumlichen Bedingungen ist ein Direktumschlag in die Geschosse anzustreben. Dafür müssen Baustellenkrane oder Bauaufzüge freie Kapazitäten besitzen oder Selbstentladevorrichtungen mit genügend großer Reichweite vorhanden sein. Der vertikale Baustofftransport (vgl. Boenert/Blömeke39)) erfolgt über Baustellenkrane oder Bauaufzüge, die in den meisten Fällen an der Fassadenaußenseite positioniert werden. Folgende Voraussetzungen sind für einen reibungslosen vertikalen Baustofftransport zu erfüllen: • Die Anlieferungsflächen müssen in der Reichweite der vertikalen Transporteinrichtungen liegen. • In den jeweiligen zu beliefernden Geschossen sind auskragende Stockwerksbühnen anzuordnen, damit die Übergabe an das horizontale Transportmittel erfolgen kann. • In den jeweiligen Geschossen muss Platz für Zwischenlager vorhanden sein. Das horizontale Verteilen in den Geschossen wird mit Gabelstaplern, Hubwagen, kleinen Transportkraftwagen, usw. durchgeführt. Handtransporte 38)

vgl. Seeling (1978). Auswahl und Kombination der Hauptfördermittel auf Betonbaustellen. 1730 39) vgl. Boenert/Blömeke (2003). Logistikkonzepte im Schlüsselfertigbau zur Erhöhung der Kostenführerschaft. Bauingenieur. 278f

46


sind zu vermeiden und die zurückzulegenden Wegstrecken sollen so gering wie möglich sein. Besonders zu beachten ist, dass das Gesamtgewicht des beladenen Transportgeräts nicht die zulässige Deckenlast überschreitet. Weiters sind die Transportwege und Lagerflächen ausreichend groß zu dimensionieren, damit keine gegenseitigen Behinderungen auftreten. Da man die Stahlbetonarbeiten von unten nach oben durchführt (außer bei Deckelbauweise), kann der Baustellenkran für den Transport von Schalung, Bewehrung und Beton gleichzeitig als horizontales und vertikales Transportmittel verwendet werden. Für das Umsetzen der Deckenschalung in das nächste oder übernächste Geschoss sind „Ausfahrmöglichkeiten“ vorzusehen. Innerhalb des Bauwerks können Bauwerksöffnungen genutzt werden oder es sind temporäre Aussparungen vorzusehen. Außerhalb des Bauwerks sind z.B. umsetzbare Konsolen einzusetzen. Lagerflächen dienen als Ausgleich von unregelmäßigen Baustoffanlieferungen und schwankendem, leistungsabhängigem Baustoffverbrauch. Im Regelfall sind die Lagerflächen im innerstädtischen Bereich begrenzt. Aus diesem Grund werden Lagerflächen und Transportfrequenzen meist auf die tägliche Einbauleistung abgestimmt. Weiters ist eine Aufteilung der Lagerflächen (bedarfsgerecht) entsprechend den jeweiligen Gewerken, bei welchen in der jeweiligen Bauphase Arbeiten durchzuführen sind, vorzunehmen. Die Lagerflächen sollen möglichst nahe dem Verbrauchsort positioniert werden, um die horizontalen Transportentfernungen klein zu halten. In einem Baustelleneinrichtungsplan werden die ermittelten Lagerflächen eingezeichnet und den ausführenden Firmen zur Verfügung gestellt. Wichtig ist die Kennzeichnung der Lagerflächen auf der Baustelle, um Verwechslungen bzw. gegenseitige Behinderungen unter den ausführenden Firmen zu vermeiden. Sind bei Hochhausbauten außerhalb der Bauwerksgrenzen keine Lagerungsmöglichkeiten gegeben, sind diese Randbedingungen für die Logistik bei der Auswahl des Bauverfahrens zu berücksichtigen. Selbstkletterplattformen bieten hier die Möglichkeit der Lagerung von Baustoffen auf der Oberfläche des Trägerrostes.

2.4.2.3

Entsorgungslogistik

Die Aufgabe der Entsorgungslogistik ist die Planung und Steuerung des Abtransports von auf der Baustelle anfallenden Baurestmassen zu den Abnehmern. Baurestmassen entstehen im Verlauf der Bauproduktion bei Neubauten, Ausbauten und insbesondere bei Umbau- und Abrissarbeiten.


47

Für die Baurestmassen kann folgende Einteilung getroffen werden: • • • • •

Aushub Bauschutt (Betonabbruch, Mischabbruch) Straßenaufbruch (bituminös oder hydraulisch gebunden) Baustellenabfälle (Holz, Metalle, Kunststoffe) Sonderabfälle

Auf Grund der großen anfallenden Mengen und der immer knapper werdenden Deponieflächen wird die Entsorgungslogistik am Bau in Zukunft einen immer höheren Stellenwert einnehmen und Auswirkungen auf den Bauvertrag, die Preisbildung und den Produktionsprozess (Rückführung von wiederverwendbaren Baustoffen) haben. Die Aufgaben und Probleme der Beschaffungslogistik wie Transport und zeitliche und räumliche Koordination des Baustoffflusses sowie der Baustellenlogistik (z.B. Baustoffumschlag, vertikaler und horizontaler Baustofftransport, Zwischenlagerflächen) treten bei der Entsorgungslogistik in gleichermaßen auf. Ein Unterschied besteht nur darin, dass bei der Entsorgungslogistik die Baustoffe von der Baustelle abtransportiert werden.

2.4.3

Grob- und Feinplanung des Bauablaufs und der Logistik

Je nach Projektstadium wird für die Planung des Bauablaufs und der Logistik die Grob- oder Feinplanung angewendet, um Ergebnisse wie etwa für Dauer, Ressourceneinsatz, Logistik und Kosten zu erhalten.

Abb. 2-10 Bauablaufplanung – Von der Grobplanung zur Feinplanung40)

48


Für die Grobplanung wird das Projekt (Bauwerk) entweder als Einheit betrachtet (Gesamtablauf) oder in Bauabschnitte und Teilabläufe aufgeteilt. Exemplarisch ist in Abb. 2-10 die Betrachtungsintensität von der Grobplanung (für z.B. Planung oder Angebotsbearbeitung) bis zur Feinplanung (z.B. für Arbeitsvorbereitung, Ablaufkontrolle) dargestellt. In der Arbeitsvorbereitung für die Bauausführung geht man – ausgehend von der bereits durchgeführten Grobplanung – in die Feinplanung (z.B. Betrachtung eines Wandabschnittes) über. Mit dem Detaillierungsgrad steigen auch die Bearbeitungsintensität und der Informationsbedarf (z.B. Detailpläne und sonstige Arbeitsanweisungen, die sich aus dem Bauvertrag ergeben).

2.5

Grobplanung

Die Grobplanung wird sowohl für die Angebotsbearbeitung als auch in der Arbeitsvorbereitung der Bauarbeiten und für die Bauausführung angewendet. Auf der Bauherrenseite wird die Grobplanung des Projekts herangezogen, um z.B. überschlägig die Dauer für die Rohbauarbeiten zu ermitteln. Die Ergebnisse aus der Grobplanung können z.B. zur Erstellung des Rahmenterminplans oder für die Kostenschätzung verwendet werden. Später kann die Grobplanung für die Ausschreibung herangezogen werden, um Anhaltspunkte für die mögliche Gesamtdauer und Zwischentermine zu erhalten. Andererseits führen Bieter die Grobplanung durch, um anhand dieser Planung die Angebotskalkulation vornehmen zu können. Dazu werden die Ausschreibungsunterlagen auf ihre Besonderheiten hin untersucht. Spezielle Bauweisen (z.B. Weisse Wanne) oder der Einsatz von besonderen Baustoffen (z.B. Selbstverdichtender Beton) und die spezifischen Bauwerksund Baustellenbedingungen haben wesentlichen Einfluss auf die Kostenermittlung und die darauf aufbauende Preisgestaltung. In der Grobplanung werden die Vorgaben für die Feinplanung formuliert (z.B.: Vorgabezeiten für Gründungsarbeiten, Erdarbeiten, Stahlbetonarbeiten, Mauerwerksarbeiten). 40) vgl.

Hofstadler (2003). Abwicklung von Bauprojekten Teil 1: Arbeitsvorbereitung – Ablaufplanung und Optimierung. a.a.O.

2.5 Grobplanung

Projektunterlagen

Projektstrukturierung

Mengenermittlung

Grobe Verfahrenswahl

Kennzahlen

Aufwands- u. Leistungswerte

Ressourceneinsatz

Arbeitszeit

Dauer

Logistik

Baustelleneinrichtung

Leistungs- u. Kapazitätsabstimmung

Ja

Überarbeitung

Ja

Leistungs- u. Kapazitätsabstimmung

Nein

Grobplanung

Abb. 2-11 Ablaufschema für die Grobplanung41)

41)

in Anlehnung an Bauer (1992). Baubetrieb 2. 469

49

50


Für die Grobplanung wird das Bauwerk in der Regel entweder als Gesamtablauf oder in Teilabläufe gegliedert betrachtet. Anhand der Mengenermittlung und/oder mit Hilfe von Kennzahlen werden die kosten- und zeitbestimmenden Produktionsmengen ermittelt. Auf Basis der Mengenermittlung wird mit den Ansätzen zum Arbeitsaufwand bzw. zu den Leistungswerten die Dauer und die Summe der Lohnstunden für das Bauvorhaben berechnet. Schematisch ist der Ablauf für die Grobplanung in Abb. 2-11 dargestellt. Das Schema wird – beginnend beim Arbeitsschritt Projektunterlagen (Studium der Unterlagen) – bis zu jenem der Überarbeitung durchlaufen. Anhand der Leistungs- und Kapazitätsabstimmung werden die notwendigen Anpassungen (z.B. Veränderung in der Anzahl der Arbeitskräfte) für die Grobplanung durchgeführt. Diese Abstimmungen werden solange vorgenommen, bis die Vorgaben z.B. der Projektziele (Kosten, Zeit) oder der Ausschreibung erfüllt sind bzw. als erfüllt scheinen. Die Kennzahlen für Arbeitsaufwand und Leistung werden je nach Art des Bauvorhabens z.B. auf folgende Größen bezogen: • • • • • • • •

Bruttorauminhalt [m3] Fläche [m2] Aushubmenge [m3] Stahlmenge [to] Betonmenge [m3] Ausbruchsmenge [m3] Straßenlänge [km] Kanallänge [lfm] etc.

Die Mengen für die bauzeitbestimmenden Teilabläufe werden ermittelt oder anhand von Kennzahlen (z.B. Baustoff-, Schalungs-, Bewehrungsgrad) abgeschätzt. Für ein Gebäude wird z.B. der Bruttorauminhalt (BRI) als Referenzgröße für die Grobplanung herangezogen. Mit den zeitlichen Randbedingungen lässt sich der zu bebauende BRI je Zeiteinheit (z.B. Monat) berechnen. In einer ersten Auswahl wird für die Hauptmenge (z.B. Beton) ein Bauverfahren (z.B. bestimmtes Schalungssystem oder Schalverfahren wie Kletter- oder Gleitschalung) ausgewählt. Anhand der erforderlichen Anzahl der Arbeitskräfte kann damit auf die Anzahl der notwendigen Krane geschlossen werden und umgekehrt. Am Ende kann ein erster Wert für die Dauer angegeben werden. Wenn Ziele nicht erreicht werden, sind mittels Leistungs- und Kapazitäts-

2.5 Grobplanung

51

abstimmungen Anpassungen durchzuführen bis sich das gewünschte Ergebnis für die Grobplanung einstellt. Logistische Randbedingungen sind in der Grobplanung dahingehend zu überprüfen, ob sich Beschränkungen für den geplanten Ressourceneinsatz ergeben. Für die Grobplanung können die entsprechenden Interaktionsdiagramme für Bauablaufplanung und Logistik – wie in dieser Arbeit dargestellt – herangezogen werden.

2.5.1

Projektunterlagen

In der Phase der Planung eines Projekts stehen meist verschiedene Entwürfe zur Disposition. Hier stehen in der Regel wenig konkrete Angaben zum Bauwerk zur Verfügung. Anhand von überschlägigen Mengenermittlungen und Annahmen zum Arbeitsaufwand können Ergebnisse für die Dauer und Kosten erzielt werden. Diese Ergebnisse unterliegen Schwankungen und können daher sinnvollerweise nur in einer Bandbreite angegeben werden. Für die Grobplanung des Bauvorhabens im Angebotsstadium bilden die Ausschreibungsunterlagen (z.B. Pläne, Leistungsverzeichnis, Technische Vertragsbestimmungen, Rechtliche Vertragsbestimmungen) die Grundlage. Wesentliche Bauwerks- und Baustellenbedingungen werden hinsichtlich ihres Einflusses auf Kosten und Zeit untersucht. Im Zuge der Grobplanung ist es auch notwendig, sich mit den örtlichen Bedingungen des Baugrundes genau vertraut zu machen. Hierzu zählt die Analyse der • topografischen, • geologischen • und der sonstigen Bedingungen (z.B. privatrechtliche oder kommunale) im Umfeld der Baustelle. Anhand dieser Analyse werden wichtige Erkenntnisse für die Bauablaufplanung und Logistik gewonnen. Für Tiefbauten sind in der Regel zusätzlich Baugrunderkundungen (z.B. Bohrungen) notwendig.

52


2.5.2


Das Ziel der Projektstrukturierung besteht in der Formulierung eines Ablaufplans, in dem jeder einzelne Vorgang, sowohl in der Planung als auch in der Ausführung, zu einem Ergebnis führt. Rösel42) unterscheidet dabei zwischen erzeugnisorientierter und funktionsorientierter Projektstruktur. Beispiel zur erzeugungsorientierten Gliederung: Die Bauwerksplanung wird z.B. in Architektur, Statik, Verkehrplanung, Ausbauplanung, Technikplanung und Einrichtungsplanung unterteilt. Beispiel zur funktionsorientierten Gliederung: Ein Bauwerk kann in die Bereiche Rohbau, Technik und Ausbau gegliedert werden. Für die Feinplanung wird der Bereich Rohbau wiederum z.B. in Erdarbeiten, Gründungsarbeiten, Stahlbetonarbeiten und Mauerwerksarbeiten unterteilt. Bei Stahlbetonarbeiten wird beispielsweise in Bauteile (z.B. Stützen, Wände, Decken) und Vorgänge (z.B. Einschalen, Bewehren, Betonieren, Ausschalen) differenziert. In der Projektstrukturierung ist darauf zu achten, dass die geschaffene Struktur planbar und kontrollierbar bleibt.

2.5.2.1

Strukturierung für die Projektentwicklung und Projektplanung

Zur Projektstrukturierung können folgende Tätigkeiten und Methoden gezählt werden: • • • • • • •

Strukturierung des Projektergebnisses bzw. Produktes (Strukturplan) Projektumfeldanalyse (insbes. Stakeholderanalyse) Strukturierung der Projektaufgaben Festlegung von Teilprojekten Abgrenzung von Projektphasen Setzen von Meilensteinen Definition und hierarchische Anordnung von Teilaufgaben und Arbeitspaketen • Erstellung des vollständigen Projektstrukturplans • Festlegung der Ablaufstruktur des Projekts (meist ohne Ressourcenzuordnung) 42)

vgl. Rösel (1992). Baumanagement. 116

2.5 Grobplanung

53

Die so erhaltenen Projektstrukturen, insbesondere der Projektstrukturplan, begleiten das Projekt während seiner gesamten Dauer. Eine sorgfältige und fehlerfreie Projektstrukturierung ist daher eine der wichtigsten Aufgaben des Projektmanagements.43)

2.5.2.2

Strukturierung für die Angebotsbearbeitung, Arbeitsvorbereitung und Bauausführung

Ein Projekt wird in verschiedene Bauteile (z.B. Bauteil A, Bauteil B, Bauteil C usw.), Leistungsgruppen und Bauabschnitte (z.B. Aufschließung, Gründung, Wasserhaltung, Bodenplatte, Rohbauarbeiten usw.) strukturiert. Die Strukturierung hängt dabei wesentlich von den vertraglich vorgegebenen Anfangs-, Zwischen- und Endterminen ab.

2.5.3

Mengenermittlung

Für die Grobplanung wird beispielsweise die Gesamtmenge des Hauptbaustoffes des Bauwerks betrachtet. Die Präzision in der Mengenermittlung hängt vom Planungsstadium ab. In der Grobplanung sind nur wenige Werte ermittelbar (z.B. Bruttorauminhalt, Betonmenge). Die Verwendung von Baustoffkennzahlen für eine grobe Mengenermittlung ist für die Grobplanung zielführend. Die Größenordnungen der verwendeten Kennzahlen stammen aus ähnlichen eigenen oder fremden Projekten (z.B. Aufzeichnungen von Bauwerken über deren spezifische Schalungs- und Bewehrungsgrade) oder aus der Literatur. Auf Kennzahlen zur Mengenermittlung wird im Detail in Kapitel 3 eingegangen. Vor allem in der Grobplanung sind die Angaben zu den Mengen unscharf oder teilweise gar nicht vorhanden. Zur ersten Orientierung und um überhaupt eine zutreffende Aussage (z.B. über Dauer und Logistik) treffen zu können werden Kennzahlen herangezogen. Bei Stahlbetonarbeiten sind dies etwa Schalungs- und Bewehrungsgrad.

43) Projekt

Magazin (2005). Projektstrukturierung. http://www.projektmagazin.de/glossar/gl-0656.html

54


2.5.4

Grobe Verfahrenswahl

Für die Grobplanung der Hauptleistungen sind Bauverfahren auszuwählen, mit denen es zum Betrachtungszeitpunkt möglich scheint das Bausoll hinsichtlich Zeit, Kosten, Qualität usw. zu erfüllen. Vergleichswerte von vergangenen Projekten bilden erste Anhaltspunkte für die Verfahrenswahl. Wichtig ist hier, dass anhand der Unterlagen erkannt wird, welche Bauverfahren aufgrund des Bauvertrags (z.B. fugenloses Bauwerk) oder der spezifischen Grund- und Aufrissgestaltung auszuschließen sind. Die Auswahl eines später nicht anwendbaren Bauverfahrens kann zu falschen Annahmen für die Grobplanung und in weiterer Folge für die Angebotskalkulation führen. Anhand des gewählten Bauverfahrens werden unter Berücksichtigung der bereits erkennbaren Einflüsse aus den spezifischen Bauwerks- und Baustellenbedingungen die Größenordnungen für Gesamt-Aufwands- und Leistungswerte abgeleitet. Für den Vergleich von verschiedenen Bauverfahren können folgende Methoden (Beschreibung siehe Abschnitt 2.6.5) herangezogen werden: • kalkulatorischer Verfahrensvergleich • differenzierter Verfahrensvergleich Die Anwendung der Vergleichsmethoden richtet sich nach der Komplexität der zu vergleichenden Bauverfahren. Im Vergleich zwischen zwei Schalverfahren für die Stahlbetondecken reicht meist der kalkulatorische Ver-fahrensvergleich aus. Vergleicht man zwei technologisch verschiedene Verfahren, ist der differenzierte Verfahrensvergleich zielführend. Beispielsweise eignet sich dieser sehr gut für den Vergleich zwischen Kletter- und Gleitschalung.

2.5.5

Kennzahlen

Kennzahlen gibt es z.B. zur Ermittlung von Menge, Zeit und Kosten. Je nach Kennzahl kann auf diese Parameter geschlossen werden. Die Einbeziehung der Wahrscheinlichkeitsrechnung ermöglicht die Berechnung der wahrscheinlichsten Werte für z.B. Menge, Gesamt-Aufwandswert, Leistung, Dauer oder Kosten (zur Berechnung der Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Dauer eines Bauvorhabens siehe Kapitel 9).

2.5 Grobplanung

55

Auf die Kennzahlen zur Mengenermittlung und für Aufwands- und Leistungswerte wird weiters in Kapitel 3 und 4 eingegangen.

2.5.6

Gesamt-Aufwands- und Leistungswerte

Richtwerte für Aufwands- und Leistungswerte unterliegen in der Grobplanung einer größeren Schwankungsbreite als in der Feinplanung. Die Gründe hierfür liegen einerseits in nur oberflächlich quantifizierbaren Einflüssen aus Baustellen- und Bauwerksbedingungen und andererseits in der beschränkten Übertragbarkeit von Erfahrungs-, Nachkalkulations- oder Literaturwerten auf das konkrete Projekt. Gesamt-Aufwandswerte bei arbeitsintensiven (z.B. Hochbau, Brückenbau) und Leistungswerte bei geräteintensiven Bauvorhaben (z.B. Erdbau, Grundbau) bilden die Grundlage für die Berechnung der Dauer und Kosten. Um mit dem Gesamt-Aufwandswert den Leistungswert berechnen zu können, benötigt man dazu die Anzahl der Arbeitskräfte und die tägliche Arbeitszeit. Anhand von bekannten Größenordnungen für den Arbeitsaufwand des gewählten Verfahrens (z.B. aus vergleichbaren Projekten oder aus der Literatur) und der täglichen Arbeitszeit kann beispielsweise auf die erforderliche Anzahl an Arbeitskräften geschlossen werden. Die Größenordnung des Arbeitsaufwands kann unter Berücksichtigung der bereits erkennbaren Einflüsse aus den Bauwerks- und Baustellenbedingungen meist in einer sinnvoll erscheinenden Bandbreite (minimaler und maximaler Wert) angegeben werden. Innerhalb dieser Bandbreite sollte dann der tatsächliche Wert liegen. Durch die Feinplanung wird die mögliche Bandbreite kleiner und die Ergebnisse werden weiter präzisiert. Auf den Erwartungswert legt man sich für die Angebotslegung und später in der Arbeitsvorbereitung fest. Die Auswirkungen von Abweichungen zu diesem Wert können im Rahmen von Sensitivitätsanalysen untersucht werden. In der Bauablaufplanung sind Vorkehrungen zur Kompensierung der Abweichungen vom Sollablauf zu treffen. Zur Berücksichtigung von zeitlichen Abweichungen werden z.B. Puffer in den Bauablaufplan eingebaut. Auf die vor allem für Stahlbetonarbeiten sehr wichtige Kennzahl GesamtAufwandswert wird in Kapitel 3 näher eingegangen. Dieser bildet die Basis für die Leistungsberechnung. Häufig wird die Leistung ohne Berücksichtigung von logistischen Randbedingungen und Beschränkungen hinsichtlich

56


des Arbeitsraums (Geräte und Arbeitskräfte) abgeschätzt. Eine Leistungsabschätzung ohne Berücksichtigung der maximal einsetzbaren Anzahl an Arbeitskräften und Geräten führt zu nicht realisierbaren Ergebnissen. Für geräteintensive Tätigkeiten werden die Leistungswerte aus der überschlägigen Berechnung der Nutzleistung aus Angaben aus der Literatur gewonnen.

2.5.7

Ressourceneinsatz

Einerseits folgt der notwendige Ressourceneinsatz (Arbeitskräfte und Geräte) aus der zur Verfügung stehenden Bauzeit und der Produktionsmenge. Andererseits ergibt sich die kürzest mögliche Bauzeit aus dem Maximum an einsetzbaren Ressourcen. Die Anzahl der Arbeitskräfte ist immer im Zusammenhang mit dem zur Verfügung stehenden Arbeitsraum und der Anzahl an installierbaren Geräten zu sehen. Die maximale Anzahl an einsetzbaren Arbeitskräften im Hochbau hängt z.B. von der maximalen Anzahl an einsetzbaren Kranen ab. Für den „Arbeitsraum“ (Arbeitsfläche) im Betonbau geben Bauer44) und Krampert45) für den Hochbau die Mindestfläche mit 15 m2 je Arbeitskraft an. Zur Lagerhaltung (Vorratsberechnung) der Baustoffe und Ermittlung der Vorhaltemenge für die Schalung siehe Abschnitte 3.7 und 3.8.

2.5.7.1

Anzahl an Arbeitskräften

Die Anzahl an erforderlichen Arbeitskräften hängt von der Bauzeit und der Produktionsmenge ab. Begrenzt wird diese nach oben einerseits von der Arbeitskräfte-Verfügbarkeit hinsichtlich Anzahl und Qualifikation und andererseits von den Bauwerks- und Baustellenbedingungen (Arbeitsraum und maximale Anzahl an einsetzbaren Engpassgeräten wie z.B. den Kranen im Hochbau). Aus Fertigungsablauf, Anzahl der Fertigungsabschnitte und der Mindestarbeitsfläche bezogen auf eine Arbeitskraft folgt die Obergrenze an einsetzbaren Arbeitskräften. Bis zu dieser Anzahl wird angenommen, dass im 44)

Bauer (1991). Baubetrieb 2. 466 (1986). Der Einfluß von Arbeitseinsatz und Arbeitstakt auf die Kosten von Hochbauten in Ortbeton. 126

45) Krampert

2.5 Grobplanung

57

Bauablauf keine Leistungsminderungen und damit keine Erhöhungen im Arbeitsaufwand aufgrund von gegenseitigen Behinderungen auftreten. Für die Grobplanung sind vor allem die maximale sowie die durchschnittliche Anzahl an Arbeitskräften von Bedeutung. Anlaufphase, Hauptbauzeit und Auslaufphase sind die drei Hauptphasen im Bauablauf für die Errichtung eines Bauwerks. In der Anlaufphase steht nur begrenzter Arbeitsraum für die Arbeitskräfte und Geräte zur Verfügung. Erforderliche Geräte werden Schritt für Schritt in Abhängigkeit vom Baufortschritt aufgebaut. Wenn die Arbeitskräfteanzahl von der Anzahl der Geräte abhängig ist, steigt der Bedarf an Arbeitskräften mit der Geräteanzahl bzw. kann dieser nur mit der Anzahl an bereits installierten (aufgebauten) Geräten steigen. Wenn über die Wintermonate gebaut wird, entstehen – bedingt durch die Winterpause – neuerlich Aus- und Anlaufphasen. Jede Störung im Bauablauf führt zu temporären Aus- und Anlaufphasen des Baubetriebs. Dies betrifft vor allem die Einarbeitung. Bei länger andauernden Störungen kann es je nach Regelung im Bauvertrag bis zum teilweisen Abzug von Geräten kommen (z.B. kostenintensive Großgeräte). Die bestimmenden Einflussgrößen für die Ermittlung der Anzahl der Arbeitskräfte sind z.B.: • • • • • • • • • •

Aufwands- bzw. Leistungswerte tägliche Arbeitszeit Produktionsmenge Bauzeit Anzahl der Engpassgeräte wie z.B. die Krane im Hochbau verfügbarer Arbeitsraum Fertigungsablauf Verfügbarkeit der Arbeitskräfte in qualitativer bzw. quantitativer Hinsicht Bauverfahren Kosten (im Zuge des Ressourcenausgleichs)

2.5.7.1.1 Grundlagen zur Berechnung der Anzahl der Arbeitskräfte Die minimale Dauer für die Rohbauarbeiten folgt aus dem Quotienten der Produktionsmenge und der maximalen Leistung.

58


Ist die Dauer vertraglich vorgegeben, ergibt sich aus der Produktionsmenge die dazu notwendige Durchschnittsleistung. Für die Bauablaufplanung und Logistik ist eine konstante Leistung über die Bauzeit als ideal anzusehen. Geometrisch würde das einer Rechteckverteilung gleichkommen (Ressourcen über die Zeit aufgetragen). Praktisch kann die rechteckige Verteilung aufgrund der An- und Auslaufphase und der unregelmäßigen Lohnstundenentwicklung (z.B. aufgrund unterschiedlicher Mengen und Arbeitsaufwände für Decken, Stützen und Wände) nur näherungsweise erreicht werden. In der Anlaufphase haben der zur Verfügung stehende „Arbeitsraum“ und die Einarbeitung – ihr Ausmaß ist abhängig von der Tätigkeit und hat etwa bei Schalarbeiten einen weit größeren Einfluss als bei den Bewehrungsarbeiten – die größte Bedeutung bei der Ermittlung der Anzahl der erforderlichen Arbeitskräfte. Mit dem Ende der Hauptbauzeit beginnt die Auslaufphase. Bei den Stahlbetonarbeiten werden in der Auslaufphase die letzten Fertigungsabschnitte und Bauteile ausgeschalt und nachbehandelt bzw. nachbearbeitet. Der Arbeitskräftebedarf sinkt rapide ab (Arbeitskräfte für Bewehren, Betonieren und der größte Teil der Schalungsmannschaft werden abgezogen).

Abb. 2-12 Darstellung des Arbeitskräfteeinsatzes über die Bauzeit46)

Exemplarisch wird für ein Hochbauprojekt der erforderliche Arbeitskräfteeinsatz in Abb. 2-12 als baupraktisches Beispiel dargestellt. Der Arbeitskräfteeinsatz steigt „treppenförmig“ bis zur Hauptbauzeit an. In der Haupt46)

Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 122

2.5 Grobplanung

59

bauzeit wird die maximale Anzahl an Arbeitskräften eingesetzt. Am Ende der Hauptbauzeit reduziert sich der Arbeitskräfteeinsatz wieder „treppenförmig“. Diese Ressourcenverteilung der Arbeitskräfte über die Bauzeit lässt sich hier vereinfacht durch ein Trapez darstellen. Für die Grobplanung des Bauablaufs und der Logistik werden dadurch mathematisch einfache Aussagen zum Verlauf der Arbeitskräfteanzahl über die Bauzeit möglich. In Abb. 2-13 ist die Entwicklung des Arbeitskräftebedarfs idealisiert über die Bauzeit (Gesamtdauer) dargestellt. Zur Vereinfachung wurde eine trapezförmige Entwicklung angenommen. Die „Praxistauglichkeit“ dieser Simplifikation wurde anhand von Ressourcenplänen für verschiedene Bauwerke im Bereich des Hochbaus überprüft. Es konnte dabei eine gute Annäherung zum Trapezmodell festgestellt werden. Die Gesamtdauer eines Bau-Projekts setzt sich aus der Dauer für die Anlaufphase, Hauptbauzeit und Auslaufphase zusammen. Der maximale Arbeitskräftebedarf ergibt sich in der Hauptbauzeit.

AK MAX

α

β

D AN

D HP

AK MW

D AUS

D GES Abb. 2-13 Darstellung der Anzahl der Arbeitskräfte über die Bauzeit

Die Summe der Lohnstunden ΣLStd, STB [Std] für die Rohbauarbeiten wird hier nach Glg.(2-6) berechnet. Dabei wird nach Addition der Gesamtdauer D GES [d] mit der Dauer für die Hauptbauzeit D HP [d] der Summand mit der maximalen Anzahl der Arbeitskräfte AK RB, MAX [Std/h] und der täglichen Arbeitszeit AZ RB [h/d] multipliziert und durch 2 geteilt. 1 ΣL Std, STB = --- ⋅ ( D GES + D HP ) ⋅ AK RB, MAX ⋅ AZ RB 2

(2-6)

60


Die Summe der Lohnstunden kann auch mit Hilfe der entsprechenden Interaktionsdiagramme ermittelt werden (z.B. für Rohbauarbeiten oder Stahlbetonarbeiten). 2.5.7.1.2 Berechnung der Dauer und Anzahl an Arbeitskräften Für die Rohbauarbeiten wird in der Grobplanung für die Produktionsmenge der Bruttorauminhalt oder die Stahlbetonmenge angesetzt. Wird die Stahlbetonmenge herangezogen, folgt die erforderliche durchschnittliche Anzahl der Arbeitskräfte AK STB, MW [Std/h] aus Glg.(2-7). M STB ⋅ AW STB AK STB, MW = ---------------------------------------D STB ⋅ AZ STB

(2-7)

Hierin ist die Dauer (vertraglich) vorgegeben und Menge, Gesamt-Aufwandswert und Arbeitszeit werden angenommen oder überschlägig ermittelt. Im Zähler steht die gesamte Betonmenge MSTB [m3] und der GesamtAufwandswert AW STB [Std/m3] für die Stahlbetonarbeiten. Die Dauer D STB [d] für die Stahlbetonarbeiten und die durchschnittliche tägliche Arbeitszeit AZ STB [h/d] steht im Nenner. Werden andere Mengeneinheiten (z.B. Bruttorauminhalt, Stahlmenge, Mauerwerksmenge) für die Produktionsmenge eingesetzt, ist sinngemäß vorzugehen. Wenn rechnerisch nach der kürzesten Dauer gesucht wird, ist vorher die maximale mittlere Anzahl an Arbeitskräften zu ermitteln. Die durchschnittliche Anzahl der Arbeitskräfte kann anhand der Interaktionsdiagramme ermittelt werden. Die maximale Zahl an einsetzbaren Arbeitskräften wird im Hochbau einerseits von der maximalen Anzahl an einsetzbaren Kranen und andererseits vom zur Verfügung stehenden „Arbeitsraum“ bestimmt. Der niedrigere der beiden Werte ist für die Gesamtanzahl maßgebend. Abweichend von der „optimalen“ Arbeitskräfteanzahl, sinkt mit steigender Anzahl an Arbeitskräften die Wirtschaftlichkeit der Ausführung. In Abhängigkeit von der Anzahl der Krane folgt die Maximalanzahl an einsetzbaren Arbeitskräften AK STB, MAX aus dem Produkt der Anzahl der Krane ANZ K, AK und dem Kran-Proportionalitätsfaktor PF K, AK [AK/Kran] (siehe dazu auch in Abschnitt 3.6.3.1): AK STB, MAX = ANZ K, AK ⋅ PF K, AK

(2-8)

2.5 Grobplanung

61

Wird die Anzahl der Arbeitskräfte vom „Arbeitsraum“ abhängig gemacht, folgt der Maximalwert aus Glg.(2-9): GES AF AK STB, MAX = -----------------AK AR

(2-9)

Im Nenner steht die gesamte Arbeitsfläche GESAF [m2] die durchschnittlich zur Hauptbauzeit zur Verfügung steht und im Zähler die Mindestfläche, die je Arbeitskraft AK AR [m2/AK] erforderlich ist. Der kleinere der aus den Glg.(2-8) und Glg.(2-9) berechneten Werte ist für den weiteren Rechenverlauf maßgebend. Wird zur Berechnung der vorhandenen bzw. erforderlichen Arbeitsfläche die durchschnittliche Regelgeschossfläche herangezogen, folgt die Anzahl der gleichzeitig zu bearbeitenden Fertigungsabschnitte pa, fa [-] aus Glg.(210). n fa ⋅ A K STB, MAX ⋅ AK AR p a, fa = --------------------------------------------------------------F RG

(2-10)

Im Zähler steht das Produkt aus Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschoss, maximaler Anzahl an Arbeitskräften und „Arbeitsraum“ je Arbeitskraft. Die durchschnittliche Regelgeschossfläche F RG [m2] wird im Nenner eingesetzt. Die rein rechnerisch notwendige maximale Anzahl an Arbeitskräften folgt in Analogie zur Berechnung des Flächeninhalts eines unregelmäßigen Trapezes aus Glg.(2-11). D GES ⋅ AK STB, MW AK STB, MAX = -----------------------------------------------------------------1 D HP + --- ⋅ ( D AN + D AUS ) 2

(2-11)

Maßgebend für eine realistische Bauablauf- und Logistikplanung ist die Ermittlung eines wirklichkeitsnahen Maximalwerts in der Hauptbauzeit. Wird die maximale Anzahl der Arbeitskräfte in der Grob- und/oder Feinplanung überschätzt, führt das unweigerlich zu Bauzeitverlängerungen falls keine zeitlichen oder kapazitiven Anpassungen möglich sind. Das Verhältnis von Anlauf- und Auslaufphase zur Hauptbauphase hängt dabei wesentlich von der Grund- und Aufrissgestaltung des Bauwerks ab. Bei Hochhausbauten dauert die Anlaufphase länger als bei Flachbauten (z.B. Industriebauwerke, Krankenhäuser, Lager) mit großen Grundrissaus-

62


dehnungen. Bei Hochhausbauten sind kaum Parallelarbeiten (außer wenn der Gebäudekern vorgezogen wird oder bei der Deckelbauweise) möglich, während bei flächigen Bauwerken auch von Anfang an prinzipiell Parallelarbeiten möglich sind (z.B. gleichzeitiger Beginn von 2 Fertigungsabschnitten in der Bodenplatte). Für die An- und Auslaufphase gilt: D AN + D AUS = D GES – D HP

(2-12)

Sind die maximale Dauer, die durchschnittliche und die maximale Anzahl der Arbeitskräfte bekannt, folgt die Dauer für die Hauptbauzeit aus Glg.(213). 2 ⋅ D GES ⋅ AK STB, MW D HP = ------------------------------------------------------ – D GES AK STB, MAX

(2-13)

Mit der nach Glg.(2-13) ermittelten Hauptbauzeit kann die Dauer für die An- und Auslaufphase ermittelt werden. Man kann für eine erste Näherung annehmen (nach Auswertung des Bauablaufs einiger Rohbauten), dass sich die Anlauf- und Auslaufphase (für Stahlbetonarbeiten) im Verhältnis zweidrittel zu eindrittel verhält. Mit 1 D AUS = --- ⋅ D AN 3

(2-14)

3 D AN = --- ⋅ ( D GES – D HP ) 4

(2-15)

folgt

Ist die nach Glg.(2-14) und Glg.(2-15) ermittelte Dauer für die An- und Auslaufphase zu gering, ist die Dauer dafür zu verlängern und es verkürzt sich die Hauptbauzeit und eventuell ist dadurch eine längere Gesamtbauzeit notwendig. Die geänderte Dauer für die Hauptphase wird durch Einsetzen in Glg.(2-12) berechnet. Weiters vergrößert sich auch der Wert für die notwendige Maximalanzahl der Arbeitskräfte.

2.5 Grobplanung

63

Durch Einsetzen von Glg.(2-12) in Glg.(2-11), folgt daraus: D GES ⋅ AK STB, MW AK STB, MAX = ---------------------------------------------1--⋅ ( D GES + D HP ) 2

(2-16)

Die Berechnung nach Glg.(2-16) ist dann erforderlich, wenn Gesamtdauer, Hauptbauzeit und Mittelwert für die Anzahl der Arbeitskräfte gegeben oder bereits ermittelt sind und die Maximalanzahl der Arbeitskräfte noch zu berechnen ist. Ist die Gesamtdauer nicht gegeben, kann sie mit Hilfe der maximalen Anzahl der Arbeitskräfte, der durchschnittlichen Anzahl an Arbeitskräften und der Dauer für die Hauptbauzeit ermittelt werden. Die Dauer für die Hauptbauzeit folgt z.B. auch aus Glg.(2-17). Im Zähler steht das Produkt aus der um den Faktor f HP, M abgeminderten Betonmenge und dem Gesamt-Aufwandswert. Durch den Abminderungsfaktor f HP, M wird die gesamte Betonmenge um die Menge, welche in der An- und Auslaufphase eingebaut wird, reduziert. In der Regel entfallen zwischen 10 und 30 % auf die An- und Auslaufphase (Beispiel: Faktor ist 0,75, unter der Annahme, dass 25 % der Gesamtmenge auf die An- und Auslaufphase entfallen). f HP, M ⋅ M STB ⋅ A W STB D HP = ----------------------------------------------------------AK STB, MAX ⋅ A Z STB

(2-17)

Der Nenner wird aus dem Produkt der maximalen Anzahl an Arbeitskräften und der täglichen Arbeitszeit gebildet. In der Regel beträgt die Dauer der Hauptbauzeit zwischen 60 und 80 % der Gesamtdauer. Mit Hilfe des Faktors f HP, Z (Beispiel: Faktor ist 0,4, unter der Annahme, dass die Hauptbauzeit 60 % der Gesamtdauer beträgt) kann die Gesamtdauer durch die Hauptbauzeit ausgedrückt werden. Mit Glg.(2-18) kann die durchschnittliche Anzahl der Arbeitskräfte für die Gesamtdauer berechnet werden. Im Zähler wird ein Wert für den Faktor f HP, Z und die Maximalanzahl an Arbeitskräften ( AK STB, MAX ) eingesetzt. ( 2 – f HP, Z ) ⋅ AK STB, MAX AK STB, MW = -------------------------------------------------------------2

(2-18)

Bezüglich An- und Auslaufphasen ist folgendes festzustellen (bei fester Gesamtdauer): • je länger die An- und Auslaufphase dauert, desto kürzer wird die zur Verfügung stehende Hauptbauzeit

64


• je länger die An- und Auslaufphase dauert, desto größer wird der Maximalwert bei den benötigten Ressourcen • je kleiner das Verhältnis zwischen Haupt- und Gesamtbauzeit, desto größer die Abweichung vom optimalen Bauablauf (theoretischer Idealwert) • je kleiner das Verhältnis zwischen Haupt- und Gesamtbauzeit ist, desto geringer das Forcierungspotenzial • je kleiner das Verhältnis zwischen Haupt- und Gesamtbauzeit ist, desto größer die negativen Auswirkungen aus verspäteter Planlieferung etc. 2.5.7.1.3 Berechnung der Anzahl der Arbeitskräfte für die An- und Auslaufphase in Abhängigkeit vom Betrachtungszeitpunkt Zur Ressourcenplanung ist die Kenntnis über die Arbeitskräfteverteilung über die Zeit wesentlich für die Überlegungen hinsichtlich Bauablauf und Logistik. Mit den nachfolgenden Gleichungen kann der Arbeitskräftebedarf zu jedem Zeitpunkt der An- und Auslaufphase ermittelt werden: Arbeitskräfteanzahl in der Anlaufphase Für die Anlaufphase ist in Abhängigkeit vom Betrachtungszeitpunkt i die Anzahl der Arbeitskräfte zu ermitteln. Ausgehend von der trapezförmigen Darstellung für die Verteilung der Anzahl der Arbeitskräfte über die Bauzeit nach Abb. 2-13 berechnet sich die Winkelfunktion tan α für die Anlaufphase wie folgt: AK STB, MAX tan α = ------------------------------D AN

(2-19)

Ausgehend vom Start der Anlaufphase, folgt für den Betrachtungszeitpunkt D ( i ) die Anzahl an Arbeitskräften aus Glg. (2-20). AK STB ( i ) = D AN ( i ) ⋅ tan α

Wobei für

D(i)

gilt, dass

0 ≤ D ( i ) ≤ D AN

(2-20)

ist.

Arbeitskräfteanzahl in der Auslaufphase Ausgehend von der trapezförmigen Darstellung für die Verteilung der Anzahl der Arbeitskräfte über die Bauzeit nach Abb. 2-13, wird die Winkelfunktion tan β für die Auslaufphase wie folgt berechnet:

2.5 Grobplanung

AK STB, MAX tan β = ------------------------------D AUS

65

(2-21)

Für den Betrachtungszeitpunkt D ( i ) (ausgehend vom Baubeginn) folgt die Anzahl der Arbeitskräfte aus Glg. (2-22). AK STB ( i ) = [ D GES – D ( i ) ] ⋅ tan β

(2-22)

Wobei für D ( i ) gilt, dass DAN + DHP ≤ D ( i ) ≤ DGES ist. Mit Glg.(2-22) kann für die Auslaufphase für jeden beliebigen Betrachtungszeitpunkt i die entsprechende Anzahl der Arbeitskräfte berechnet werden. 2.5.7.1.4 Arbeitskräfteverhältniszahl Wie die Anzahl der Arbeitskräfte für die Stahlbetonarbeiten ermittelt werden kann, wurde bereits gezeigt. Baubetrieblich interessant ist, wie sich die ermittelte Anzahl auf die einzelnen Vorgänge Schalen, Bewehren und Betonieren verteilt. Nach Analyse von einigen Projekten konnte für Hochbauten, die vorwiegend aus Stahlbeton bestehen, folgendes Verhältnis (Durchschnittswerte) festgestellt werden: AK BT : AK BW : AK S = 1 : ( 2 – 3 ) : ( 5 – 6 )

(2-23)

In Glg.(2-23) wurde die Anzahl der Arbeitskräfte zueinander ins Verhältnis gesetzt. Auf einen Betonierer kommen 2 bis 3 Bewehrer bzw. 5 bis 6 Schaler (eine größere Anzahl wird bei Bewehrungsarbeiten z.B. für Bewehrungsgrade angesetzt, die höher als der übliche Mittelwert sind). Dieses Verhältnis gilt dann, wenn Schal-, Bewehrungs- und Betonierarbeiten jeweils von eigenen Arbeitsgruppen ausgeführt werden. Die Größe der Betoniergruppe beträgt für Wände und Stützen mindestens zwei und für Decken und Bodenplatten mindestens vier Arbeitskräfte.

2.5.7.2

Anzahl an Geräten

Im Stahlbetonbau sind die Krane und die Schalung in der Regel die am meisten bauzeitbeeinflussenden Geräte. Die Schalarbeiten liegen im Ortbeton-

66


bau in der Regel am kritischen Weg und bestimmten die Bauzeit (zur Vorhaltemenge an Schalung und zur Krananzahl siehe Kapitel 3). Der Transportbetrieb oder die Ladegeräte stellen z.B. im Erdbau die bauzeitbestimmenden Geräte dar. Der niedrigere der beiden Leistungswerte – Aushubleistung oder Transportleistung – bestimmt die Bauzeit. Zur Berechnung der Leistung von Ladegeräten sowie Geräteketten wird hier auf z.B. Bauer47), Dress/Krauß48), Girmscheid49), Jurecka50) oder Stadler51) verwiesen. Wesentlich für die Logistik ist die Ermittlung der Anzahl der erforderlichen Transporte je Zeiteinheit sowie die Transportintervalle. Baustellen- und Bauwerksbedingungen sind auf mögliche Beschränkungen hinsichtlich Kapazität der einzelnen Geräte und der Transportintervalle zu untersuchen (zur Logistik siehe u.a. Kapitel 7 und 8). Für die Ermittlung der Anzahl der erforderlichen Krane ist sinngemäß nach Abschnitt 2.5.7.1 (in Abstimmung mit Abschnitt 3.6) vorzugehen.

2.5.8

Arbeitszeit

Hier wird überschlägig ermittelt, welche tägliche Arbeitszeit oder welches Arbeitszeitmodell erforderlich ist, um die notwendige Leistung zu erbringen. Daraus lässt sich ableiten, ob ein Einschichtbetrieb ausreicht oder ein Mehrschichtbetrieb in Betracht gezogen werden muss. Weiters ist zu klären, welche Arbeitszeiten oder -modelle gesetzlich möglich sind. Auf Gegebenheiten im Auslandsbau ist Rücksicht zu nehmen. Die Arbeitszeit ist auch vom gewählten Bauverfahren und vom Ort des Bauvorhabens (Stadt oder Land) abhängig. Beispielsweise erfordert der Einsatz der Gleitschalung einen Durchlaufbetrieb. Zur Erzielung einer bestimmten täglichen Leistung, kann die dazu notwendige tägliche Arbeitszeit aus den entsprechenden Interaktionsdiagrammen ermittelt werden (siehe u.a. in Kapitel 5).

47)

Bauer (1992). Baubetrieb 1 Drees/Krauß (2002). Baumaschinen und Bauverfahren 49) Girmscheid (2002). Leistungsermittlungshandbuch für Baumaschinen und Bauprozesse 50) Jurecka (1975). Kosten und Leistungen von Baumaschinen 51) Stadler (2004). Allgemeine Baubetriebslehre 48)

2.6 Feinplanung

2.5.9

67

Dauer

Die Dauer der Rohbauarbeiten oder einzelner Teilabläufe davon wird anhand der zur Verfügung stehenden Angaben zum Bauwerk und unter Anwendung von Kennzahlen zu Mengen, Arbeitsaufwand und Ressourcen ermittelt. Sowohl für die Grobplanung als auch für die Feinplanung kann die Dauer anhand der Interaktionsdiagramme ermittelt werden.

2.5.10

Logistik

Anhand der logistischen Überlegungen sollen die Möglichkeiten und Grenzen des Ressourceneinsatzes aufgezeigt werden (siehe u.a. bei den entsprechenden Interaktionsdiagrammen für die Grob- und Feinplanung).

2.6

Feinplanung

Ausgangsbasis für die Feinplanung bilden die Überlegungen aus der Grobplanung. In der Grobplanung werden die Vorgaben für die Feinplanung formuliert (z.B.: Vorgabezeiten für die Gründungsarbeiten, Erdarbeiten, Stahlbetonarbeiten, Mauerwerksarbeiten). Der detaillierte Bauablauf von Projekten wird im Zuge der Feinplanung konzipiert. Das Ablaufschema für den Arbeitsablauf in der Feinplanung ist in Abb. 2-14 dargestellt. Für die Feinplanung wird das Bauwerk in der Regel in Vorgänge gegliedert; diese werden miteinander vernetzt betrachtet. Durch die Vernetzung wird sichergestellt, dass Veränderungen in den Eingangsgrößen der Berechnungen (z.B. Aufwandswert, Arbeitszeit, Anzahl der Arbeitskräfte) zu den folgerichtigen Veränderungen in den Ressourcen, Zeit und Kosten (auf Kosten wird in dieser Arbeit nicht im Speziellen eingegangen) führen. Die Reihenfolge im Ablaufschema kann sich je nach Aufgabenstellung ändern und ist entsprechend anzupassen. Das Ablaufschema stellt die systematische Vorgangsweise für die Feinplanung dar. Die Grenzen zwischen Grob- und Feinplanung sind nicht scharf zu ziehen, je nach Betrachtungsweise vermischen sich Elemente aus der Grob- und Feinplanung.

68


. Grobplanung

Projektunterlagen


Einteilung in Ablaufabschnitte

Detail Mengenermittlung

Verfahrenswahl

Fertigungsabschnitte

Fertigungsablauf

Vorgänge

Ressourceneinsatz

Aufwands- u. Leistungswerte

Arbeitszeit

Dauer eines Vorgangs

Anordnungsbeziehungen

Gesamtdauer

Logistik


Anpassung und Optimierung

Ja

Überarbeitung

Anpassung und Optimierung

Ja

Nein

Feinplanung

Bauausführung

Soll/Ist Vergleich

Ja

Überarbeitung

Ja

Nein

Bauausführung

Abb. 2-14 Ablaufschema für die Feinplanung52)

2.6 Feinplanung

69

Aus der Sicht des Bauherrn steht in der Projektplanung im Vordergrund wie lange die einzelnen Phasen im Zuge der Errichtung eines Bauwerks dauern können. Kennzahlen dienen hier als Instrument, um die Bandbreite der Dauer der einzelnen Projektphasen feststellen zu können. Für die Feinplanung können entsprechende Interaktionsdiagramme für Bauablaufplanung und Logistik, die in dieser Arbeit dargestellt sind, herangezogen werden.

2.6.1

Projektunterlagen

Ausgangspunkt für die Arbeitsvorbereitung sind der Bauvertrag und unternehmensinterne Vorgaben (z.B. bevorzugtes Bauverfahren, am Bauhof vorhandenes Schalsystem). Die Überlegungen und Unterlagen aus der Grobplanung sind zu überprüfen. Für die fachgerechte Durchführung der Betonund Stahlbetonarbeiten ist die rechtzeitige Übergabe der Schalungs- und Bewehrungspläne von besonderer Bedeutung.

2.6.1.1

Schalpläne53)

Schalpläne sind planliche Darstellungen der einzuschalenden Bauteile im Maßstab 1:50. Die Schalpläne sollen folgende Informationen beinhalten: • Maße des Bauwerks und der Bauteile, auch Höhenkoten und ev. Bauwerksachsen • Aussparungen innerhalb dieser Bauteile, soweit sie für das Tragverhalten von Bedeutung sind • Auflager der einzuschalenden Bauteile, wie z.B. Umrisse der tragenden Mauerwerkswände oder Kopfplatten von Stahlstützen sowie tragende Einbauteile, die in die Schalung verlegt werden • Arten und Festigkeitsklassen der Baustoffe

2.6.1.2

Bewehrungspläne54)

In den Bewehrungsplänen sind alle für die Standsicherheit und für die Dauerhaftigkeit (Rissesicherung) erforderlichen Bewehrungen und die für die 52)

in Anlehnung an Bauer (1992). Baubetrieb 2. 469 vgl. Petzschmann (2000). Handbuch für Bauingenieure, Bauverfahrenstechnik und Baumaschineneinsatz. 56 54) Petzschmann (2000). Handbuch für Bauingenieure, Bauverfahrenstechnik und Baumaschineneinsatz. 56 53)

70


Durchführung der Bewehrungsarbeiten auf der Baustelle, d.h. alle zum Biegen und Verlegen der Bewehrung erforderlichen Angaben, dargestellt. Die Vermaßung der Bewehrung erfolgt im Plan oder in der Stahlliste. Bewehrungspläne sollen folgende Informationen beinhalten: • Hauptmaße der Stahlbetonbauteile • Betonstahlsorten und Betonfestigkeitsklassen • Anzahl, Durchmesser, Form und Lage der Bewehrungsstäbe und Baustellenschweißungen, z.B. gegenseitiger Abstand, Rüttellücken, Übergreifungslängen von Stäben und Verankerungslängen, Abstandhalter • die Betondeckung der Bewehrung und die Unterstützung der obenliegenden Bewehrungen • die Mindestdurchmesser der Biegerollen • zum Tragwerk gehörende Bauteile

2.6.1.3

Planvorlauf55)

Um das Vorliegen von Schalungs- und Bewehrungsplänen für die Ausführung von fristgebundenen Stahlbetonarbeiten auf der Baustelle zu sichern, ist es wichtig, die Dauer der Vorlauffristen für die Schal- und Bewehrungspläne zu bestimmen und vertraglich zu vereinbaren. Für Hochbauten in Ortbeton muss für einen ungestörten Bauablauf von folgenden baubetrieblich erforderlichen und durch die Praxis bestätigte Mindestvorlaufdauern ausgegangen werden: • Schalpläne Vorabzüge: 6 Wochen • Schalpläne freigegeben: 4 Wochen • Bewehrungspläne freigegeben und geprüft: 3 Wochen

2.6.2


Ausgehend von der Grobplanung wird die dort vorgenommene Projektstrukturierung überprüft und in der Folge immer weiter verfeinert. Das Projekt wird z.B. in Geschosse und Bauteile (z.B. Stützen, Wände, Decken) strukturiert.

55) Petzschmann

(2000). Handbuch für Bauingenieure, Bauverfahrenstechnik und Baumaschineneinsatz. 57

2.6 Feinplanung

2.6.3

71

Einteilung in Ablaufabschnitte56)

Im Bauwesen wird der Arbeitsablauf (siehe Abb. 2-15) in Ablaufabschnitte zerlegt. Die Zerlegung ist für die Vergabe der Bauleistung und für die Planung und Steuerung der Baudurchführung erforderlich. Zur Ausschreibung von Bauleistungen wird der Bauablauf im Leistungsverzeichnis zerlegt. Dieses dient der exakten Beschreibung der Leistungsart und des Leistungsumfanges, damit der Bieter eine ordnungsgemäße Kalkulation zwecks Angebotsabgabe durchführen kann. Das Leistungsverzeichnis ist im Allgemeinen nach Gruppen und Positionen gegliedert. Das entspricht der Zerlegung des gesamten Bauablaufs in Makroablaufabschnitte.

Gesamt ablauf

Wohnblock erstellen

Vorgangs element

AblaufAblaufstufe

Vorgang

Teil vorgang

Fundamente herstellen

einschalen

Zuschläge und Zement zugeben

Betonkübel füllen

Hinlangen zum Betonkübel

Erdarbeiten durchführen

Wände herstellen

bewehren

Beton mischen

zur Einbau stelle trans portieren

Greifen

Betonarbeiten durchführen

Unterzüge herstellen

betonieren

Beton trans portieren

Kübel leeren

Bringen zur Entleerungs stelle

Maurerarbeiten durchführen

Stützen herstellen

ausschalen

Beton einbringen

leer zurücktransportieren

Hinlangen zum Verschluss

Kanalisat ionsarbeiten durchführen

Decken herstellen

Schalung reinigen

Abdichtungsarbeiten durchführen

Treppen herstellen

Verschluss öffnen

Kellerböden herstellen

Beton aus laufen lassen

TeilTeilablauf Baustelle einrichten

Titel Leistungsverzeichnis

VorgangsVorgangsstufe

Verschluss greifen

Verschluss schließen

Position BAS- Nr.

usw.

Arbeitsverzeichnis Berichtswesen

Makro-Ablaufabschnitte

BewegungsArbeitsstudie

analyse

Mikro-Ablaufabschnitte

Abb. 2-15 Unterteilung eines Bauwerks in Ablaufabschnitte57)

Die Planung des Bauablaufs selbst erfordert eine Gliederung, die häufig von der des Leistungsverzeichnisses erheblich abweicht und Arbeitsverzeichnis genannt wird. Während das Leistungsverzeichnis der exakten Beschreibung der Bauleistung dient, soll das Arbeitsverzeichnis die Planung 56) 57)

Stadler (2004). Grundlagen der Bauverfahren. vgl. Stadler (2004). Grundlagen der Bauverfahren

72


und Steuerung der räumlichen und zeitlichen Folgen der Ablaufabschnitte ermöglichen. Sie dient ferner der Bemessung der Ablaufabschnitte hinsichtlich der Kapazitäten (Mensch und Betriebsmittel) sowie der Eingaben (Information, Baustoff, Energie), der Zeiten und der Kosten. Die Gliederungstiefe in Vorgang und Teilvorgang ist in der Regel für die Feinplanung ausreichend. Die Zerlegung des Bauablaufs im Arbeitsverzeichnis geht in den Bereich der Mikroablaufabschnitte bis zu Vorgang und Teilvorgang hinein, erreicht aber niemals die Feinstruktur von Vorgangsstufe oder Vorgangselement. Die Abfolge der kleinsten Abschnitte, der Vorgangselemente (z.B. Greifen, Loslassen) ergibt eine Vorgangsstufe (Betonkübel entleeren, Schalungsanker setzen). Mehrere Vorgangsstufen einer Arbeitsaufgabe werden zur besseren Überschaubarkeit zum Teilvorgang (Schalung stellen, Beton in Schalung einbringen) zusammengefasst. Zur Herstellung eines ganzen Bauteiles (z.B. Kellerwand herstellen) sind mehrere Vorgänge (Wand einschalen, Wand bewehren, Wand betonieren) erforderlich. Die Vorgänge entsprechen im Allgemeinen dem Arbeitsauftrag an eine Gruppe oder an einen einzelnen Menschen für einen oder mehrere Tage. Sie erscheinen in einem detaillierten Ablaufplan (z. B. siehe Abb. 2-15) als der kleinste noch betrachtete Ablaufabschnitt. Im Leistungsverzeichnis für ein Bauwerk entspricht der Vorgang einer Position, im Arbeitsverzeichnis einer BAS-Nr. (Bauarbeitsschlüssel) oder jeweils Teilen davon. Die weitere Gliederung baut sich in der gleichen Weise auf. Die Ablaufstufe besteht aus einer Folge von Vorgängen, die z.B. zur Herstellung eines Bauteiles oder Bauabschnittes erforderlich sind. Mehrere Ablaufstufen ergeben einen Teilablauf, mehrere Teilabläufe den Gesamtablauf. Unter einem Gesamtablauf wird der gesamte Arbeitsablauf verstanden, der zur Herstellung eines Erzeugnisses oder Bauwerks mit einem, wenigen oder auch vielen Einzelteilen erforderlich ist. Die erläuterte Gliederung des Arbeitsablaufs dient der sinnvollen Auflösung eines komplexen Bauvorhabens. Dabei ist es selbstverständlich, dass Umfang und Komplexität eines Projekts maßgebend sind für die Anzahl der erforderlichen Stufen. Vor allem Teilvorgang und Vorgang sind jene Abschnitte die für die Feinplanung von Bedeutung sind.

2.6 Feinplanung

73

Die vertikale Prozessgliederung wird vor allem zur betrieblichen Arbeitsvorbereitung, bei der Arbeitsnormung und der Erteilung bzw. Abrechnung von Arbeitsaufträgen angewendet. Bei der in Abb. 2-15 gezeigten Gliederung des Gesamtablaufs in Ablaufabschnitte ist zu erkennen, welche Ablaufabschnitte für Leistungsverzeichnis, Arbeitsverzeichnis und Arbeitsstudie wirksam werden.

2.6.4

Mengenermittlung

Die Mengenermittlung ist die Basis für sämtliche Aufgaben in der Feinplanung. Die Mengen (Produktionsmengen) der verwendeten Baustoffe zur Errichtung eines Bauwerks, bilden die Basis zur Berechnung der Dauer der einzelnen Ablaufabschnitte. Für die Grobplanung wird beispielsweise die Gesamtmenge des Hauptbaustoffes betrachtet. In der Feinplanung werden die Mengen getrennt nach Baustoffen und Bauteilen ermittelt und dazu die baubetrieblichen Überlegungen angestellt. Die Präzision in der Mengenermittlung hängt vom Planungsstadium ab. In der Grobplanung sind nur wenige Werte ermittelbar (z.B. Bruttorauminhalt, Betonmenge). Für die Feinplanung sind die Mengen der einzelnen Bauteile genau zu berechnen (z.B. Schalfläche für eine Wand, Betonmenge für eine Stütze, Bewehrungsmenge einer Geschossdecke etc.). Zur Kontrolle können die Werte aus der Mengenermittlung anhand von Kennzahlen (z.B. Schalungs- und Bewehrungsgrad) überprüft werden. Auf Kennzahlen zur Mengenermittlung wird im Detail in Kapitel 3 eingegangen. Vor allem in der Grobplanung sind die Angaben zu den Mengen unscharf oder teilweise gar nicht vorhanden.

2.6.5

Verfahrenswahl

Für die Ausführung der verschiedenen Tätigkeiten zur Errichtung eines Bauwerks stehen in der Regel verschiedene Bauverfahren zur Verfügung, mit denen das gleiche Bausoll erreicht werden kann. Die verschiedenen Verfahren unterscheiden sich in technischer, wirtschaftlicher und organisatorischer Hinsicht. Je nach dem wie viele verschiedene Einflussfaktoren bei der Verfahrenswahl für den Vergleich herangezogen werden, unterscheidet man zwei Methoden: • den kalkulatorischen Verfahrensvergleich • den differenzierten Verfahrensvergleich

74


Unabhängig vom eingesetzten Verfahrensvergleich sollen in der Verfahrensauswahl folgende Ziele verfolgt werden: • Erfüllung der technischen und ästhetischen Ansprüche • Erzielung der minimalen Herstellkosten • Belastungen des Vertragsverhältnisses mit dem Bauherrn sind zu vermeiden • innerbetriebliche organisatorische Schwierigkeiten sind zu minimieren • Ausschluss bzw. Reduktion von Unfallgefahren Nachfolgend wird auf die wesentlichsten Punkte des kalkulatorischen und differenzierten Verfahrensvergleichs kurz eingegangen.

2.6.5.1

Kalkulatorischer Verfahrensvergleich

Beim kalkulatorischen Verfahrensvergleich werden für jedes der untersuchten Bauverfahren vergleichende Kostenermittlungen durchgeführt58). Für die zu vergleichenden Bauverfahren sind die Kostenverläufe in Abhängigkeit von veränderlichen Einflussgrößen darzustellen (z.B. Menge, Dauer). Aus der Darstellung folgen die Unterschiede zwischen den in Betracht gezogenen Verfahren.

2.6.5.2

Differenzierter Verfahrensvergleich

Neben den rein wirtschaftlichen Kriterien werden hier auch • technische Kriterien, • organisatorische Kriterien und • sicherheitstechnische Kriterien formuliert und in die Bewertung einbezogen. Der differenzierte Verfahrensvergleich ist umfassender als der kalkulatorische, erfordert aber eine größere Datenmenge und ist zeitaufwendiger. Der Vorteil liegt hier aber in der ganzheitlichen Betrachtung, der wesentlich zur Risikoreduzierung in der Kalkulation und Bauausführung beiträgt.

58)

Hoffman (2004). Zahlentafeln für den Baubetrieb. 481

2.6 Feinplanung

75

Schmidt59) gibt folgenden Arbeitsablauf für den differenzierten Verfahrensvergleich an: 1. Gewichten von Kriterien und Zielen und Kontrolle der Gewichte: Gleiche Beurteilungskriterien für alle Verfahren und Objektivierung subjektiver Gewichtung 2. Vorauswahl der Verfahren: Ausscheiden technisch ungeeigneter bzw. nicht verfügbarer Verfahren 3. Ermitteln der wahrscheinlichsten Kosten des Verfahrenseinsatzes: Ausscheiden von kostenungünstigen Verfahren 4. Ermittlung der zu erwartenden Kostenspannen der Verfahren: Erfassen des Kostenrisikos 5. Bewerten und Gewichten aller Kriterien durch Punktsystem: Quantifizieren und Addierbarmachen aller Eignungskriterien 6. Ermitteln der Gesamtwirksamkeit jedes Verfahrens: Verfahrensvergleich Schmidt zeigt die Anwendung des differenzierten Verfahrensvergleichs anhand von Transportverfahren auf Großbaustellen.

2.6.6

Fertigungsabschnitte

Eine wesentliche Voraussetzung für die Anwendung von Fertigungsablaufmodellen wie z.B. Fließ- und Taktfertigung, ist die Teilbarkeit des Bauwerks bzw. der Bauteile (z.B. Geschossdecken, Fundamentplatte, Wände) in Fertigungsabschnitte. Die Fertigungsabschnitte bilden den Arbeitsraum für die einzelnen Arbeitspartien, die sich in einem bestimmten Takt von Abschnitt zu Abschnitt bewegen und dabei ihre spezifische Tätigkeit verrichten. Drees/Spranz60) führen als Beispiele für Fertigungsabschnitte folgendes an: • • • •

Geschossteil eines Verwaltungsgebäudes Wohnungseinheit eines Hochhauses Feld einer mehrfeldrigen Brücke Stütze oder Binder einer mehrfeldrigen Industriehalle

59)

Schmidt (1970). Grundsätze baubetrieblicher Verfahrenswahl dargestellt an Transportverfahren auf Großbaustellen. 129 60) vgl. Drees/Spranz (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 74

76


Die Anzahl der Fertigungsabschnitte, hat wesentlichen Einfluss auf die Herstellkosten eines Bauwerks (wie auch schematisch in Abb. 2-7 dargestellt).

2.6.6.1

Unterteilung der horizontalen Bauteile in Fertigungsabschnitte

Die Herstellung von horizontalen Bauteilen wie z.B. Fundamentplatten und Geschossdecken stellt hohe Anforderungen an die Betontechnologie und an die ausführende Baufirma. In Abhängigkeit der Anforderungen an den Bauteil (beispielsweise Flachdecke in Sichtbeton), Abmessungen und die einzubringende Betonmenge, erfolgt die Herstellung monolithisch oder in Abschnitten. Wird in Abschnitten geschalt, bewehrt und betoniert, sind Arbeitsfugen auszubilden. Bei Fundamentplatten (z.B. wasserundurchlässiger Beton) stehen je nach Funktion verschiedene Konstruktionen zur Auswahl oder werden diese vorgeschrieben. Mit zunehmenden Anforderungen an die Ausbildung der Arbeitsfugen steigen die Herstellkosten. Verschiedene Möglichkeiten der Anordnung – hier als Typ A, Typ B und Typ C bezeichnet – von Arbeitsfugen bei Fundamentplatten und Geschossdecken werden gezeigt. Die Art der Anordnung der Arbeitsfugen wirkt sich auf deren Gesamtlänge aus. Die Unterschiede in den Längen (bei gleicher Anzahl an Fertigungsabschnitten), aufgrund unterschiedlicher Anordnung der Arbeitsfugen, werden aufgezeigt; weiters wird eine allgemein gültige Berechnungsformel hergeleitet. Anhand einer Fundamentplatte wird dargestellt, zu welchem Vorteil eine optimale Anordnung der Arbeitsfugen führen kann. Für das Beispiel reduzieren sich z.B. bei zwölf Fertigungsabschnitten, bei „optimaler“ Anordnung der Arbeitsfugen, die Herstellkosten um ca. 9.100 €. Mit Hilfe der entwickelten Auswahldiagramme ist diese Optimierung in kurzer Zeit und ohne großen Aufwand möglich. Auf die Vorgangsweise zur Ermittlung der wirtschaftlich optimalen Anzahl an Fertigungsabschnitten wird hier nicht weiter eingegangen.

2.6 Feinplanung

2.6.6.2

77

Anordnung der Arbeitsfugen61) 62) 63)

Meist weisen die herzustellenden Fundamentplatten und Geschossdecken einen rechteckigen oder quadratischen Grundriss auf. Ist es erforderlich diese Bauteile in Abschnitte zu unterteilen, sind Arbeitsfugen anzuordnen. Mit LHB wird die Länge bezeichnet und mit BHB die Breite. Weiters gilt, dass LHB ≥ BHB ist. Für die folgenden Berechnungsformeln ist die Längsseite parallel zur Abszisse und die Breitseite parallel zur Ordinate angeordnet. Anordnung der Arbeitsfugen nach Typ A Abb. 2-16 zeigt den Grundriss einer rechteckigen Fundamentplatte oder Geschossdecke, die in vier gleiche Abschnitte eingeteilt ist. Die Arbeitsfugen (als unterbrochene Linie dargestellt) sind parallel zur Breitseite BHB angeordnet.

BHB

LHB

1

2

3

4

Abb. 2-16 Austeilung der Arbeitsfugen nach Typ A

Durch Einsetzen in die Glg.(2-24) erhält man für die Arbeitsfugen die Gesamtlänge LAF, Typ A , in Abhängigkeit der Breite des Bauteils und der Anzahl an Fertigungsabschnitten nfa . L AF, Typ A = B HB ⋅ ( n fa – 1 ) 61) vgl.

(2-24)

Hofstadler (2000). Unterteilung von Stahlbetondecken in Fertigungsabschnitte vgl. Hofstadler (2003). Unterteilung von Fundamentplatten (Bodenplatten) in Fertigungsabschnitte; Einsparungsmöglichkeiten bei effizienter Anordnung der Arbeitsfugen – Teil 1+2: Anordnungstypen und Berechnungsformeln 63) vgl. Hofstadler (2003). Unterteilung von Fundamentplatten (Bodenplatten) in Fertigungsabschnitte; Einsparungsmöglichkeiten bei effizienter Anordnung der Arbeitsfugen – Teil 3: Beispiel zur effizienten Anordnung der Arbeitsfugen 62)

78


Anordnung der Arbeitsfugen nach Typ B Der in der Abb. 2-17 dargestellte rechteckige Bauteil ist wieder in vier Abschnitte eingeteilt. Zum Unterschied zur Austeilung nach Abb. 2-16 wird hier eine Arbeitsfuge immer parallel zur Längsseite angeordnet. Für eine weitere Unterteilung z.B. in sechs, acht oder zehn Abschnitte, erfolgt – analog zu Typ A – die weitere Anordnung der Arbeitsfugen parallel zur Breitseite. Für eine beliebig gewählte Austeilung in Längsrichtung wird die Gesamtarbeitsfugenlänge nach Glg.(2-25) berechnet. B HB L AF, Typ B = L HB + ---------- ⋅ ( n fa – 2 ) 2

(2-25)

Relevante Lösungen (nach Glg.(2-25)) werden nur für eine gerade Anzahl an Fertigungsabschnitten erzielt und es gilt, nfa = 2 ⋅ i und für i , dass i ≥ 1 und i ∈ G ist. LHB

4

2

5

BHB

1

Abb. 2-17 Austeilung der Arbeitsfugen nach Typ B

Anordnung der Arbeitsfugen nach Typ C Bei der Anordnung der Arbeitsfugen nach Typ C wird die Breitseite des betrachteten Bauteils in drei Felder eingeteilt. Eine weitere Unterteilung erfolgt in Längsrichtung (siehe Abb. 2-18, Einteilung für sechs Fertigungsabschnitte).

2.6 Feinplanung

79

BHB

LHB

1

4

2

5

3

6

Abb. 2-18 Austeilung der Arbeitsfugen nach Typ C

n fa L AF, Typ C = 2 ⋅ L HB + B HB ⋅ § ------ – 2· © 3 ¹

(2-26)

Für diesen Anordnungstyp berechnet sich die Gesamtlänge der Arbeitsfugen nach Glg.(2-26). Praktikable Lösungen werden nur für eine Anzahl an Fertigungsabschnitten erzielt für die gilt, nfa = 3 ⋅ i und für i , dass i ≥ 1 und i ∈ G ist. Berechnung der Arbeitsfugenlänge für eine beliebige Austeilung in Längs- und Querrichtung Unterteilt man die Breitseite öfter als zweimal, kann die Berechnung der Arbeitsfugenlänge nicht mehr nach Glg.(2-26) erfolgen. In der Abb. 2-19 ist ein Beispiel für eine Einteilung in zwölf Fertigungsabschnitte angeführt. Dabei wurden zwei Arbeitsfugen parallel zur Breitseite angeordnet und drei parallel zur Längsseite. Um zu einer allgemeinen Berechnungsformel zu kommen, wurden Einzelberechnungen anhand von Beispielen durchgeführt.

80


b=4

a=3

1

5

9

2

6

10

3

7

11

4

8

12

Abb. 2-19 Austeilung in „a-Felder“ in Längsrichtung und „b-Felder“ in Querrichtung

Für beliebige Unterteilungen in „a-Felder“ in Längsrichtung und „b-Felder“ in Querrichtung wurden die Arbeitsfugenlängen berechnet. Die Ergebnisse der Berechnung führten durch Induktion zur Berechnungsformel nach Glg.(2-27). L AF = ( b – 1 ) ⋅ L HB + ( a – 1 ) ⋅ B HB

(2-27)

Durch Einsetzen in die Glg.(2-27) kann die Gesamtarbeitsfugenlänge für den Typ A, Typ B oder Typ C oder eine beliebige Feldeinteilung in Längsbzw. Querrichtung berechnet werden. Eingangsparameter sind Länge, Breite und Anzahl der Felder in Längsrichtung (a) und Querrichtung (b).

2.6.6.3

Anordnungsdiagramme zu den Arbeitsfugen

Auswahldiagramme zur Ermittlung der optimalen Austeilung der Arbeitsfugen werden nachfolgend gezeigt. Anhand dieser Diagramme können die vorgestellten Austeilungstypen miteinander verglichen werden. Auswahldiagramm zur Anordnung der Arbeitsfugen nach Typ A oder Typ B Durch mehrere Einzelberechnungen durch Einsetzen in Glg.(2-27) lässt sich eine Aussage treffen, ob der Austeilung nach Typ A oder Typ B der Vorzug zu geben ist.

2.6 Feinplanung

81

Vergleich zwischen Typ A und Typ B 50

L/B = 1,0

40

L/B = 1,5 L/B = 2,0

30

L/B = 2,5 LF

3

2

4

L/B = 3,0

Typ B effizient

1 BF

10

L/B = 3,5 L/B = 4,0

0 4

6

8

10

12

14

-20

16 LF

-30

1

2

3

4

18 Typ A effizient

-10 2

BF

AF-Längendifferenz [%]

20

-40 -50 -60 -70

Anzahl der Fertigungsabschnitte [-]

©HOFSTADLER

Abb. 2-20 Auswahldiagramm für Typ A und Typ B

Als Entscheidungshilfe zur Auswahl des optimalen Anordnungstyps (ohne Vorberechnungen) wurde das Diagramm nach Abb. 2-20 entwickelt. Das Auswahldiagramm (bei zwei Fertigungsabschnitten und ab L ⁄ B ≥ 1, 5 wird nach Typ A ausgeteilt) lässt die Beantwortung der Frage zu, welcher Anordnung – nach Typ A oder Typ B – für eine gerade Anzahl an Fertigungsabschnitten der Vorzug zu geben ist. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Fertigungsabschnitte und auf der Ordinate die Differenz ∆L (in %) aufgetragen. Die Differenz ∆L bezieht sich auf die Gesamtarbeitsfugenlänge nach Typ A. Ein positiver Wert schreibt der Arbeitsfugenanordnung nach Typ B eine geringere Gesamtlänge in den Arbeitsfugen zu, als gegenüber jener nach Typ A. Negative Werte bedeuten, dass mit der Unterteilung nach Typ A geringere Gesamtarbeitsfugenlängen erzielt werden. Liegt der Punkt einer Kurve auf der Abszisse, sind die Längen der Arbeitsfugen gleich. Die einzelnen Kurven (die einzelnen Punkte wurden linear verbunden) repräsentieren ein wechselndes Längen- zu Breitenverhältnis ( L ⁄ B ). Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur sieben Kurven dargestellt. Schrittweite und Anzahl der Kurven können nach Erfordernis beliebig geändert bzw. ergänzt werden.

82


Vergleich zwischen Typ A und Typ C 100

L/B = 1,0

LF

4

60

2

5

3

6

40

L/B = 1,5

Typ C effizient

1 BF

80

L/B = 2,0 L/B = 2,5 L/B = 3,0 L/B = 3,5

0 -20 3 -40

6

9

12

15

18

21

24

27

L/B = 4,0

-80

LF

-100

1

2

3

4

5

6

Typ A effizient

-60 BF


20

-120 -140 -160 -180 -200 Anzahl der Fertigungsabschnitte [-]

©HOFSTADLER

Abb. 2-21 Auswahldiagramm für Typ A und Typ C

Auswahldiagramm zur Anordnung der Arbeitsfugen nach Typ A oder Typ C Der Vergleich in den Arbeitsfugenlängen zwischen der Anordnung nach Typ A und Typ C ist in Abb. 2-21 dargestellt. Für drei Fertigungsabschnitte und L ⁄ B ≥ 1, 5 wird angenommen, dass die Arbeitsfugen nach Typ A ausgeteilt werden (kürzere Arbeitsfugenlängen als nach Typ C). Auf der Abszisse ist die Anzahl der Fertigungsabschnitte und auf der Ordinate die Differenz ∆L [%] aufgetragen. Die Differenz ∆L bezieht sich auf die Gesamtarbeitsfugenlänge nach Typ A. Ein positiver Wert schreibt der Arbeitsfugenanordnung nach Typ C eine geringere Gesamtlänge in den Arbeitsfugen zu, als gegenüber jener nach Typ A. Vergleichbar ist nur eine Anzahl an Fertigungsabschnitten für die gilt, n fa = 3 ⋅ i und für i , dass i ≥ 1 und i ∈ G ist. Auswahldiagramm zur Anordnung der Arbeitsfugen nach Typ B oder Typ C Der Unterschied in den Gesamtarbeitsfugenlängen ist durch die einzelnen Kurven in Abb. 2-22 dargestellt. Bei sechs Fertigungsabschnitten und L ⁄ B ≥ 1, 5 wird nach Typ B ausgeteilt (kürzere Arbeitsfugenlängen als nach Typ C).

2.6 Feinplanung

83

Vergleich zwischen Typ B und Typ C 30

L/B = 1,0 L/B = 1,5

Typ C effizient

25 20

L/B = 2,0 L/B = 2,5 L/B = 3,0 L/B = 3,5

LF

10 BF

5

1

4

2

5

3

6

L/B = 4,0

12

18

24

30

36

42

48 LF

-10

1

3

4

2

4

6

Typ B effizient

0 -5 6

54

BF


15

-15 -20 -25 -30 Anzahl der Fertigungsabschnitte [-]

©HOFSTADLER

Abb. 2-22 Auswahldiagramm für Typ B und Typ C

Die Anzahl der Fertigungsabschnitte ist auf der Abszisse und die Differenz ∆L [%] auf der Ordinate aufgetragen. Auf die Gesamtarbeitsfugenlänge nach Typ B ist die Differenz ∆L bezogen. Positive Werte im Diagramm schreiben der Arbeitsfugenanordnung nach Typ C eine geringere Gesamtlänge in den Arbeitsfugen zu, als gegenüber jener nach Typ B. Gültigkeit hat das Diagramm nur für eine Anzahl an Fertigungsabschnitten für die gilt, nfa = 6 ⋅ i und für i , dass i ≥ 1 und i ∈ G ist.

2.6.6.4

Beispiel zur Anwendung der Diagramme für eine Fundamentplatte

Anhand eines Beispiels wird die Anwendung der Auswahldiagramme gezeigt. Für eine Fundamentplatte die in 12 Fertigungsabschnitten (Vorgabe) hergestellt wird, sind die Abmessungen angegeben (Höhe der Fundamentplatte H F , Anzahl der Fertigungsabschnitte n fa ). Angaben zu den Abmessungen: L F = 90 m B F = 30 m

84


HF = 1 m n fa = 12

Aufgabe ist es, anhand der Auswahldiagramme den optimalen Anordnungstyp (statische und konstruktive Randbedingungen sind dabei entsprechend zu berücksichtigen) zu bestimmen und die dazugehörige Arbeitsfugenlänge zu berechnen.

Vergleich zwischen Typ A und Typ B 50

L/B = 1,0

40

L/B = 1,5

30

L/B = 2,0

28

L/B = 2,5 LF

3

2

4

L/B = 3,0

Typ B effizient

1 BF

10

L/B = 3,5 L/B = 4,0

0 4

6

8

10

12

14

16

-20 LF

-30

1

2

3

4

18 Typ A effizient

-10 2

BF


20

-40 -50 -60 -70


©HOFSTADLER

Abb. 2-23 Auswahldiagramm für Typ A und Typ B – Beispiel

Arbeitsschritte: 1. Ermittlung des

L ⁄ B -Verhältnisses

L F ⁄ B F = 90 m ⁄ 30 m = 3

2. Mit LF ⁄ BF = 3 im Diagramm nach Abb. 2-20 wird die entsprechende Kurve auswählt (Vorgangsweise siehe Abb. 2-23) 3. Aus dem Diagramm folgt, dass bei zwölf Fertigungsabschnitten die Austeilung nach Typ B die geringste Gesamtarbeitsfugenlänge ergibt 4. Berechnung der Gesamtarbeitsfugenlänge durch Einsetzen in Glg.(2-27) Ordnet man die Arbeitsfugen nach Typ B an, führt dies zu einer Gesamtarbeitsfugenlänge von 240 m.

2.6 Feinplanung

85

Zur Veranschaulichung wird die Gesamtarbeitsfugenlänge nach Typ A berechnet. (2-28)

L AF = ( 2 – 1 ) ⋅ 90 m + ( 6 – 1 ) ⋅ 30 m = 240 m

Durch Einsetzen in Glg.(2-28) erhält man für Typ A 330 m (Differenz zu Typ B ca. 28 %, wie auch im Diagramm ablesbar).

Vergleich zwischen Typ B und Typ C 30

L/B = 1,0 L/B = 1,5

Typ C effizient

25 20

L/B = 2,0 L/B = 2,5 L/B = 3,0

LF

BF

10 5

L/B = 3,5

1

4

2

5

3

6

L/B = 4,0

12

18

24

30

36

42

48 LF

-10 12,5 -15

1

3

4

2

4

6

Typ B effizient

0 -5 6

54

BF


15

-20 -25 -30 Anzahl der Fertigungsabschnitte [-]

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Abb. 2-24 Auswahldiagramm für Typ B und Typ C – Beispiel

Als Kontrolle ob wirklich bereits die optimale Austeilung für die Aufgabenstellung gefunden wurde, wird die Anordnung nach Typ B mit jener von Typ C verglichen (siehe Abb. 2-24). Die Kurve LF ⁄ BF = 3 wird im Diagramm ausgewählt. Sie liegt unterhalb der Abszisse. Demnach ist auch hier die Austeilung nach Typ B zu bevorzugen. Als nächstes wird die Differenz in den Arbeitsfugenlängen ermittelt. Bei 12 Fertigungsabschnitten wird dazu die Vertikale nach unten abgetragen, bis sich der Schnittpunkt mit der ausgewählten Kurve ergibt. Von diesem Punkt aus wird die Horizontale nach links eingezeichnet, bis sie auf die Ordinate trifft. Aus dem Diagramm geht eindeutig hervor, dass mit Typ B die optimale Anordnung gefunden wurde (die Gesamtarbeitsfugenlänge nach Typ C ist um ca. 12,5 % höher). Eine weitere Untersuchung für einen anderen Anordnungstyp ( b ≥ 4 ) ist damit nicht erforderlich.

86


2.6.6.5

Beispiel – Auswirkungen auf die Herstellkosten

Um die Auswirkungen auf die Kosten aufzuzeigen, werden nachfolgend die Herstellkosten für die Arbeitsfugen des angeführten Beispiels ermittelt. Als Basis zur Berechnung der Lohn-, Baustoff- und Gerätekosten dienen Herstellerangaben und übliche Aufwandswerte. Die Abschalung der Arbeitsfugen erfolgt für das Beispiel mit Streckmetall. Nachfolgend sind die wesentlichen Eingangsgrößen für die Berechnungen angeführt. Baustoffe und Gerät: • Bewehrung: 740 €/to • Abschalung mit Streckmetall: 50 €/lfm (Streckmetall, Dreikantleiste, obere Abschalung, Kleinteile) • Übergreifungslänge: 0,50 m • Bewehrungsgrad: 100 kg/m3 Lohn: • Mittellohnpreis: 35 €/Std • Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten im Bereich der Arbeitsfugen: 20 Std/to • Streckmetall: 0,20 Std/Bügel (Montage, Dreikantleisten, obere Abschalung, Abstützung) • Rüsten je Abschnitt: 3 Std/Abschnitt Die Ergebnisse der Berechnungen sind im Diagramm in der Abb. 2-25 dargestellt. Die Einarbeitung wurde in der Kostenberechnung nicht berücksichtigt; nach Dress/Spranz64) ist bei Bewehrungsarbeiten – wenn überhaupt – nur mehr ein sehr geringer Einarbeitungseffekt zu verzeichnen. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Fertigungsabschnitte aufgetragen und auf der Ordinate die Herstellkosten. Bei zwei Fertigungsabschnitten erfolgt die Austeilung der Arbeitsfugen nach Typ A (deswegen hier auch kein Unterschied in den Kosten). Wird in vier Abschnitte unterteilt liegt der Kostenvorteil bei Austeilung nach Typ A bei ca. 3.000 €. Bei 6 Abschnitten liegen beide gleich auf und ab acht Fertigungsabschnitten ist die Austeilung nach Typ B kostengünstiger.

64)

vgl. Drees/Spranz (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 75

2.6 Feinplanung

87

60.000 55.000 50.000

LF

BF

1

2

3

4

40.000 35.000 LF

30.000

1

3

2

4

BF

Herstellkosten [€]

45.000

25.000 20.000 15.000

Typ A

10.000

Typ B

5.000 0 2

4

6

8

10

12

14

16

18


Abb. 2-25 Herstellkosten für Typ A und Typ B – Vergleich

Mit zunehmender Anzahl an Fertigungsabschnitten nimmt die Kostendifferenz zu. Für das Beispiel beträgt die Kostendifferenz bei zwölf Fertigungsabschnitten ca. 9.100 €.

2.6.6.6

Zusammenfassung

Die allgemein gültige Berechnungsformel für verschiedene Möglichkeiten der Anordnung von Arbeitsfugen wurde in diesem Abschnitt vorgestellt. Für rechteckige und quadratische Bodenplatten oder Decken (diese repräsentieren die häufigsten Grundrissformen) ist es, durch Einsetzen in Glg.(227) einfach möglich die Gesamtlängen der Arbeitsfugen für den jeweiligen Anordnungstyp zu berechnen. Bei abschnittsweiser Herstellung der Fundamentplatte erhöht sich das Einsparungspotenzial durch die optimale Anordnung der Arbeitsfugen mit steigender Anzahl an Fertigungsabschnitten. Die Differenz beträgt für das gezeigte Beispiel (siehe auch Abb. 2-25) z.B. bei 8 Fertigungsabschnitten ca. 3.000 €, bei 10 Abschnitten ca. 6.000 € und bei 12 Abschnitten ca. 9.100 €. Mit wachsenden Anforderungen an die Konstruktion der Arbeitsfugen oder durch Einbau von z.B. Fugenbändern, steigt der Einfluss der Arbeitsfugen auf die Herstellkosten.

88


Da in der heutigen Zeit immer weniger Zeitraum für die Arbeitsvorbereitung zur Verfügung steht, ist es wichtig, einfach, schnell und sicher zu kostenoptimalen Ergebnissen zu kommen. Die hier dargestellten Auswahldiagramme veranschaulichen, bei welcher Anzahl an Fertigungsabschnitten welcher Austeilung der Vorzug zu geben ist. Für die Anwendung der Diagramme ist in einem ersten Schritt lediglich das L ⁄ B -Verhältnis zu ermitteln. Mit dieser Eingangsgröße kann in weiterer Folge der optimale Anordnungstyp bestimmt werden. Bei zwölf Fertigungsabschnitten ergibt sich für das gezeigte Beispiel eine Kostendifferenz von 9.100 € (im Vergleich zwischen der Anordnung nach Typ A und Typ B). Umgelegt auf die Betonmenge bedeutet dies eine Einsparung von 3,37 €/m3 Beton. Ist man sich dieses Potenzials bewusst, kann schon im Vorfeld bei der Entwicklung der Schalungs- und Bewehrungspläne – hinsichtlich der Anordnung der Arbeitsfugen – auf eine, für die Herstellung optimale Lösung Einfluss genommen werden.

2.6.7

Fertigungsablauf

Bauzeit und Baukosten werden wesentlich vom gewählten Fertigungsablauf beeinflusst. Der Fertigungsablauf beschreibt die zeitliche und räumliche Aufeinanderfolge der Ablaufabschnitte (siehe Abb. 2-15). Für die Feinplanung geht man in der Regel bis zur Vorgangstiefe; nach Erfordernis können auch Teilvorgänge untersucht werden. Die Fertigungsablauftypen aus der stationären Industrie werden teilweise – nach entsprechender Anpassung an den instationären Baubetrieb – für die Bauablaufplanung herangezogen. In der Ablaufplanung geht Bauer auf die Fließfertigung und Taktfertigung näher ein und unterscheidet auch in Aussetzerbetrieb, Wechselbetrieb, Asynchronbetrieb und Springerbetrieb. Bauer65) bezeichnet die Fließfertigung als Reihenfertigung mit Zeitzwang. Die Arbeitskräfte oder Geräte bewegen sich in einem bestimmten Rhythmus über das geplante und damit Zug um Zug entstehende Bauwerk hinweg und vollziehen dabei die einzelnen Arbeitsvorgänge. Die Dauer, welche die Tätigkeiten der Arbeitskräfte oder Geräte für einen Ablaufabschnitt (z.B. Stahlbetondecken herstellen, Mauerwerksarbeiten ausführen oder Einschalen) innerhalb eines Fertigungsabschnittes in Anspruch nehmen wird als Taktzeit bezeichnet. 65)

vgl. Bauer (1992 u. 1994). Baubetrieb 2. 496ff

2.6 Feinplanung

89

In dieser Arbeit wird zwischen Fließ- und Taktfertigung unterschieden. Es wird für die Stahlbetonarbeiten jeweils ein Beispiel dazu angeführt.

2.6.7.1

Fließfertigung

Als Beispiel für die Anwendung der Fließfertigung werden hier die Stahlbetonarbeiten für die Decken herangezogen. Die Geschossdecke ist dabei in annähernd gleich große Fertigungsabschnitte unterteilt.

i,j

DDS,E DBW

DBT

DA

i,j + 1

DDS,E DBW

DBT

DA

i,j + 2

DDS,E DBW

DBT

i,j + 3

DDS,E DBW

DBT

Abb. 2-26 Stahlbetonarbeiten für die Decken (Ausschnitt aus dem Ablaufplan) – Fließfertigung bei Schalarbeiten

Die Fließfertigung bezieht sich hier auf die Schalarbeiten der Decken. Der geplante Arbeitsablauf ist in Abb. 2-26 dargestellt. Die Dauer für die jeweiligen Arbeiten ist durch die Balkenlänge dargestellt. Die Schalarbeiten liegen hier am kritischen Weg und stellen den „Leitbetrieb“ dar. Bei den Schalarbeiten ist eine Fließfertigung dann gegeben, wenn die Arbeitsgruppe(n) nach Herstellung der Schalung für den Fertigungsabschnitt i, j in den Fertigungsabschnitt i, j+1 wechselt (fließender Übergang). Mit j wird der jeweilige Fertigungsabschnitt und mit i das jeweilige Geschoss bezeichnet. In Abb. 2-26 ist die Dauer für die Deckenschalungsarbeiten durch Balken mit der Bezeichnung DDS,E (nur Einschalen der Schalung) dargestellt. Die Balken mit der Bezeichnung DBW stehen für die Dauer des Bewehrens und

90


die Balken DBT bezeichnen die Dauer fürs Betonieren. Die Balken mit der Bezeichnung DA stehen für die Ausschalfrist der Schalung. Die Balken für die vertikalen Tragglieder sind hier nicht dargestellt. Die Arbeiten für das Bewehren und Betonieren werden bei Fließfertigung von anderen Arbeitsgruppen ausgeführt. Die Schalungspartie wechselt nach Fertigstellung der Schalung im Fertigungsabschnitt i, j in den Fertigungsabschnitt i, j + 1. Die Bewehrungsarbeiten beginnen versetzt mit den Schalarbeiten (Anordnungsbeziehungen siehe 2.6.12). Sobald die Bewehrungsarbeiten abgeschlossen sind, wird der Fertigungsabschnitt betoniert und mit dem Ende des Vorgangs beginnt die Ausschalfrist zu laufen. Die vertikalen Bauteile – wie Stützen und Wände – werden vorauseilend von eigenen Arbeitsgruppen hergestellt (in Abb. 2-26 nicht dargestellt). Wenn mit den Schalarbeiten in einem Deckenabschnitt begonnen wird, sind die vertikalen Bauteile im betreffenden Abschnitt bereits ausgeschalt.

2.6.7.2

Taktfertigung

Unter Taktfertigung wird hier die von Bauer66) bezeichnete erweiterte Form der Taktarbeit verstanden. Eine Arbeitsgruppe führt dabei nacheinander verschiedene Vorgänge innerhalb eines Fertigungsabschnittes aus.

DBW

DBT

DA

i,j

DDS,E

i,j + 1

DDS,E

DBW

DBT

DA

i,j + 3

i,j + 2

DDS,E

Abb. 2-27 Stahlbetonarbeiten für die Decken (Ausschnitt aus dem Ablaufplan) – Taktfertigung

Diese Form der Taktfertigung wird in folgender Weise auf die Stahlbetonarbeiten angewendet. Bei den Stahlbetonarbeiten – in Abb. 2-27 ist der Bau66)

Bauer (1992 u. 1994). Baubetrieb 2. 510

2.6 Feinplanung

91

ablauf für die Herstellung der Decken dargestellt – führt dieselbe Arbeitsgruppe die Schal-, Bewehrungs- und Betonierarbeiten in einem Fertigungsabschnitt durch. Erst nach Abschluss der Betonierarbeiten in einem Fertigungsabschnitt wechselt die Arbeitsgruppe in den nächsten Fertigungsabschnitt. Für den Fertigungsablauf in Abb. 2-27 wurde angenommen, dass die vertikalen Bauteile von eigenen Arbeitsgruppen im Voraus hergestellt werden. Werden die vertikalen Bauteile von der gleichen Arbeitsgruppe hergestellt verlängert sich die Dauer der Stahlbetonarbeiten, da die vertikalen Bauteile nunmehr auch am kritischen Weg liegen. Gegenüber der Fließfertigung dauern die Stahlbetonarbeiten für die Decken länger. Der Vorteil liegt hier aber im geringeren Ressourceneinsatz (z.B. Arbeitskräfte, Schalung usw.).

2.6.8

Aufwands- und Leistungswerte

Aufwandswerte bilden bei arbeitsintensiven Tätigkeiten die Grundlage für die Leistungsberechnung. Für geräteintensive Tätigkeiten hängt die Leistung von den eingesetzten Geräten ab. Die Technische Nutzleistung ist für die Bauablaufplanung und Logistik heranzuziehen (siehe dazu auch Abschnitt 2.6 und 3.2).

2.6.9

Ressourceneinsatz

Leistung und Ressourcen stehen zueinander in Wechselbeziehung. Eine höhere Leistung zieht einen größeren Ressourceneinsatz nach sich. Die Grenzen für den Ressourceneinsatz folgen etwa aus Arbeitsraum, Logistik, Verfügbarkeit etc. Für die Planung der Ressourcen hinsichtlich Anzahl und Intensität sind die entsprechenden Interaktionsdiagramme anzuwenden. In Software-Programmen wie z.B. Powerproject67) oder MS-Project68) können Ressourcen und Dauer gemeinsam auf der Zeitachse dargestellt werden (als Beispiel siehe Abb. 2-34). Durch Verkürzung oder Verlängerung einzelner Balken ändert sich auch die Ressourcenanzahl in der Zeiteinheit. Mit dieser Vorgangsweise ist auch ein 67) 68)

©ASTA DEVELOPMENT GmbH ©2005 Microsoft Corporation

92


Kapazitätsausgleich möglich. Durch Verschieben von Balken können (innerhalb der Grenzen, die vorher festzulegen sind) z.B. Ressourcenspitzen ausgeglichen werden.

12.000 11.000

Grenze a

2

Vorhaltemenge [m ]

10.000

ze en Gr

9.000 8.000

d

7.000 6.000

e enz Gr

5.000

c

nfa = 2 nfa = 3 nfa = 4 nfa = 5 nfa = 6 nfa = 7 nfa = 8 nfa = 9

Grenze b

4.000 3.000 2.000

10

15

20

25 30 35 40 [-] AnzahlAnzahl der AKder derArbeitskräfte Schalungspartie [-]

45

50

Abb. 2-28 Anzahl der Arbeitskräfte für die Schalarbeiten bei Fließfertigung – Beispiel zur Begrenzung der möglichen Lösungen

Wichtig in der Ressourcenplanung ist die Beachtung der Grenzen für die Anzahl an einsetzbaren Arbeitskräften. In Abb. 2-28 ist das Feld der möglichen Lösungen als dunkle Fläche dargestellt. Das Feld der möglichen Lösungen wird durch die Grenzen a, b, c und d sowie dem „Mindest-Arbeitsraum“ je Arbeitskraft begrenzt. Innerhalb dieser Fläche liegen die sinnvollen Lösungen für die hier als Beispiel gewählten Schalarbeiten für die Geschossdecken eines Bauwerks. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Arbeitskräfte und auf der Ordinate die Vorhaltemenge an Schalung aufgetragen. Die einzelnen Geraden im Diagramm (in der Legende mit nfa bezeichnet) stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Fertigungsabschnitten. Mit steigender Anzahl an Fertigungsabschnitten und sinkender Anzahl an Arbeitskräften wird die erforderliche Vorhaltemenge reduziert. Nicht alle Ergebnisse, die durch die einzelnen Punkte der verschiedenen Geraden im Diagramm dargestellt sind, sind auch praktikabel. Zur klaren Unterscheidung von „unmöglichen Lösungen“ sind vorher genaue Grenzen

2.6 Feinplanung

93

festzulegen. Die Grenzen ergeben sich z.B. aus den Bauwerks-, Baustellenund Betriebsbedingungen. Im Diagramm in Abb. 2-28 haben die Grenzen, die als unterbrochene Linien dargestellt sind, folgende Bedeutung: • Grenze a Begrenzt die Anzahl der Arbeitskräfte nach unten. Die minimale Anzahl an Arbeitskräften folgt z.B. aus der vorgegebenen Bauzeit oder dem geplanten Fertigungsrhythmus. • Grenze b Begrenzt die Anzahl der Arbeitskräfte nach oben. Die maximale Anzahl an einsetzbaren Arbeitskräften in der Ausführung folgt beispielsweise aus den „Arbeitsraumverhältnissen“ (siehe 2.5.7) und der Verfügbarkeit der Arbeitskräfte. • Grenze c Begrenzt die Anzahl der Fertigungsabschnitte nach oben. Die maximale Anzahl an Fertigungsabschnitten folgt z.B. aus konstruktiven Vorgaben oder aus dem Stützenraster. • Grenze d Begrenzt die Anzahl der Fertigungsabschnitte nach unten. Die minimale Anzahl an Fertigungsabschnitten folgt z.B. aus konstruktiven Vorgaben oder aus der maximalen Betoniermenge die eingebaut werden kann; oder aus dem optimalen Fertigungsrhythmus. Die Anzahl der erforderlichen Arbeitskräfte richtet sich auch nach dem geplanten Fertigungsablauf und dem Kostenverlauf (zur Ermittlung der „optimalen“ Anzahl an Fertigungsabschnitten siehe 2.3).

2.6.10

Arbeitszeit

Die Arbeitszeit beeinflusst die tägliche Leistung. Leistungsschwankungen, z.B. durch Einarbeitung oder Störungen (wie etwa Leistungsabfall), können in bestimmten Grenzen durch zeitliche Anpassungen kompensiert werden. Auf Leistungsanpassungen wird im Detail in Abschnitt 6.7 eingegangen. Weiters sind auch jahreszeitlich bedingte Schwankungen in der Arbeitsleistung zu berücksichtigen. In den Wintermonaten ist bei Arbeiten im Freien in der Regel mit geringeren Leistungen zu rechnen als in den Sommermonaten.

94


Leistungsverluste aufgrund längerer Arbeitszeiten können z.B. mittels der Leistungskurve nach Winter69) berücksichtigt werden (siehe dazu Abschnitt 6.7.8.5). Winter hat die idealisierte Leistungskurve bei Überstunden zur Berücksichtigung des Leistungsabfalls von der 8. bis zur 16. Stunde entwikkelt. Erfahrungswerte für Leistungsverluste aufgrund von Witterungseinflüssen werden z.B. von Petzschmann70) angeführt.

2.6.11

Dauer eines Vorgangs

Die Dauer wird für jeden Vorgang im Detail ermittelt. Bei den Stahlbetonarbeiten ist sinnvollerweise in die Vorgänge Einschalen, Bewehren, Betonieren, Ausschalen und Umsetzen zu unterscheiden. Zur Ermittlung der Dauer sind u.a. die entsprechenden Interaktionsdiagramme für die Bauablaufplanung heranzuziehen.

2.6.12

Anordnungsbeziehungen

Die Ermittlung der Anordnungsbeziehungen zwischen den einzelnen Ablaufabschnitten umfasst die Festlegung aller unmittelbaren Abhängigkeiten zwischen den Vorgängen sowie die Art der Abhängigkeit. Durch die Festlegung von Anordnungsbeziehungen werden technologische und fertigungstechnische Abhängigkeiten71) zwischen den Vorgängen berücksichtigt. Parallel ablaufende Vorgänge und Überschneidungen in den Vorgängen tragen zur Verkürzung der Bauzeit bei, erfordern aber einen höheren Ressourceneinsatz.

2.6.12.1 Abhängigkeiten Um in der Bauablaufplanung unrealistische Ergebnisse für die Bauzeit auszuschließen, ist es besonders wichtig die Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Vorgängen zu erkennen. Diese Interdependenzen haben in weiterer Folge wesentlichen Einfluss auf die Anordnungsbeziehungen (z.B. EndeAnfang oder versetzte Ende-Anfang-Beziehung). 69)

vgl. Winter (1966). Die lohnintensive Auftragsfertigung in der Bauindustrie. 83ff Petzschmann (1995) in Avak/Goris. Der Baubetrieb des Beton und Stahlbetonbaus. F 58 71) vgl. Drees/Spranz (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 70 70)

2.6 Feinplanung

95

Technologische Abhängigkeiten (Beispiele): • Betonieren einer Wand nach dem Einschalen und Bewehren • Vorspannen einer Flachdecke nach Erreichen der entsprechenden Festigkeit des Betons • Einschalen eines Deckenabschnittes nach dem Ausschalen der vertikalen Tragglieder im betreffenden Abschnitt etc. • Ausschalen der Decke nach Ablauf der Ausschalfrist • Umsetzen der Kletterschalung in den nächsten Fertigungsabschnitt nach Erreichen der erforderlichen Mindestbetonfestigkeit Fertigungstechnische Abhängigkeiten (Beispiele): • Einschalen des nächsten Wandabschnittes, nach dem Ausschalen der Wandschalung des vorhergehenden Abschnittes (wenn nur ein Schalsatz vorgehalten wird) • Pfahlgründung eines Brückenpfeilers nach Gründung des Widerlagers, wenn nur ein Gerät zur Verfügung steht etc. • Schließen der Schalung einer Wand nach dem Ende der Bewehrungsarbeiten In Abb. 2-29 ist eine Ende-Anfang-Beziehung (Normalfolge) dargestellt. Der Vorgang 1 (hier Schalen) muss abgeschlossen sein, damit Vorgang 2 (hier Bewehren) beginnen kann. Konkret sind die Normalfolge für das Schalen (Vorgang 1) eines Fertigungsabschnittes und das anschließende Bewehren (Vorgang 2) angeführt.

Normalfolge: Ende-Anfang Beziehung Schalen

Bewehren

Versetzte Ende-Anfang Beziehung Schalen

Bewehren

Abb. 2-29 Normalfolge – „Ende-Anfang“-Beziehung und „versetzte Ende-Anfang“-Beziehung

96


Kann der Vorgang 2 vor dem Ende des Vorgangs 1 beginnen, spricht man von einer versetzten Ende-Anfang-Beziehung. Diese zeitliche Überschneidung darf eine so genannte kritische Annäherung (siehe auch Abschnitt 3.8.1) nicht unterschreiten. Die Folge wäre, z.B. eine gegenseitige Behinderung bei der Ausführung der Arbeiten. Weitere Anordnungsbeziehungen (hier nicht abgebildet) sind die Anfang-Anfang-Beziehung, die Ende-EndeBeziehung und die Anfang-Ende-Beziehung. Drees/Spranz72) unterscheiden bei den Arbeitsabläufen (Vorgängen) zwischen: • terminbestimmenden Arbeitsabläufen (alle am kritischen Weg liegenden) • nicht terminbestimmenden Arbeitsabläufen (z.B. Bewehren, wenn Schalen am kritischen Weg liegt) • unabhängigen Arbeitsabläufen (z.B. Mauerwerk für Zwischenwände).

2.6.12.2 Anordnungsbeziehungen zwischen Schalen und Bewehren Für die Anordnung zwischen den Vorgängen Schalen und Bewehren gibt es verschiedene Konstellationen. Im Folgenden werden vier mögliche Situationen aufgezeigt. Die Unterschiede ergeben sich vor allem aus den unterschiedlichen Arbeitsleistungen zwischen Schalen und Bewehren und aus der kritischen Annäherung. Das Minimum der kritischen Annäherung hängt wesentlich vom Arbeitsraum und den Arbeitsleistungen der einzelnen Vorgänge ab. Dieser Grenzwert darf in der Arbeitsvorbereitung und auch in der Bauausführung nicht unterschritten werden. Je nach vorgegebenem Ziel kann eine der hier behandelten Ablaufkonstellationen zur Anwendung kommen. Natürlich sind abseits dieser Darstellungen auch andere Anordnungsbeziehungen möglich und sinnvoll. Wie zu Abweichungen zum geplanten Fertigungsablauf gegengesteuert werden kann, wurde bereits gezeigt. Verschiedene Anpassungen (z.B. zeitlich, kapazitiv) wurden dazu vorgestellt. Wird die Leistung LBW für die Bewehrungsarbeiten auf die Fläche (z.B. Deckenfläche, Wandfläche) des betrachteten Bauteils bezogen folgt sie aus Glg.(2-29). BW M ⋅ AW BW L BW = --------------------------------------------------AK BW ⋅ AZ BW ⋅ F FA 72)

(2-29)

vgl. Drees/Spranz (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. 70ff

2.6 Feinplanung

97

Bei doppelseitigen Wandschalungen ist zu beachten, das die zweite Wandseite erst nach Ausführung der Bewehrungsarbeiten (bzw. versetzt dazu) geschlossen werden kann. 2.6.12.2.1 Schalungsleistung ist kleiner als die Bewehrungsleistung α D S – D BW

(2-36)

2.6.12.2.2 Schalungsleistung ist gleich der Bewehrungsleistung α = β Für diese Ablaufsituation ist die Arbeitsleistung bei den Schal- und Bewehrungsarbeiten gleich (siehe Abb. 2-32).

β

α A S, BW

kA, S, B W DS

DBW D S, BW

Abb. 2-32 Anordnungsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren für den Fall α = β

Für diesen Fall gilt:

L S = L BW

Es ist darauf zu achten, dass die kritische Annäherung nicht unterschritten werden darf.

100


2.6.12.2.3 Schalungsleistung ist größer als die Bewehrungsleistung α > β Für diese Ablaufsituation ist die Arbeitsleistung bei den Bewehrungsarbeiten größer als bei den Schalarbeiten ( LS > LBW ). In Abb. 2-33 ist der Ablauf für diese Situation dargestellt. Für die kritische Annäherung gilt gemäß Glg.(2-37) folgende Beziehung: k A, S, BW ≥ D S – D BW

α k A, S,

BW

(2-37)

β A S, BW

DS DB W D S, B W

Abb. 2-33 Anordnungsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren für den Fall α > β

Die Dauer der Arbeiten für Schalen und Bewehren wird nach Glg.(2-34) berechnet.

2.6.13

Gesamtdauer

Die Gesamtdauer für ein Projekt folgt aus dem kritischen Weg. Jede Verzögerung am kritischen Weg bringt, nach Aufbrauchen des Zeitpuffers, das gesamte Projekt in Verzug. Deshalb ist in der Feinplanung der kritische Weg zu ermitteln und auf ihn soll auch spezielle Sorgfalt in der Ablaufplanung angewendet werden. Weiters ist anhand von Sensitivitätsanalysen zu verifizieren, welche nichtkritischen Wege unter Umständen zu kritischen Wegen werden könnten. Es ist zu untersuchen wie und in welchen Kombinationen sich einzelne Ein-

2.6 Feinplanung

101

gangsgrößen ändern dürfen, ohne dass der Beginn von nachfolgenden Ablaufabschnitten gefährdet ist oder gar die vertraglich vereinbarte Bauzeit überschritten wird.

Abb. 2-34 Vernetzter Balkenplan für die Herstellung einer in mehrere Fertigungsabschnitte unterteilten Geschossdecke [erstellt in Powerproject]

Ablaufabschnitte (Vorgänge) werden unter Berücksichtigung der spezifischen Anordnungsbeziehungen miteinander verbunden und damit voneinander abhängig. Werden dazu spezielle Software-Programme verwendet (z.B. MS-Project, Powerproject), wird der Gesamtablauf als vernetzter Balkenplan über die Zeit grafisch dargestellt. Als Beispiel für die Feinplanung von Stahlbetonarbeiten ist ein Auszug der Feinplanung für die abschnittsweise Herstellung einer Geschossdecke in Abb. 2-34 dargestellt. In dieser Abbildung sind die Vorgänge als Ende-Anfangsbeziehungen dargestellt. Voraussetzung für einen ungestörten Bauablauf ist die rechtzeitige Herstellung der vertikalen Tragglieder wie etwa Stützen oder Wände. Erst wenn Stützen und Wände ausgeschalt sind, kann mit den Schalarbeiten für die Decken begonnen werden. Ist dies nicht der Fall (sind die vertikalen

102


Tragglieder noch eingeschalt) besteht die Gefahr von gegenseitigen Behinderungen, daraus folgt eine geringere Produktivität. Im unteren Teil der Abb. 2-34 ist für die Herstellung der Decken das Ressourcenband für die Schaler und Bewehrer dargestellt. Im Zuge der Optimierung des Bauablaufs (z.B. Änderung der Leistung in den verschiedenen Vorgängen, Änderung der Anordnungsbeziehungen) ist die effektivste Ressourcenverteilung zu ermitteln. Weitere Möglichkeiten zur Darstellung des Bauablaufs sind: • • • • • •

Weg-Zeitdiagramm Mengen-Zeitdiagramm Balkenplan Liniendiagramm Netzplan Flussdiagramm

Im Hinblick auf die Darstellung und Beschreibung der weiteren Möglichkeiten wird beispielhaft auf Huber/Leitner/Mauerhofer73) bzw. auf die Literaturliste im Anhang verwiesen.

2.6.14

Logistik

Zur Planung der Beschaffungs-, Produktions- und Entsorgungslogistik ist die tägliche Leistung für die verschiedenen Vorgänge auf der Baustelle maßgebend zur Ermittlung der Anzahl der Transporte je Zeiteinheit. Mit kürzer werdender Bauzeit bzw. Forcierung steigen die Anforderungen an die Logistik. Die Transportintervalle werden kürzer und der Lagerbedarf steigt. Wenn im Zuge der Ressourcenplanung Grenzen für die Logistik überschritten werden sind Anpassungen erforderlich. Wichtig ist, dass in der Feinplanung etwaige Leistungsgrenzen in der Logistik schon vor Bauausführung erkannt werden und entsprechende Anpassungen vorgenommen werden (z.B. andere Transportmittel, zeitliche und räumliche Entflechtung der Transporte). Auf die Logistik wird weiterführend auf den Abschnitt 2.4.2 und weiters auf die Kapitel 7 und 8 verwiesen. 73)

Huber/Leitner/Mauerhofer (2005). Handbuch der Ablaufplanung

2.6 Feinplanung

2.6.15

103


Die Planung des Ressourceneinsatzes und die logistischen Überlegungen bilden die Grundlage für die Baustelleneinrichtung. Die Bemessung der Größe bzw. der Leistungsfähigkeit der Baustelleneinrichtungselemente (wie z.B. Lager- und Umschlagsplätze oder Baustraßen) erfolgt direkt mittels der Bedarfsgrößen aus der Ressourcen- und Logistikplanung. Zwischen der Auswahl, der Logistik und der Planung der Bauverfahren bestehen gegenseitige Abhängigkeiten. Beispielsweise kann aufgrund von beengten Platzverhältnisse ein bestimmtes Bauverfahren oder der Einsatz von bestimmten Geräten (z.B. Großgeräten) ausscheiden. Auf die Baustelleneinrichtung wird in dieser Arbeit nicht weiter eingegangen. Es wird an dieser Stelle auf folgende weiterführende Literatur verwiesen: Bauer74), Blecken75), Lennerts76), Toussaint77).

2.6.16

Soll/Ist-Vergleich

Nach Bauer78) besteht die Kontrolle eines Bauablaufs aus: • der Feststellung des Ist-Ablaufs der einzelnen Teilvorgänge. Dazu gehören die im betrachteten Zeitraum erreichten Baufortschritte, Mengenleistungen und die dafür angefallenen Aufwendungen • dem Vergleich dieser Daten mit den Vorgaben des Ablaufplans • der Analyse von Abweichungen gegenüber dem Soll • dem Bewerten entstandener Verschiebungen und • einer Prognose über den voraussichtlichen weiteren Ablauf der Herstellung (Trendanalyse) Zur Kontrolle der Bauzeit müssen vor allem die Vorgänge, die am kritischen Weg liegen, betrachtet werden. Für eine solide Ablaufkontrolle sind Vorgaben über die Messintervalle und der zu kontrollierenden Größen notwendig. Wesentlich sind hier richtige Angaben zu den Solldaten (z.B. Höhe der Aufwands- bzw. der Leistungs74) Bauer

(1991), Baubetrieb 1 Blecken (1984). Optimierung der Baustelleneinrichtung 76) Lennerts (1992). Expertensystem zur Optimierung der Baustelleneinrichtung. 387ff 77) Toussaint (1984). Praktische Baustelleneinrichtung: Erfahrungen und Methoden auf Großbaustellen 78) Bauer (1992 u. 1994). Baubetrieb 2. 647 75)

104


werte, Anzahl der Arbeitskräfte für die jeweiligen Vorgänge, Angaben zur Logistik etc.). Motzko79) fordert zeitnahe Soll-Istvergleiche um einen raschen Eingriff in den Bauablauf zu ermöglichen und eine Verbesserung der Prognose auf Basis einer höheren Dichte von Eingangswerten zu erreichen. Zeitnahe Bauleistungsfeststellungen können z.B. durch Bildinformationssysteme erreicht werden.

79) vgl.

Motzko in Motzko (Hrsg.) (2003). Festschrift anläßlich des 65. Geburtstages von Univ.-Prof.Dr.-Ing. Eberhard Schubert.

3

Kennzahlen für Baubetrieb und Logistik

In diesem Kapitel werden die in dieser Arbeit verwendeten wesentlichen Kennzahlen aufgezählt und beschrieben. Die Kennzahlen dienen in weiterer Folge als Grundlage für die Betrachtungen für Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb. Für den Arbeitsaufwand der Rohbauarbeiten wird die Kennzahl GesamtAufwandswert bezogen auf den Bruttorauminhalt für die Rohbauarbeiten verwendet. Zur Beschreibung des Arbeitsaufwandes für die Stahlbetonarbeiten wird die Kennzahl Gesamt-Aufwandswert bezogen auf die Betonmenge verwendet. Die Zusammensetzung der mittleren Aufwandswerte für Schalen, Bewehren und Betonieren wird gezeigt. Die Produktionsmenge eines Bauwerks hat wesentlichen Einfluss auf die Dauer der Arbeiten. In diesem Zusammenhang wird zur Beschreibung des spezifischen Mengenanteils auf: • Baustoffgrad, • Schalungsgrad und • Bewehrungsgrad eingegangen. Weiters werden für die Stahlbetonarbeiten die Kennzahlen • Schalungsverhältnisgrad, • Bewehrungsverhältnisgrad und • Betonverhältnisgrad eingeführt.

106

3 Kennzahlen für Baubetrieb und Logistik

Sie dienen als weitere Unterstützung zur Beurteilung des Arbeitsaufwandes für die Stahlbetonarbeiten. Zur Ermittlung der erforderlichen Anzahl an Kranen werden die verschiedenen Methoden angeführt. Auf die Kennzahlenmethoden und auf die Ermittlung der Anzahl der Krane mittels Kranbelegungswerten wird genauer eingegangen. Für die Lagerhaltung werden neben der Darstellung der Berechnung der erforderlichen Lagermenge Interaktionsdiagramme für die Lagerhaltung von • Bewehrung, • Zement und • Ziegel präsentiert. Für die Schalung wird auf die Berechnung der Vorhaltemenge für Fließund Taktfertigung eingegangen. Das Interaktionsdiagramm zur grafischen Ermittlung der Vorhaltemenge für Fließfertigung wird dargestellt und beschrieben und dessen Anwendung anhand eines Beispiels gezeigt.

3.1

Grundlagen zu Kennzahlen

Kennzahlen werden in Abb. 3-1 nach Brockhaus in zwei Gruppen – nämlich absolute und relative Kennzahlen – eingeteilt. Gliederungszahlen, Indexzahlen und Beziehungszahlen gehören zur Gruppe der relativen Kennzahlen. Einzelzahlen, Summen und Differenzen werden den absoluten Kennzahlen zugeordnet. Bei Beziehungszahlen werden wesensverschiedene absolute Zahlen zueinander in Beziehung gesetzt, die aber in einem inneren Zusammenhang stehen. Beziehungszahlen erleichtern den Einblick in spezifische Zusammenhänge. Die nachfolgend beschriebenen Kennzahlen wie z.B. Schalungsgrad, Bewehrungsgrad und die mittleren Aufwandswerte für die Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten werden den Beziehungszahlen zugeordnet. Beim Schalungsgrad wird das Verhältnis zwischen Schalfläche und Betonmenge betrachtet.

3.2 Kennzahlen für die Leistung von Geräten

107

KENNZAHLEN

Absolute Kennzahlen

Relative Kennzahlen

Einzelzahlen

Gliederungszahlen

Summen

Indexzahlen

Differenzen

Beziehungszahlen

Abb. 3-1 Gliederung der Kennzahlen1)

Das Verhältnis zwischen Lohnstunden für die gesamten Stahlbetonarbeiten (Schalen, Bewehren und Betonieren) und der Betonmenge des gesamten Bauwerks wird durch die Kennzahl Gesamt-Aufwandswert beschrieben. Die Kennzahl Gesamt-Aufwandswert wird ebenfalls zu den Beziehungszahlen gezählt.

3.2

Kennzahlen für die Leistung von Geräten

Die Leistung wird bei arbeitsintensiven Tätigkeiten – wie beispielsweise bei Maurerarbeiten, Schalarbeiten und Bewehrungsarbeiten – maßgeblich von den Arbeitskräften bestimmt. Bei geräteintensiven Tätigkeiten – wie z.B. im Erdbau, Straßenbau, Tunnelbau oder Kanalbau – wird die Leistung hauptsächlich von den Geräten abhängen. Zur Berechnung der Leistung von Baugeräten führen z.B. Bauer2), Girmscheid3), Jurecka4) und Stadler5) Berechnungsformeln an. In der Leistungsberechnung wird dabei zwischen zyklisch und kontinuierlich arbeitenden 1) 2) 3) 4) 5)

vgl. Brockhaus – Die Enzyklopädie (1996) Bauer (1992). Baubetrieb 1 Girmscheid (2001). Leistungsermittlungshandbuch für Baumaschinen und Bauprozesse Jurecka (1975). Kosten und Leistungen von Baumaschinen Stadler (2004). Allgemeine Baubetriebslehre

108


Geräten differenziert. Unterschieden wird bei der Berechnung der Leistung in: • • • •

Theoretische Leistung Grundleistung Technische Grundleistung Nutzleistung

Die Nutzleistung bildet in weiterer Folge die Grundlage für Bauablaufplanung und Logistik. In den Leistungsberechnungen werden hierzu u.a. Material- und Gerätekennwerte und spezifische Baustellen- und Betriebsbedingungen durch Faktoren berücksichtigt. Die Zahlenwerte für diese Faktoren können aus den Diagrammen und Tabellen ermittelt werden, deren Quellen in dieser Arbeit zitiert werden.

3.3

Kennzahlen für arbeitsintensive Tätigkeiten

Überall dort, wo vorwiegend Menschen Arbeiten manuell ausführen und den Leistungsfortschritt prägen, wird die Leistung durch die Arbeitskräfte bestimmt. Die Leistung je Stunde und Arbeitskraft berechnet sich aus dem Reziprokwert des Aufwandswertes für die betrachtete Tätigkeit.

3.3.1

Leistung bei Stahlbetonarbeiten

Die Leistungswerte L STB [m3/d] für Stahlbetonarbeiten geben an, welche Betonmengen, bezogen auf eine bestimmte (gewählte) Zeiteinheit, durchschnittlich „eingebaut“ werden. AK STB ⋅ AZ STB L STB = --------------------------------------AW STB

(3-1)

Berechnet wird die Leistung nach Glg.(3-1). Der Zähler ist das Produkt aus der Anzahl der Arbeitskräfte AK STB [Std/h] und der Arbeitszeit AZ STB [h/d]. Im Nenner steht der Gesamt-Aufwandswert AW STB [Std/m3] für die Stahlbetonarbeiten. Der nach Glg.(3-1) berechnete Wert ist in der Grobplanung als Durchschnittswert zu betrachten.

3.3 Kennzahlen für arbeitsintensive Tätigkeiten

109

Eine detaillierte Betrachtung der Arbeiten für die einzelnen Bauteile wird im Zuge der Feinplanung durchgeführt. Hier wird genau auf fertigungstechnische und technologische Beziehungen zwischen den verschiedenen Vorgängen eingegangen. Bei der täglichen Arbeitszeit sind die jeweiligen – länderspezifisch unterschiedlichen – gesetzlichen Bestimmungen zu beachten. Für die Anzahl der Arbeitskräfte ist zu berücksichtigen, dass diese durch den zur Verfügung stehenden Arbeitsraum und/oder durch die Zahl der einsetzbaren Krane limitiert ist. Ist für andere Bauleistungen wie z.B. Schalungs-, Bewehrungs- oder Mauerwerksarbeiten die Leistung zu berechnen, ist der jeweilige spezifische Aufwandswert in Glg.(3-1) einzusetzen.

3.3.2

Gesamt-Aufwandswert für Stahlbetonarbeiten

Die Arbeitsintensität für die Stahlbetonarbeiten eines Bauwerks wird hier durch die Kennzahl Gesamt-Aufwandswert ausgedrückt. Dieser gibt den Arbeitsaufwand für die Stahlbetonarbeiten bezogen auf den Kubikmeter Beton an. Der Gesamt-Aufwandswert ist der Durchschnittswert für die gesamten Stahlbetonarbeiten eines Bauwerks. In der Größenordnung des Gesamt-Aufwandswertes für die Stahlbetonarbeiten sind alle systemimmanenten Tätigkeiten wie Schalen, Bewehren und Betonieren zu berücksichtigen. Zur globalen Betrachtung der Arbeitsintensität eines Bauwerks – in der Phase der Grobplanung – werden die spezifischen Aufwandswerte für das Schalen, Bewehren und Betonieren zum Gesamt-Aufwandswert zusammengefasst. Der Gesamt-Aufwandswert, gibt den Aufwand an Lohnstunden für den Kubikmeter eingebauten Beton an. AW STB = AW S, MW ⋅ s g, bwk + AW BW, MW ⋅ bw g, bwk + AW BT, MW

(3-2)

Der Gesamt-Aufwandswert wird hier nach Glg.(3-2) berechnet. Der erste Term ist das Produkt des mittleren Aufwandswertes für die Schalarbeiten AW S, MW [Std/m2] und dem Schalungsgrad s g, bwk [m2/m3]. Aus der Multiplikation des mittleren Aufwandswertes für die Bewehrungsarbeiten AW BW, MW [Std/to] und dem Bewehrungsgrad bw g, bwk [to/m3] folgt der zweite Term. Am Ende steht der mittlere Aufwandswert für die Betonarbeiten AW BT, MW [Std/m3].

110


In der Grobplanung wird für eine erste Einschätzung der Arbeitsintensität für die Stahlbetonarbeiten ein Minimal- bzw. Maximalwert für die einzelnen Parameter in Glg.(3-2) eingesetzt. Damit lässt sich für den GesamtAufwandswert ein minimaler und maximaler Wert berechnen. Innerhalb dieser Bandbreite soll der später ermittelte Gesamt-Aufwandswert liegen, der z.B. im Zuge der Nachkalkulation ermittelt wird. Im Rahmen von periodisch – idealerweise in sehr kurzen Intervallen – durchgeführten Soll-Ist-Vergleichen während der Bauausführung, können Abweichungen zu den Annahmen aufgezeigt werden. Nach Analyse der Gründe für die Abweichungen können Gegensteuerungsmaßnahmen gesetzt und Trend-Analysen durchgeführt werden. Wie später in Kapitel 9 gezeigt wird, können mit Hilfe der Wahrscheinlichkeitsrechnung diese Unsicherheiten in den Ansätzen systematisch in der Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes und in weiterer Folge der Dauer berücksichtigt werden.

3.3.3

Mittlere Aufwandswerte für die Stahlbetonarbeiten

Kennzahlen für den Arbeitsaufwand geben Auskunft über die Anzahl der Lohnstunden bezogen auf eine Mengeneinheit (z.B. m, m2, m3 oder to). Für die Grobplanung werden die Mittelwerte für die weiteren Planungen herangezogen. Diese werden entweder abgeschätzt oder im „Detail“ berechnet. Eine weitere Steigerung der Ergebnisgenauigkeit bietet die Wahrscheinlichkeitsrechnung. Im Zuge der Bauablaufplanung können mit Hilfe der Wahrscheinlichkeitsrechnung die wahrscheinlichsten Mittelwerte für Schalen, Bewehren und Betonieren berechnet werden. Dabei wird in Vorgänge und Bauteile differenziert. Unsicherheiten in den Mengen und Aufwandswerten können dabei systematisch berücksichtigt werden. Für diesen Berechnungsweg ist sinngemäß – wie in Kapitel 9 beschrieben – vorzugehen.

3.3.3.1

Mittlerer Aufwandswert für die Schalarbeiten

Der mittlere Aufwandswert für die Schalarbeiten setzt sich aus den Aufwandswerten und Schalflächen der einzelnen Bauteile (Fundamente, Wände, Stützen, Decken, sonstige Bauteile) eines Bauwerks zusammen. Berechnet wird der mittlere Aufwandswert nach Glg.(3-3).

3.3 Kennzahlen für arbeitsintensive Tätigkeiten

¦ SF, FU, i ⋅ A WS, FU, i + ¦ S F, WD, i ⋅ A W S, WD, i AW S, MW = -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + ¦ SF, FU, i + ¦ S F, ST, i + ¦ S M, WD, i + ¦ SF, D, i + ¦ SF, SO, i ¦ SF, ST, i ⋅ A WS, ST, i + ¦ S F, D, i ⋅ A WS, D, i + ¦ S F, SO, i ⋅ A WS, SO, i + ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------¦ S F, FU, i + ¦ SF, ST, i + ¦ SF, WD, i + ¦ SF, D, i + ¦ S F, SO, i

111

(3-3)

Im Zähler werden die jeweiligen Produkte aus Aufwandswerten und Schalflächen der einzelnen Bauteile addiert. Die Summe der Schalflächen der einzelnen Bauteile des Bauwerks steht im Nenner.

3.3.3.2

Mittlerer Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten

Der mittlere Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten folgt nach Glg.(34) aus dem Quotienten von Summe der Lohnstunden und jener der Bewehrungsmenge der verschiedenen Bauteile eines Bauwerks.

¦ BWM, FU, i ⋅ A W BW, FU, i AW BW, MW = ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + ¦ BWM, FU, i + ¦ BWM, ST, i + ¦ BW M, WD, i + ¦ BWM, D, i + ¦ BWM, SO, i ¦ BWM, WD, i ⋅ A W BW, WD, i + ¦ BWM, ST, i ⋅ A W BW, ST, i + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + ¦ BWM, FU, i + ¦ BWM, ST, i + ¦ BW M, WD, i + ¦ BWM, D, i + ¦ BW M, SO, i

¦ BW M, D, i ⋅ A W BW, D, i + ¦ BW M, SO, i ⋅ A WBW, SO, i + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------¦ BWM, FU, i + ¦ BWM, ST, i + ¦ BW M, WD, i + ¦ BWM, D, i + ¦ BW M, SO,

3.3.3.3

(3-4)

Mittlerer Aufwandswert für die Betonarbeiten

Aus dem Verhältnis der gesamten Lohnstunden für die Betonarbeiten und der Summe der Betonmengen der Bauteile folgt der mittlere Aufwandswert für die Betonarbeiten (siehe Glg.(3-5)).

¦ BTM, FU, i ⋅ A WBT, FU, i AW BT, MW = ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + ¦ BTM, FU, i + ¦ BTM, ST, i + ¦ BT M, WD, i + ¦ BTM, D, i + ¦ BTM, SO, i ¦ BTM, WD, i ⋅ A WBT, WD, i + ¦ BTM, ST, i ⋅ A W BT, ST, i + ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + ¦ BTM, FU, i + ¦ BTM, ST, i + ¦ BTM, WD, i + ¦ BTM, D, i + ¦ BTM, SO, i

¦ BTM, D, i ⋅ A WBT, D, i + ¦ BTM, SO, i ⋅ A W BT, SO, i + ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------¦ BTM, FU, i + ¦ BTM, ST, i + ¦ BTM, WD, i + ¦ BTM, D, i + ¦ BTM, SO,

(3-5)

Im Zähler werden aus dem Produkt von Aufwandswert und Betonmenge die Lohnstunden für die einzelnen Bauteile berechnet und addiert. Im Nenner wird die Summe der Betonmengen für die einzelnen Bauteile gebildet.

112


3.3.4

Spezifische Aufwandswerte bezogen auf Bauteile

Für Detailbetrachtungen in der Feinplanung sind die Vorgänge zur Herstellung der verschiedenen Bauteile eines Bauwerks mit den spezifischen Aufwandswerten zu belegen. Spezifische Aufwandswerte (z.B. für Mauerwerksarbeiten und/oder Stahlbetonarbeiten) können aus folgenden Literatur-Quellen bezogen werden (exemplarische Aufzählung): • • • • • • •

Arbeitszeit-Richtwerte Tabellen6) Zahlentafeln für den Baubetrieb7) Angebotskalkulation mit Richtwerten8) Zeitaufwandtafeln9) Preisermittlung für Bauarbeiten10) Aufwandstafeln von Lohn- und Gerätestunden im Ingenieurbau11) Aufwand und Kosten zeitgemäßer Schalverfahren12)

Aigner13) hat in seiner Arbeit Aufwandswerte für Stahlbetonarbeiten aus der Literatur recherchiert, auf ihre Einflussgrößen hin untersucht und in der Folge einem kritischen Vergleich unterzogen. Dabei hat er bei den Stahlbetonarbeiten in Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten und in Bauteile wie Fundamente, Stützen, Wände und Decken differenziert.

3.4

Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert

Zur Bestimmung der Höhe des Gesamt-Aufwandswertes sind zur Ermittlung der spezifischen Produktionsmengen der Schalungsgrad und Beweh6)

Zentralverband des Deutschen Baugewerbes (1982). Arbeitszeit-Richtwerte Tabellen Hoffmann (2004). Zahlentafeln für den Baubetrieb 8) Fleischmann (1999). Angebotskalkulation mit Richtwerten 9) Meier (1984). Zeitaufwandtafeln 10) Plümecke (2004). Preisermittlung für Bauarbeiten 11) Dress/Kurz (1979). Aufwandstafeln von Lohn- und Gerätestunden im Ingenieurbau zur Kalkulation angemessener Baupreise 12) Hoffmann, Friedrich (1997). Aufwand und Kosten zeitgemäßer Schalverfahren 13) Aigner (2003). Aufwandswerte für Stahlbetonarbeiten: Ein kritischer Vergleich von Literaturangaben 7)

3.4 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert

113

rungsgrad und für den Arbeitsaufwand die mittleren Aufwandswerte für Schalen, Bewehren und Betonieren anzusetzen. Es wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem baubetriebliche Zusammenhänge für die Stahlbetonarbeiten – im Speziellen für den GesamtAufwandswert – dargestellt sind. Die Anwendung des Interaktionsdiagramms wird anhand eines Beispiels gezeigt. Der Nutzen des Diagramms liegt in der einfachen Anwendung und der übersichtlichen grafischen Darstellung der Zusammenhänge.

Abb. 3-2 Beispiel – Stahlbetonarbeiten für ein Bürogebäude [Baustelle: T-Mobile, Wien]

Das Interaktionsdiagramm ist das Ergebnis aus einer Vielzahl von Berechnungen. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Verhältnisse wurden dabei einzelne Parameter variiert und die Ergebnisse dieser Variationen wurden als Kurven aufgetragen. Je nach Größenordnung der projektspezifischen Eingangsparameter, wie z.B. Aufwandswerte oder Schalungsgrad, sind die zutreffenden Kurven bzw. Ordinaten- und Abszissenwerte im Diagramm zu wählen. Anhand des später gezeigten Interaktionsdiagramms können Abweichungen der Einflussgrößen mit deren Auswirkungen auf den Gesamt-Aufwandswert für die Stahlbetonarbeiten grafisch untersucht werden.

114


Das Interaktionsdiagramm kann von der Angebotsbearbeitung bis zum Abschluss der Baustelle verwendet werden. In der Arbeitsvorbereitung dient das Interaktionsdiagramm z.B. als Hilfe in der Bauablaufplanung. Für die Bauausführung stellt das Interaktionsdiagramm eine Unterstützung der Bauleitung dar (z.B. für die Leistungskontrolle oder Planung von Forcierungsmaßnahmen). Für die Bauaufsicht dienen die Diagramme als ein wertvolles Instrument zur Kontrolle des Arbeitsaufwandes, da anhand dieser Diagramme die Auswirkungen von Verzögerungen in einem betrachteten Fertigungsabschnitt rasch grafisch aufgezeigt werden können. Im Nachtragswesen kann das Interaktionsdiagramm als wertvolle und anschauliche Unterstützung in der Argumentation zur Durchsetzung bzw. zur Abwehr von Nachtragsforderungen eingesetzt werden. Mit nachfolgendem Interaktionsdiagramm werden baubetriebliche Zusammenhänge für den Gesamt-Aufwandswert für die Stahlbetonarbeiten (Beispiel zu Stahlbetonarbeiten siehe Abb. 3-2) grafisch dargestellt. Es werden damit die Beziehungen zwischen • Aufwandswert-Schalen [Std/m2], • Aufwandswert-Schalen [Std/m3], • Schalungsgrad [m2/m3], • Aufwandswert für Schalen inkl. Betonieren [Std/m3], • Aufwandswert-Betonieren [Std/m3], • Aufwandswert-Bewehren [Std/m3], • Gesamt-Aufwandswert [Std/m3], • Bewehrungsgrad [kg/m3] und • Aufwandswert für Bewehren [Std/to] hergestellt. Der Nutzen aus den Diagrammen folgt aus der einfachen Anwendung und der transparenten Darstellung der Wechselwirkungen, der in den Diagrammen dargestellten Beziehungen.

3.4.1

Beschreibung des Interaktionsdiagramms

Das Interaktionsdiagramm in Abb. 3-3 setzt sich aus vier Quadranten zusammen. Nachfolgend werden die Achsen und Kurven der Diagramme in den einzelnen Quadranten beschrieben.


115

Im ersten Quadranten (I) des Diagramms sind die Aufwandswerte für die Schalarbeiten auf der Abszisse aufgetragen. Die Werte beginnen bei 0,4 Std/m2 und enden bei 1,8 Std/m2. Die Schrittweite wurde hier für das Hilfsintervall mit 0,05 und für das Hauptintervall mit 0,10 Std/m2 gewählt. Bezogen auf den Kubikmeter Beton sind die Aufwandswerte für das Schalen auf der Ordinate aufgetragen. Die Werte reichen von 1 bis 8 Std/m3 (Hauptintervall 0,5 Std/m3 und Hilfsintervall 0,25 Std/m3). Die unterschiedlichen Schalungsgrade werden im Diagramm durch verschiedene Geraden repräsentiert. Der niedrigste Schalungsgrad liegt hier bei 3 und der höchste bei 6 m2/m3. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden beträgt 0,1 m2/m3. Der Schalungsgrad wird in der Legende mit „sg,bwk“ bezeichnet. Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert – Schalungsgrad von 3 bis 6 m²/m³ Gesamt Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten = 0,20 = 0,40 = 0,60 = 0,80 = 1,00 = 1,20 = 1,40 = 1,60

Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³

AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW

= 0,30 Std/m³ = 0,50 Std/m³ = 0,70 Std/m³ = 0,90 Std/m³ = 1,10 Std/m³ = 1,30 Std/m³ = 1,50 Std/m³ = 1,70 Std/m³

8,00

8,00

7,50

7,50

7,00

7,00

6,50 6,00 5,50 5,00

II

4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00

Aufwandswert Schalen[Std/m³] [Std/m³] Aufwandswertfür - Schalen


1,50 7,50

7,00

6,50 6,00 5,50 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 Aufwandswert Aufwandswert für für Schalen Schalen u. u. Betonieren Betonieren [Std/m³] [Std/m³]

2,00

1,50

8,00

7,50

7,00

6,50

2,00

1,50

6,00

5,50

5,00

4,50

4,00

3,50

3,00

2,50

2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00

I

4,50 4,00 3,50 3,00

sg,bwk = 3,00 m²/m³ sg,bwk = 3,40 m²/m³ sg,bwk = 3,80 m²/m³ sg,bwk = 4,20 m²/m³ sg,bwk = 4,60 m²/m³ sg,bwk = 5,00 m²/m³ sg,bwk = 5,40 m²/m³ sg,bwk = 5,80 m²/m³

2,50 2,00 1,50

100 0,00

1,50

AWSTB = 3,25 Std/m³ AWSTB = 3,75 Std/m³ AWSTB = 4,25 Std/m³ AWSTB = 4,75 Std/m³ AWSTB = 5,25 Std/m³ AWSTB = 5,75 Std/m³ AWSTB = 6,25 Std/m³ AWSTB = 6,75 Std/m³ AWSTB = 7,25 Std/m³

5,00

1,00 0,00

1,00


5,50

1,00 0,40

0,50

III

6,00

1,00 1,00

Aufwandswert fürs Bewehren [Std/m³]

8,00

6,50

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40


0,50

0,60

1,60

1,70

1,80

110

Bewehrungsgrad [kg/m³] I: Aufwandswert - Schalen [Std/m²]; IV: Bewehrungsgrad [kg/m³] 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220

1,50

230

240

0,50 1,00 1,50 2,00

IV

2,50 3,00 3,50 4,00 4,50

AWBW,MW AWBW,MW AWBW,MW AWBW,MW AWBW,MW AWBW,MW AWBW,MW

= 6 Std/to = 8 Std/to = 10 Std/to = 12 Std/to = 14 Std/to = 16 Std/to = 18 Std/to



5,00

©HOFSTADLER

Abb. 3-3 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert – Hochbau

Die Ordinate im zweiten Quadranten (II) deckt sich mit jener des ersten Quadranten. Auf der Abszisse sind die Aufwandswerte für Schalen inkl. Betonieren aufgetragen. Der niedrigste Wert wird mit 1 und der höchste mit 8 Std/m3 angegeben. Die Schrittweite auf der Skala ist für das Hauptintervall mit 0,5 und fürs Hilfsintervall mit 0,25 Std/m2 gewählt. Die Geraden im Quadranten ermöglichen die Auswahl des entsprechenden Aufwandswertes für die Betonarbeiten. Der niedrigste Wert liegt hier bei 0,2 und der höchste bei 1,7 Std/m3. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden beträgt 0,1 Std/m3. Die einzelnen Geraden sind in der Legende mit „AWBT,MW“ bezeichnet.

116


Der Zusammenhang zwischen Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten, Aufwandswert für Schalen (inkl. Betonieren) und Gesamt-Aufwandswert wird im dritten Quadranten (III) hergestellt. Die Abszisse deckt sich dabei mit jener aus dem zweiten Quadranten. Auf der Ordinate sind die Aufwandswerte für das Bewehren bezogen auf den Kubikmeter Beton dargestellt. Die Skala reicht von 0 bis 5 Std/m3. Die Schrittweite beträgt dabei für das Hauptintervall 0,5 und fürs Hilfsintervall 0,1 Std/m3. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für einen bestimmten Gesamt-Aufwandswert („AWSTB = 5 Std/m3“ bedeutet, z.B. dass der Gesamt-Aufwandswert 5 Std/m3 ist). Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde mit 0,25 Std/m3 festgelegt und kann spezifisch angepasst werden. Der kleinste Wert liegt bei 3 Std/m3 und der größte bei 7,25 Std/m3. Interaktionsdiagramm für den GesamtAufwandswert – Schalungsgrad von 0,20 bis 3 m²/m³ Gesamt Interaktionsdiagramm für -Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten 5,00

4,50

4,50

4,00 3,50

= 0,20 Std/m³ = 0,30 Std/m³ = 0,40 Std/m³ = 0,50 Std/m³ = 0,60 Std/m³ = 0,70 Std/m³ = 0,80 Std/m³ = 0,90 Std/m³ = 1,00 Std/m³ = 1,10 Std/m³ = 1,20 Std/m³ = 1,30 Std/m³ = 1,40 Std/m³ = 1,50 Std/m³ = 1,60 Std/m³ = 1,70 Std/m³

3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50

7,50

7,00

6,50


1,50

1,00

7,50

7,00

6,50

6,00

1,50

1,00

5,50

5,00

4,50

4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

2,00 2,50 3,00 AWSTB = 3,25 Std/m³ AWSTB = 3,75 Std/m³ AWSTB = 4,25 Std/m³ AWSTB = 4,75 Std/m³ AWSTB = 5,25 Std/m³ AWSTB = 5,75 Std/m³ AWSTB = 6,25 Std/m³ AWSTB = 6,75 Std/m³ AWSTB = 7,25 Std/m³

3,50 4,00 4,50 5,00


I

2,50 2,00 1,50 1,00 0,50

100 0,00

1,50


3,00

0,50 0,00

1,00


3,50

0,00 0,40

0,50

III

4,00

0,00 0,50


II

AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW AWBT,MW


5,00

0,50

0,60

1,60

1,70

1,80

110

Bewehrungsgrad [kg/m³] I: Aufwandswert - Schalen [Std/m²]; IV: Bewehrungsgrad [kg/m³] 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

230

240

0,50 1,00 1,50 2,00

IV

2,50 3,00 3,50 4,00 4,50





5,00

©HOFSTADLER

Abb. 3-4 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert – Konstruktiver Ingenieurbau

Die Beziehung zwischen Bewehrungsgrad, Aufwandswert für das Bewehren bezogen auf den Beton und Aufwandswert für das Bewehren bezogen auf die Tonne Bewehrung, ist im vierten Quadranten (IV) dargestellt. Auf der Abszisse ist der Bewehrungsgrad von 100 bis 240 kg/m3 aufgetragen. Die Skalierung ist für das Hilfsintervall mit 5 und für das Hauptintervall mit 10 kg/m3 gewählt. Jede Gerade steht für einen bestimmten Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten („AWBW,MW“). Die Geraden sind – beginnend bei 6 – in 1 Std/to-Intervallen bis zum Höchstwert von 19 Std/to dargestellt.


117

Im Konstruktiven Ingenieurbau (z.B. Kraftwerksbau, Brückenbau, Bau von Rückhaltebecken etc.) vermindert sich die Feingliedrigkeit der Bauwerke, die Schalfläche reduziert sich und der Schalungsgrad sinkt in der Folge. Dieser Reduktion im Schalungsgrad wird durch das Interaktionsdiagramm in Abb. 3-4 Rechnung getragen. Das Interaktionsdiagramm ist für Bauwerke mit einem Schalungsgrad von 0,2 bis 3 m2/m3 anzuwenden. Für Abszissen- bzw. Ordinatenwerte und Angaben, die außerhalb der in den Interaktionsdiagrammen dargestellten Bandbreiten liegen, sind die entsprechend angepassten (hier nicht abgebildeten) Diagramme zu verwenden. Liegen Schnittpunkte im Diagramm zwischen den gezeigten Geraden und Kurven, sind die entsprechenden Werte zu interpolieren. Individuell kann – ausgehend von jedem der Quadranten – die Anwendung der Diagramme gestartet werden.

3.4.2

Anwendung des Interaktionsdiagramms

Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms zur Ermittlung des Gesamt-Aufwandswertes für ein Bürogebäude gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 3-3 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird dazu für das Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel „Stahlbetonarbeiten für ein Bürogebäude“ gelten hier folgende Angaben: • • • • •

mittlerer Aufwandswert für die Schalarbeiten: 0,90 Std/m2 Schalungsgrad für das gesamte Bauwerk: 3,4 m2/m3 mittlerer Aufwandswert für die Betonarbeiten: 1,2 Std/m3 Bewehrungsgrad für das gesamte Bauwerk: 170 kg/m3 mittlerer Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten: 12 Std/to

Aufgabenstellung: Anhand des Interaktionsdiagramms in Abb. 3-3 ist unter Berücksichtigung der angegebenen Randbedingungen die Höhe des Gesamt-Aufwandswertes zu ermitteln. Lösung: Grafische Ermittlung des Gesamt-Aufwandswertes Die grafische Lösung ist in Abb. 3-5 durch nummerierte Pfeile dargestellt.

118


Zur Ermittlung des Aufwandswertes für die Schalarbeiten bezogen auf den Kubikmeter Beton, wird im ersten Quadranten bei 0,90 Std/m2 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für den projektspezifischen Schalungsgrad von 3,4 wird die entsprechende Gerade ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links gezeichnet, bis sie auf die Ordinate trifft. Mit ca. 3 Std/m3 ist damit der Aufwandswert für die Schalarbeiten bestimmt. Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert – Schalungsgrad von 3 bis 6 m²/m³ Gesamt Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten = 0,20 = 0,40 = 0,60 = 0,80 = 1,00 = 1,20 = 1,40 = 1,60

Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³ Std/m³


= 0,30 Std/m³ = 0,50 Std/m³ = 0,70 Std/m³ = 0,90 Std/m³ = 1,10 Std/m³ = 1,30 Std/m³ = 1,50 Std/m³ = 1,70 Std/m³

8,00

8,00

7,50

7,50

7,00

7,00

6,50 6,00 5,50 5,00

II

(7)

4,50

(2)

3,50

4,00 3,00

(8)

2,50

(3)

2,00



1,50 7,50

7,00


2,00

1,50

8,00

7,50

7,00

6,50

2,00

1,50

6,00

5,50

5,00

4,50

4,00

3,50

3,00

2,50

(5)

1,50

2,50 3,00 AWSTB = 3,00 Std/m³ AWSTB = 3,50 Std/m³ AWSTB = 4,00 Std/m³ AWSTB = 4,50 Std/m³ AWSTB = 5,00 Std/m³ AWSTB = 5,50 Std/m³ AWSTB = 6,00 Std/m³ AWSTB = 6,50 Std/m³ AWSTB = 7,00 Std/m³


4,50

3,50 4,00 4,50 5,00

I

(7)

4,00

(2)

3,50 3,00 2,50

(1)

2,00

(6)

1,50

100 0,00

2,00

III

5,00

1,00 0,00

1,00

(3)

5,50

1,00 0,40

0,50

(8)

6,00

1,00 1,00


8,00

6,50

0,50 110


0,60


0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 Bewehrungsgrad [kg/m³] I: Aufwandswert - Schalen [Std/m²]; IV: Bewehrungsgrad [kg/m³] 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220

1,70

1,80

230

240

0,50

(4)

1,00 1,50

(5)

2,00

IV

2,50 3,00 3,50 4,00 4,50





5,00

©HOFSTADLER

Abb. 3-5 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert – Anwendungsbeispiel

Der Aufwandswert für die Betonarbeiten ist mit 1,2 Std/m3 angegeben. Die entsprechende Gerade „AWBT,MW = 1,2 Std/m3“ wird ausgewählt und mit der Verlängerung der Geraden (2) zum Schnitt gebracht. Mit der Vertikalen (3) auf die Abszisse ist der Aufwandswert für Schalen inkl. Betonieren mit ca. 4,25 Std/m3 bestimmt. Der Bewehrungsgrad für das Bauwerk ist mit 170 kg/m3 angegeben. Auf der Abszisse des vierten Quadranten wird bei 170 kg/m3 die Vertikale (4) nach unten eingezeichnet und mit der Geraden „AWBW,MW = 12 Std/to“ zum Schnitt gebracht. Vom Schnittpunkt ausgehend wird die Gerade (5) nach links eingezeichnet. Es folgt auf der Ordinate der Aufwandswert für das Bewehren bezogen auf den Kubikmeter Beton mit ca. 2 Std/m3. Es sind jetzt alle Werte ermittelt, um im dritten Quadranten den GesamtAufwandswert zu bestimmen. Es werden die Geraden (3) und (5) in den


119

dritten Quadranten hinein verlängert und miteinander geschnitten. Der Schnittpunkt liegt auf der Geraden „AWSTB = 6,3 Std/m3“. Mit ca. 6,3 Std/m3 ist damit die Höhe des Gesamt-Aufwandswertes bestimmt.

3.4.3

Beispiel zur Sensitivitätsanalyse

Es ist zu untersuchen wie sich die Erhöhung des Aufwandswertes (bei sonst gleichbleibenden Randbedingungen) für die Schalarbeiten um 0,2 Std/m2 auf den Gesamt-Aufwandswert auswirkt. Laut Angabe ist dazu der auf 1,1 Std/m2 (+ 22 %) erhöhte Aufwandswert für die Schalarbeiten heran zu ziehen. Im ersten Quadranten (siehe dazu Abb. 3-5) wird bei 1,1 Std/m2 die Vertikale (6) nach oben eingezeichnet und mit der Geraden „sg,bwk = 3,4 m2/m3“ zum Schnitt gebracht. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (7) nach links eingezeichnet. Auf der Ordinate folgt der Aufwandswert für die Schalarbeiten mit ca. 3,7 Std/m3. Die Gerade (7) wird in den zweiten Quadranten hinein verlängert bis sich der Schnittpunkt mit Geraden „AWBW,MW = 1,2 Std/m3“ ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (8) auf die Abszisse abgetragen. Mit ca. 5 Std/m3 ist der Aufwandswert für Schalen inkl. Betonieren bestimmt. Im dritten Quadranten werden die Geraden (8) und (5) verlängert bis sich der Schnittpunkt ergibt. Der Schnittpunkt liegt auf der Geraden „AWSTB = 7 Std/m3“. Aufgrund des erhöhten Aufwandswertes für die Schalarbeiten hat sich der Gesamt-Aufwandswert auf 7 Std/m3 vergrößert. Die Steigerung des Aufwandswertes für die Schalarbeiten um ca. 22 % zieht damit eine Erhöhung des Gesamt-Aufwandswertes um ca. 17 % nach sich. Der Einfluss der Schalarbeiten stellt sich damit als beträchtlich heraus. In der Arbeitsvorbereitung der Stahlbetonarbeiten ist daher besonders auf die Optimierung der Schalarbeiten zu achten.

3.4.4

Zusammenfassung

Der Gesamt-Aufwandswert kann durch Einsetzen in die Formel berechnet werden. Umgekehrt kann aufgrund des vorgegebenen Gesamt-Aufwandswertes auf die maximale zulässige Höhe der Aufwandswerte für Schalen, Bewehren und Betonieren geschlossen werden. Ändern sich Eingangsparameter – wie z.B. Schalungsgrad oder einer der Aufwandswerte – sind er-

120


neut Berechnungen anzustellen. Anhand der numerischen Ergebnisse sind Tendenzen nur schwer absehbar und daher für Dritte nicht einfach nachvollziehbar. Die gezeigten Diagramme wurden zur transparenten Darstellung der baubetrieblichen Zusammenhänge für Stahlbetonarbeiten entwickelt. Sie dienen z.B. Baufirmen als Unterstützung vor allem für die Angebotsbearbeitung und in der Arbeitsvorbereitung bzw. Bauausführung. Durch die Diagramme ist es einfach möglich, ohne Zwischenrechnungen wichtige baubetriebliche Größen zu ermitteln. Die grafische Interaktion (z.B. zwischen den Aufwandswerten und Angaben zu den Mengen) lässt die Zusammenhänge einfach erfassen. Die Auswirkungen aufgrund der Veränderung von Eingangsparametern sind transparent. Anhand der Beispiele wurden Anwendungsmöglichkeiten zu den Diagrammen gezeigt. Bei Veränderung von Eingangswerten ist die Sensitivität der verschiedenen Parameter transparent. Ändern sich in der Ausführungsphase einer oder mehrere der für das Angebot angesetzten Aufwandswerte, sind die Auswirkungen auf den Gesamt-Aufwandswert anhand des Diagramms einfach erkennbar. Das gezeigte Interaktionsdiagramm bietet eine wesentliche Unterstützung für den Planer zur Erstellung der Grobterminplanung und für Baufirmen vor allem zur Bearbeitung der Angebote. Für die Bauaufsicht dient es als Instrument zur Ablaufkontrolle.

3.5

Kennzahlen für die Mengenermittlung

In der Grobplanung sind die Mengen nicht immer genau aus den vorhandenen Planungsunterlagen ermittelbar. Für die Ermittlung der Mengen und zur Kontrolle von Mengenermittlungen dienen z.B. folgende Kennzahlen: • • • • • •

Baustoffgrad Schalungsgrad Bewehrungsgrad Schalungsverhältnisgrad Bewehrungsverhältnisgrad Betonverhältnisgrad

3.5 Kennzahlen für die Mengenermittlung

3.5.1

121

Baustoffgrad

Zur Grobplanung (in der Phase „Bauwerk-Rohbau“) der Beschaffungslogistik für die Baustoffe dienen Kennzahlen zur groben Ermittlung des Baustoffbedarfs. Der Baustoffgrad bst g, bwk steht für das Verhältnis von Baustoffmenge BSTM zu Bruttorauminhalt BRI BWK des Bauwerks und wird nach Glg.(3-6) berechnet. BST M bst g, bwk = --------------------BRI BWK

(3-6)

Seeling14)gibt für den Hochbau den Baustoffgrad zwischen 350 und 650 kg je m3 BRI an. Die Bandbreite erscheint ohne nähere Angaben zur Bauwerksart sehr breit. Liegen aber mehre Auswertungen abgeschlossener Bauwerke vor, können die Bauwerke in Kategorien eingeteilt werden. Für ähnliche Bauwerke kann dann für die Grobplanung der Baustoffgrad mit einer größeren Genauigkeit angegeben werden.

3.5.2

Schalungsgrad15) 16) 17)

Die Größe der Schalfläche verändert sich maßgeblich mit den Abmessungen und der Art des Bauteils. Zur Beschreibung des Verhältnisses von Schalfläche und Betonmenge wird der Schalungsgrad verwendet. Durch die gewählte Darstellungsform ist die Veränderung des Schalungsgrades bei Variation der Bauteilabmessungen klar ersichtlich und auch grafisch ermittelbar. Neben dem Vergleich der Schalungsgrade für verschiedene Bauteile wird auch die Schalungsgradberechnung für ein ganzes Bauwerk gezeigt. Zur Verdeutlichung des Einflusses des Schalungsgrades auf baubetriebliche Zusammenhänge werden zwei verschiedenartige Bauwerke miteinander verglichen und die Differenzen aufgezeigt. 14)

vgl. Seeling (1978). Auswahl und Kombination der Hauptfördermittel auf Betonbaustellen. 1734 15) vgl. Hofstadler (2003). Die wichtige Kennzahl für Schalungsintensität; Teil 1: Betrachtung von vertikalen Bauteilen wie Stützen und Wände. 54ff 16) vgl. Hofstadler (2003). Schalungsgrad: Die wichtige Kennzahl für die Schalungsintensität; Teil 2: Betrachtung von horizontalen Bauteilen wie Decken und Fundamente. 62ff 17) vgl. Hofstadler (2004). Auf den Schalungsgrad kommt es an! Der Schalungsgrad – Bedeutung und Berechnung für das Bauwerk und die einzelnen Bauteile. 33ff

122


3.5.2.1

Grundlagen für den Schalungsgrad

Die Kennzahl Schalungsgrad gehört zur Gruppe der Beziehungszahlen. Bei dieser Art von Kennzahlen werden wesensverschiedene absolute Zahlen zueinander in Beziehung gesetzt (hier Schalfläche zur Betonmenge), die aber in einem inneren Zusammenhang stehen. Beziehungszahlen erleichtern den Einblick in spezifische Zusammenhänge. Für einen beliebigen Bauteil i berechnet sich der Schalungsgrad sg, bt, i aus dem Quotienten aus zu schalender Fläche und entsprechender Betonmenge (siehe Glg.(3-7)). Mit SF, i wird die Schalfläche und mit BTM, i die Betonmenge bezeichnet. S F, i s g, bt, i = --------------BT M, i

(3-7)

Zur Berechnung des Schalungsgrades (siehe Glg.(3-8)) für das gesamte Bauwerk s g, bwk , sind in einem ersten Schritt die Schalflächen und die dazugehörigen Betonmengen der einzelnen Bauteile zu ermitteln. Der Gesamtschalungsgrad ergibt sich aus dem Quotienten nach Glg.(3-8).

¦ S F, FU, i + ¦ SF, ST, i + ¦ SF, WD, i + ¦ SF, D, i + ¦ S F, SO, i s g, bwk = ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------¦ B TM, FU, i + ¦ B TM, ST, i + ¦ B TM, WD, i + ¦ B TM, D, i + ¦ B TM, SO, i

(3-8)

Im Zähler werden die Schalflächen für Fundamente (z.B. Einzelfundamente, Platten), Stützen, Wände, Decken und sonstige Bauteile (z.B. Stiegen, Podeste) addiert. Die Summe der Festbetonmengen der einzelnen Bauteile steht im Nenner.

3.5.2.2

Schalungsgrad für vertikale Bauteile

Im folgenden Abschnitt werden Diagramme für den jeweiligen Schalungsgradverlauf für Stützen und Wände dargestellt. 3.5.2.2.1 Schalungsgrad für Stützen Die Schalungsfläche ergibt sich aus der Abwicklung der Mantelflächen der Stützen. Der schalungsbedingte Überstand wird in der Berechnung nicht berücksichtigt (der Überstand hängt wesentlich von den Abmessungen des Bauteils und vom verwendeten Schalungssystem ab).


123

Schalungsgrad für Stützen – Quadratischer Querschnitt Der Schalungsgrad für Stützen mit quadratischem Querschnitt (Beispiele für Stützenschalungen siehe Abb. 3-6) berechnet sich durch Einsetzen in Glg.(3-7).

Abb. 3-6 Schalung für Stützen – Beispiel für eine Träger- bzw. Rahmenschalung [Quelle: Doka]

Die Schalungsgradentwicklung ist in Abhängigkeit von der Seitenlänge des Querschnittes in Abb. 3-7 dargestellt. Auf der Abszisse sind die Seitenlängen von 15 bis 100 cm (können nach Bedarf beliebig angepasst werden) und auf der Ordinate die spezifischen Schalungsgrade der Stützen aufgetragen (von 2 bis 30 m2/m3). Für das Hauptintervall wurden 2 und für das Hilfsintervall 0,5 m2/m3gewählt. Mit zunehmenden Querschnittsabmessungen nimmt der Schalungsgrad ab. Bei 15 cm Seitenlänge beträgt er ca. 26,7, bei 30 cm ca. 13,3 und bei 60 cm ca. 6,7. Eine Verdoppelung der Seitenlänge zieht eine Reduktion des Schalungsgrades von 50 % nach sich. Zur Berechnung des Schalungsgrades nach Glg.(3-7) sind drei Rechenschritte erforderlich: Berechnung der Schalfläche, Ermittlung der Betonmenge und Einsetzen in Glg.(3-7). 400 s g, bt, i = -------------L ST, Q

(3-9)

124


Eine rasche und exakte Möglichkeit den Schalungsgrad zu berechnen bietet Glg.(3-9). Diese eignet sich auch für Stützen mit Seitenlängen, die auf der Abszisse in Abb. 3-7 nicht dargestellt sind. Durch Einsetzen der Querschnittslänge Lst, q (cm) in den Nenner der Glg.(3-9) erhält man den entsprechenden Schalungsgrad für Stützen mit quadratischem Querschnitt.

Entwicklung des Schalungsgrades - Stützen mit quadratischem Querschnitt

30 28 26 Schalungsgrad [m²/m³]

24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Querschnittslänge [cm]

75

80

85

90

95

100

©HOFSTADLER

Abb. 3-7 Schalungsgrad für Stützen mit quadratischem Querschnitt

Schalungsgrad für Stützen – Kreisquerschnitt Durch Einsetzen in Glg.(3-10) kann der Schalungsgrad für Stützen mit Kreisquerschnitt (Beispiel siehe in Abb. 3-8) berechnet werden. Im Nenner setzt man den Wert für den Durchmesser (cm) der Stütze ein und erhält damit den spezifischen Schalungsgrad. 400 s g, st, rd = --------D

(3-10)

Der Schalungsgradverlauf von Stützen mit Kreisquerschnitt mit dem Durchmesser D (in cm), entspricht jenem von quadratischen Stützen mit der Querschnittslänge LST, Q (in cm). Allein aus der Betonmenge folgt die Differenz. Im Diagramm in Abb. 3-7 ist auf der Abszisse die Seitenlänge der quadratischen Stütze durch den Durchmesser der Stütze mit Kreisquerschnitt zu ersetzen.


125

Abb. 3-8 Schalung für Stützen mit Kreisquerschnitt – Beispiel mit Einwegschalung

Vergleich des Schalungsgrads zwischen Stützen mit Kreisquerschnitt und Stützen mit quadratischem Querschnitt bei gleicher Betonmenge Stützen mit Kreisquerschnitt stellen hinsichtlich Schalungsgrad ideale Baukörper dar. Bezogen auf die Betonmenge ist die erforderliche Schalfläche geringer als bei Stützen mit quadratischem bzw. rechteckigem Querschnitt (bei gleicher Betonmenge).

Schalungsgrad [m²/m³]

Gleiche Betonmenge - Vergleich Kreis- u. Quadratischer Querschnitt

30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Quadratischer Querschnitt Kreisquerschnitt

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65


70

75

80

85

90

95

100

©HOFSTADLER

Abb. 3-9 Schalungsgradvergleich – Quadratischer Querschnitt/Kreisquerschnitt

126


Im folgenden Vergleich wird gezeigt wie groß die Differenz im Schalungsgrad ist. Auf der Abszisse in der Abb. 3-9 sind die Seitenlängen von Stützen mit quadratischem Querschnitt aufgetragen (das Intervall beträgt 5 cm; die Unterteilung kann beliebig erweitert bzw. verändert werden). Der spezifische Schalungsgrad ist als Ordinatenwert von 0 bis 30 m2/m3 ablesbar. Als Hauptintervall wurden 2 und als Hilfsintervall 0,5 m2/m3 gewählt. Für die einzelnen Querschnittsabmessungen wurden die dazugehörigen Betonmengen bestimmt. Aus den Mengen wurden die Durchmesser für die zum Vergleich herangezogenen kreisförmigen Stützen ermittelt. Durch Einsetzen dieser Durchmesser in Glg.(3-10) wurde der Schalungsgrad für die Stützen mit Kreisquerschnitt berechnet. Die Kurve „Quadratischer Querschnitt“ repräsentiert den bereits bekannten Schalungsgradverlauf (siehe Abb. 3-7) für quadratische Stützen. Für Stützen mit Kreisquerschnitt ist die Entwicklung des Schalungsgrades durch die Kurve „Kreisquerschnitt“ dargestellt. Die Kurve stellt den Zusammenhang zwischen Schalungsgrad und Betonmenge her (bezogen auf eine quadratische Stütze mit der entsprechenden Seitenlänge). Im Diagramm ist deutlich zu erkennen, dass der Schalungsgrad für Stützen mit Kreisquerschnitt bei gleicher Betonmenge geringer ist. Der Unterschied verringert sich mit zunehmenden Querschnittsabmessungen (Betonmenge). Bei 15 cm Seitenlänge beträgt die Differenz ca. 3 m2/m3, bei 60 cm 0,8 m2/m3 und bei 90 cm 0,5 m2/m3. Damit zeigt sich, dass es besonders bei schlanken Stützen vorteilhaft ist, Stützen mit Kreisquerschnitt zu konstruieren (Nachteil: Mehraufwand im Passflächenbereich der Deckenschalung). Der Unterschied im Schalungsgrad ist bei kleineren Durchmessern beachtlich. Die Differenz im Schalungsgrad ∆sg, st, q – rd [m2/m3] zwischen den beiden Stützentypen (gleiche Betonmenge für beide Stützen) kann auch durch Einsetzen in Glg.(3-11) berechnet werden. 45, 509 ∆s g, st, q – rd = -----------------L ST, Q

(3-11)

Im Zähler steht die Konstante und im Nenner ist die Seitenlänge des Querschnitts LST, Q [cm] der quadratischen Stütze einzusetzen. Beispielsweise ergibt sich für eine Querschnittslänge von 50 cm eine Differenz im Schalungsgrad mit ca. 1,8 m2/m3.


127

Schalungsgrad für Stützen – Rechteckiger Querschnitt Der Schalungsgrad für Stützen mit rechteckigem Querschnitt wird durch Einsetzen in Glg.(3-7) berechnet. Für ausgewählte Querschnittsbreiten sind die einzelnen Kurven im Diagramm in Abb. 3-10 dargestellt. Sie repräsentieren in 5 cm Schritten die Breiten von 15 bis 100 cm. Auf der Abszisse sind die Seitenlängen der Stützen aufgetragen.

Entwicklung des Schalungsgrades für Stützen mit Rechteckquerschnitt

30 BST = 15 cm BST = 25 cm BST = 35 cm BST = 45 cm BST = 55 cm BST = 65 cm BST = 75 cm BST = 85 cm BST = 95 cm

28 26 Schalungsgrad [m²/m³]

24 22 20 18

BST = 20 cm BST = 30 cm BST = 40 cm BST = 50 cm BST = 60 cm BST = 70 cm BST = 80 cm BST = 90 cm BST = 100 cm

16 14 12 10 8 6 4 2 15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65


70

75

80

85

90

95

100

©HOFSTADLER

Abb. 3-10 Schalungsgrad für Stützen – Rechteckiger Querschnitt

Der spezifische Schalungsgrad ist als Ordinatenwert von 2 bis 30 m2/m3 ablesbar. Als Hauptintervall wurde 2 und als Hilfsintervall 0,5 m2/m3 gewählt. Die einzelnen Kurven sind – unabhängig von der Breite – in der Charakteristik ihres Verlaufes gleich. Betrachtet man z.B. die Kurve „BST = 15 cm“ (diese repräsentiert Stützen mit einer Querschnittsbreite von 15 cm), ist zu erkennen, wie sich der Schalungsgrad (bei konstanter Breite der Stütze) mit der Seitenlänge verändert. Am Beginn (von ca. 15 cm bis 30 cm Länge) fällt die Kurve steil ab. Mit zunehmender Seitenlänge verringert sich die Neigung der Kurve und der Verlauf wird flacher. Je größer die Querschnittsabmessungen desto geringer der Anteil der Schalung am Beton. Bei schlanken Stützen ist der Anteil der Schalung beträchtlich. Der Unter-

128


schied im Schalungsgrad zwischen einer Stütze mit einer Seitenlänge von 15 und jener von 30 cm beträgt, unabhängig von der Querschnittsbreite ca. 6,7 m2/m3. Der Unterschied zwischen einer Stütze mit der Seitenlänge von 30 cm und einer mit 60 cm beträgt ca. 3,3 m2/m3. Bei einer Vergrößerung der Länge von 60 cm auf 90 cm beträgt die Differenz nur mehr ca. 1,11 m2/m3. Mit zunehmenden Querschnittsabmessungen verringert sich der Unterschied im Schalungsgrad. 3.5.2.2.2 Schalungsgrad für Wände Wandschalungen werden doppel- oder einhäuptig hergestellt. Zwei Schalungshäupter stehen sich bei der doppelhäuptigen Wandschalung gegenüber, im Gegensatz zur einhäuptigen Wandschalung, für die nur ein Schalungshaupt erforderlich ist (z.B. Ausführung mit Abstützböcken). In weiterer Folge wird der Schalungsgradverlauf, jeweils getrennt für doppelhäuptige und einhäuptige Wandschalungen, dargestellt. Schalungsgrad für Wände – Doppelhäuptig Bei doppelhäuptigen Wandschalungen (Beispiel siehe Abb. 3-11) ergibt sich die Schalfläche aus den beiden Wandflächen der Stahlbetonwand und der beidseitigen Stirnabschalung (Ausnahme z.B. bei Anbindung an einen bereits hergestellten Fertigungsabschnitt).

Abb. 3-11 Doppelhäuptig geschalte Wände – Beispiel mit einer Rahmenschalung [Quelle: Doka]


129

Nach Berechnung der Schalfläche und der dazugehörigen Betonmenge, folgt durch Einsetzen in Glg.(3-7) der Schalungsgrad für die Wand. Der Schalungsgradverlauf in Abhängigkeit von der Wanddicke ist im Diagramm in der Abb. 3-12 dargestellt (monolithische Herstellung). Auf der Abszisse ist die Wanddicke aufgetragen und auf der Ordinate der Schalungsgrad. Die Skala für den Schalungsgrad reicht von 0 bis 15 m2/m3. Für das Hauptintervall wurde 1 und für das Hilfsintervall 0,2 m2/m3 gewählt. Die einzelnen Kurven repräsentieren unterschiedliche Wandlängen. Im Diagramm sind sieben Kurven dargestellt. Mit zunehmender Wandstärke nimmt der Schalungsgrad ab. Am Anfang (von 15 cm bis 30 cm) fallen die Kurven steil ab, ab ca. 35 cm verflachen die Kurven zusehends. Der Einfluss der Randabschalung auf den Schalungsgrad nimmt mit zunehmender Wandlänge ab und der Unterschied in den einzelnen Kurven wird geringer. Betrachtet wird der Schalungsgrad für eine Wanddicke von 20 cm, 40 cm und 80 cm (für eine vorgegebene Wandlänge von 2 m; Kurve „LWD = 2 m“). Bei einer Wanddicke von 20 cm beträgt der Schalungsgrad 11 m2/m3, bei 40 cm 6 m2/m3 und bei 80 cm 3,5 m2/m3.


Entwicklung des Schalungsgrades - Wandschalung (Doppelhäuptig)

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

LWD = 2 m LWD = 4 m LWD = 6 m LWD = 8 m LWD = 10 m LWD = 12 m LWD = 14 m

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Wanddicke [cm]

80

85

90

©HOFSTADLER

Abb. 3-12 Schalungsgrad für Wände – Doppelhäuptig

Bei einer Verdoppelung der Wandstärke von 20 cm auf 40 cm reduziert sich der Schalungsgrad um 5 m2/m3. Eine weitere Verdoppelung der Wandstärke von 40 cm auf 80 cm hat eine Reduktion von 2,5 m2/m3 zur Folge.

130


Schalungsgrad für Wände – Einhäuptig Für einhäuptige Wandschalungen (wie beispielsweise in Abb. 3-13 dargestellt) ergibt sich die Schalfläche aus einer Wandfläche und der Fläche der beidseitigen Stirnabschalung (Ausnahme z.B. bei Anbindung an einen Fertigungsabschnitt).

Abb. 3-13 Einhäuptig geschalte Wand – Beispiel mit einer Rahmenschalung [Quelle: Doka]

Der Schalungsgradverlauf in Abb. 3-14, folgt durch Einsetzen in Glg.(3-7), in Abhängigkeit von der Wanddicke.

Entwicklung des Schalungsgrades - Wandschalung (Einhäuptig)

8 LWD = 2 m

7

LWD = 4 m


LWD = 6 m

6

LWD = 8 m LWD = 10 m

5

LWD = 12 m LWD = 14 m

4 3 2 1 0 15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

Wanddicke [cm]

Abb. 3-14 Schalungsgrad für Wände – Einhäuptig

80

85

90

©HOFSTADLER


131

Im Diagramm in Abb. 3-14 haben Ordinate, Abszisse und Kurven die gleiche Bedeutung wie im Diagramm in Abb. 3-12. Die einzelnen Kurven verlaufen parallel, und mit steigender Wandstärke nimmt der Schalungsgrad ab. Im Bereich von 15 cm bis 30 cm fallen die einzelnen Kurven steil ab und flachen in weiterer Folge mit zunehmender Wandstärke ab. Der Einfluss auf die Randabschalung ist bei den einhäuptigen Wandschalungen größer als bei den doppelhäuptigen Schalungen. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 8 m2/m3. Die Schrittweite für das Hauptintervall ist 1 und jene für das Hilfsintervall 0,2 m2/m3. Es werden die Schalungsgrade für Wanddicken von 20 cm, 40 cm und 80 cm (für eine Wandlänge von 4 m; Kurve „LWD = 4 m“) miteinander verglichen. Bei einer Wandstärke von 20 cm beträgt der Schalungsgrad 5,5 m2/m3, bei 40 cm 3,0 und bei 80 cm 1,75 m2/m3. Bei einer Verdoppelung der Wanddicke von 20 cm auf 40 cm reduziert sich der Schalungsgrad um 2,5 m2/m3. Eine weitere Verdoppelung der Wanddikke von 40 cm auf 80 cm zieht eine Schalungsgradreduktion von 1,25 m2/m3 nach sich.

3.5.2.3

Schalungsgrad für horizontale Bauteile

In diesem Abschnitt sind Flachdecken und Fundamente unter dem Begriff horizontale Bauteile zusammengefasst. 3.5.2.3.1 Schalungsgrad für Flachdecken Bei der Berechnung der Schalfläche von Flachdecken (Beispiel siehe Abb. 3-15) wird der Anteil der horizontalen Schalung und der Randabschalung berücksichtigt. Auszubildende Arbeitsfugen, die aus einer Unterteilung in Fertigungsabschnitte resultieren sind in der Schalungsgradberechnung nicht enthalten (zur optimalen Anordnung von Arbeitsfugen siehe in Kapitel 2.6.6). Durch Einsetzen in Glg.(3-7) erhält man für die jeweilige Deckendicke den zugehörigen Wert für den Schalungsgrad. Im Diagramm in der Abb. 3-16 ist der Verlauf des Schalungsgrades in Abhängigkeit von der Deckendicke dargestellt. Die Kurven im Diagramm repräsentieren verschiedene Deckenflächen.

132


Abb. 3-15 Schalung für eine Flachdecke – Beispiel mit einer Trägerschalung [Quelle: Doka]

Für Deckenflächen von 100, 300, 500 und 700 m2 ist die jeweilige Schalungsgradentwicklung abgebildet (die Schrittweite und Anzahl der Kurven kann beliebig verändert bzw. ergänzt werden).

Entwicklung des Schalungsgrades - Deckenfläche von 100 m² bis 700 m² 8,0 7,5

SF,D = 100 m² SF,D = 300 m² SF,D = 500 m² SF,D = 700 m²


7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Deckendicke [cm]

Abb. 3-16 Schalungsgrad für Flachdecken

©HOFSTADLER


133

Auf der Abszisse ist die Deckendicke – von 15 bis 45 cm – von links nach rechts ansteigend aufgetragen. Der Schalungsgrad ist als Ordinatenwert im Bereich von 2 bis 8 m2/m3 ablesbar. Anhand des Verlaufs der Kurven ist erkennbar, dass der Schalungsgrad mit zunehmender Deckendicke abnimmt. Der Anteil der Schalung [m2] an der einzubauenden Betonmenge sinkt mit zunehmender Deckendicke. Im Beispiel wird der Schalungsgrad einer Decke (Kurve „SF,D = 100 m2“) mit einer Stärke von 20 cm mit jener von 30 cm verglichen. Eine Differenz in der Deckenstärke von 50 % führt zu einem Unterschied im Schalungsgrad von ca. 31 % (dies entspricht ca. 1,67 m2/m3). Aus dem Diagramm ist deutlich ablesbar, dass mit zunehmender Deckenfläche der Einfluss der Randabschalung auf den Schalungsgrad abnimmt. Der Unterschied zwischen den Kurven für Deckenflächen von 300, 500 und 700 m2 ist gering. Wird die Decke mit Unterzügen ausgebildet, erhöht sich der Schalungsgrad um die Anteile für die Schalung der Unterzüge (im Diagramm nicht dargestellt). Werden Schalungssysteme verwendet die nach einem Baukastensystem funktionieren (Position und Lage von Stützen, Querträgern, Schalungselementen sind vom System zwingend vorgegeben) ergibt sich unabhängig von der Deckendicke immer die gleiche Anzahl an Stützen und Schalelementen usw. (bis zum Erreichen der maximal zulässigen Deckendicke). Dies bedeutet, dass sich bei einer Deckendicke von 20 cm der gleiche Gerätebedarf (Schalung) wie bei einer Deckendicke von z.B. 30 cm ergibt. Unterhalb der maximal zulässigen Deckendicke ist die Schalung statisch nicht voll ausgelastet und damit überdimensioniert. Der Vorteil liegt hier aber im vom System vorgegebenen Montageablauf (zwingend bei einigen Rahmenschalungssystemen für Decken). Der Arbeitsaufwand für das Einmessen der Lage der einzelnen Systemteile und das Ausrichten (ausgenommen die vertikale Ausrichtung) entfällt. Inwieweit der Nachteil im Gerätekostenbereich durch die Systemlogik und damit Verminderung des Lohnanteils kompensiert wird, ist im Einzelfall zu prüfen. 3.5.2.3.2 Schalungsgrad für Fundamentplatten Fundamentplatten werden seitlich abgeschalt. Arbeitsfugen sind hier in den Berechnungen des Schalungsgrads nicht berücksichtigt.

134


Die optimale Anordnung der Arbeitsfugen für Fundamentplatten wird in Kapitel 2.6.6 behandelt. Schalungsgrad für Fundamentplatten – Quadratischer Grundriss Der Schalungsgradverlauf für quadratische Fundamentplattengrundrisse ist in Abb. 3-17 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Seitenlänge der Fundamentplatte aufgetragen und auf der Ordinate der Schalungsgrad. Die Seitenlängen sind von 5 bis 90 m – in 5 m Schritten – dargestellt. Die Werte auf der Ordinate reichen von 0 bis 1 m2/m3. Das Intervall wurde mit 0,05 m2/m3 gewählt. Zum Unterschied zu den vertikalen Bauteilen und den Stahlbetondecken, liegen die Werte für den Schalungsgrad erstmals durchwegs bei einer Größenordnung kleiner eins. Bedingt durch die größeren Betonmengen ergeben sich niedrige Werte für den Schalungsgrad. Der Kurvenverlauf gestaltet sich von 5 m bis 15 m Seitenlänge ausgeprägt fallend. Mit zunehmender Länge der Fundamentplatte verflacht die Kurve weiter.


Entwicklung des Schalungsgrades - Quadratische Fundamentplatten

1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Länge der Fundamentplatte [m]

65

70

75

80

85

90

©HOFSTADLER

Abb. 3-17 Schalungsgrad für Fundamentplatten mit quadratischem Grundriss

Der Schalungsgrad für quadratische Fundamentplatten kann auch nach Glg.(3-12) berechnet werden. Für LFP, Q setzt man die Länge der Fundamentplatte [in m] ein und erhält den spezifischen Schalungsgrad.


4 s g, fu, fp = -------------L FP, Q

135

(3-12)

Schalungsgrad für Fundamentplatten – Rechteckiger Grundriss Im Diagramm in Abb. 3-18 ist der Schalungsgradverlauf von rechteckigen Fundamentplatten in Abhängigkeit von der Länge der Platte dargestellt. Auf der Abszisse sind die Längen der Fundamentplatten und auf der Ordinate die Schalungsgrade aufgetragen. Die Skala auf der Ordinate reicht von 0 bis 1 m2/m3; das Hauptintervall beträgt 0,05 m2/m3 und das Hilfsintervall 0,01 m2/m3. Die einzelnen Kurven stehen für verschiedene Fundamentbreiten („BFP = 10 m“ steht für eine Fundamentbreite von 10 m). Von 5 bis 10 m Seitenlänge sinkt der Schalungsgrad rasch ab. Mit zunehmenden Fundamentlängen verkleinert sich der Unterschied in den Schalungsgraden.


Entwicklung des Schalungsgrades - Rechteckige Fundamentplatten

1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 5

10

15

20

25

30

35

40

45

BFP = 5 m

BFP = 10 m

BFP = 15 m

BFP = 20 m

BFP = 25 m

BFP = 30 m

BFP = 35 m

BFP = 40 m

BFP = 45 m

BFP = 50 m

BFP = 55 m

BFP = 60 m

BFP = 65 m

BFP = 70 m

BFP = 75 m

BFP = 80 m

BFP = 85 m

BFP = 90 m

50

55

60

Länge der Fundamentplatte [m]

65

70

75

80

85

90

©HOFSTADLER

Abb. 3-18 Schalungsgrad für Fundamentplatten mit rechteckigem Grundriss

Die Differenz zwischen den einzelnen Kurven verringert sich mit steigender Fundamentbreite, die Kurven verlaufen parallel zueinander.

136


3.5.2.3.3 Schalungsgrad für Einzelfundamente Aus den Mantelflächen der Einzelfundamente ergibt sich die Schalungsfläche. Mit der entsprechenden Betonmenge folgt nach Division von Schalfläche und Betonmenge der entsprechende Schalungsgrad. In weiterer Folge wird zwischen Einzelfundamenten mit quadratischem und mit rechteckigem Grundriss unterschieden. Schalungsgrad für Einzelfundamente – Quadratischer Grundriss Der Schalungsgradverlauf für Einzelfundamente mit quadratischem Grundriss ist in Abhängigkeit von der Seitenlänge (von 0,5 bis 8 m2/m3; Hauptintervall: 0,5 m2/m3; Hilfsintervall: 0,1 m2/m3) in Abb. 3-19 dargestellt. Einem steilen Kurvenabfall im Bereich von 0,5 bis 1,5 m Fundamentlänge folgt ab ca. 2,0 m ein flacherer Verlauf. Die Differenz im Schalungsgrad zwischen einem Einzelfundament mit z.B. 0,5 m Seitenlänge und jenem mit 1 m Seitenlänge, beträgt ca. 4 m2/m3 (50 %) und jener zwischen 1 und 1,5 m, ca. 1,33 m2/m3 (ca. 33 %).


Entwicklung des Schalungsgrades - Einzelfundamente mit quadratischem Grundriss

8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

Länge der Einzelfundamente [m]

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

©HOFSTADLER

Abb. 3-19 Schalungsgrad für Einzelfundamente – Einzelfundamente mit quadratischem Grundriss

Einen Schalungsgradunterschied von lediglich 0,07 m2/m3 (ca. 9 %) ergibt sich zwischen 5 und 5,5 m Fundamentlänge.


137

Schalungsgrad für Einzelfundamente – Rechteckiger Grundriss Für Einzelfundamente mit rechteckigem Grundriss ist der Schalungsgradverlauf in Abhängigkeit von der Länge und Breite im Diagramm der Abb. 3-20 dargestellt. Die Kurven repräsentieren verschiedene Fundamentbreiten. Die Länge der Fundamente ist auf der Abszisse aufgetragen und der Schalungsgrad auf der Ordinate. Die Skala reicht von 0 bis 8 m2/m3. Für das Hauptintervall wurde 0,5 und für das Hilfsintervall 0,1 m2/m3 gewählt. Die einzelnen Kurven verlaufen parallel zueinander. Betrachtet man die Kurve „BEF = 0,5 m“ (die Breite des Einzelfundamentes beträgt 0,5 m), reduziert sich der Schalungsgrad von 8 m2/m3 bei 0,5 m Länge auf 6 m2/m3 bei 1 m. Mit zunehmender Fundamentlänge verringert sich der Unterschied im Schalungsgrad. Bei 9 m Fundamentlänge beträgt der Schalungsgrad ca. 4,2 m2/m3.


Entwicklung des Schalungsgrades - Einzelfundamente mit rechteckigem Grundriss

8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

BEF = 0,5 m BEF = 1,5 m BEF = 2,5 m BEF = 3,5 m BEF = 4,5 m BEF = 5,5 m BEF = 6,5 m BEF = 7,5 m BEF = 8,5 m

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

Länge der Einzelfundamente [m]

6,5

7,0

BEF = 1,0 m BEF = 2,0 m BEF = 3,0 m BEF = 4,0 m BEF = 5,0 m BEF = 6,0 m BEF = 7,0 m BEF = 8,0 m BEF = 9,0 m

7,5

8,0

8,5

9,0

©HOFSTADLER

Abb. 3-20 Schalungsgrad für Einzelfundamente – Rechteckiger Grundriss

Für die Kurve „BEF = 9 m“ verkleinert sich der Schalungsgrad für ein Fundament nach Vergrößerung der Seitenlänge von 0,5 m auf 1 m von ca. 4,2 m2/m3 auf ca. 2,2 m2/m3 (paralleler Verlauf der Kurven). Für 9 m Seitenlänge ergibt sich ein Schalungsgrad von ca. 0,4 m2/m3.

138


3.5.2.4

Schalungsgrad: Vergleichende Darstellung


Ein Bauwerk setzt sich aus verschiedenen Bauteilen (z.B. Stützen, Wände, Decken) zusammen, die mit einem unterschiedlich großen Arbeitsaufwand hergestellt werden. Bei den Stahlbetonarbeiten ist dabei der Kostenanteil für die Schalarbeiten in der Regel dominierend18) 19). Mit zunehmendem Schalungsgrad steigt auch der Anteil der Schalungskosten an den Kosten für die gesamten Stahlbetonarbeiten. Der Unterschied in den Schalungsgraden zwischen den einzelnen Bauteilen beträgt dabei bis zu ca. 99 %. Zur Veranschaulichung der unterschiedlichen Schalungsgrade einzelner Bauteile wurden diese für verschiedene Abmessungen berechnet und im Diagramm in Abb. 3-21 gemeinsam dargestellt.

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Decke: Deckenfläche = 100 m²; Deckenstärke variiert von 20 cm - 100 cm Wand: Doppelhäuptig; Wandlänge = 20 m; Wandstärke variiert von 20 cm - 100 cm Wand: Einhäuptig; Wandlänge = 20 m; Wandstärke variiert von 20 cm - 100 cm Stütze: Quadratischer Querschnitt; Querschnittslänge variiert von 20 cm - 100 cm Fundament: Quadratische Fundamentplatte; Seitenlänge variiert von 20 m - 100 m Fundament: Quadratisches Einzelfundament; Seitenlänge variiert von 2 m - 10 m

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Dimension [cm] oder [m]

75

80

85

90

95

100

©HOFSTADLER

Abb. 3-21 Vergleich der Schalungsgrade der verschiedenen Bauteile eines Hochbaus

Im Diagramm sind die Schalungsgrade für horizontale und vertikale Bauteile gemeinsam dargestellt. Die gewählten Abmessungen für die jeweiligen Bauteile orientieren sich an üblichen Dimensionen in der Baupraxis. Das Diagramm zeigt die Unterschiede in den Schalungsgraden und deren größenmäßige Veränderung bei steigenden bzw. sinkenden Dimensionen. Auf der Abszisse sind Dimensionen [in cm oder m] – die Angaben in der 18)

vgl. Hofstadler (2003). Einsparpotenzial bei Stahlbetonarbeiten. 52ff Hofstadler (2003). Der Anteil der Schalarbeiten an den Kosten für die Stahlbetonarbeiten in Österreich. 19ff

19) vgl.


139

Legende sind dabei zu berücksichtigen (Abweichung bei den Einzelfundamenten) – und auf der Ordinate die Schalungsgrade [m2/m3] aufgetragen. Für die Ordinate wurde das Hauptintervall mit 1 und das Hilfsintervall mit 0,25 m2/m3 gewählt. Beispielsweise kann für eine Stütze mit quadratischem Querschnitt der Schalungsgrad nach Glg.(3-7) bzw. durch Einsetzen der Querschnittslänge [cm] in Glg.(3-9) berechnet werden. Wird z.B. für die Querschnittslänge 50 cm eingesetzt, folgt daraus der Schalungsgrad mit 8 m2/m3. Der Vorteil in der Anwendung von Glg.(3-9) liegt darin, dass die Schalfläche und die dazugehörige Betonmenge vorher nicht ermittelt werden müssen. Für Stützen mit quadratischem Querschnitt wurden die Querschnittlängen in 5 cm Schritten, im Bereich von 20 cm bis 100 cm, variiert. Die Stützen sind eindeutig jene Bauteile mit den größten Werten für den Schalungsgrad; die Werte bewegen sich hier zwischen 20 und 4 m2/m3. Doppelhäuptig geschalte Wände stellen die Bauteile mit den zweithöchsten Schalungsgraden dar. Die Höhe bewegt sich hier von ca. 10,1 bis 2,1 m2/m3. Der Höchstwert liegt um ca. 49,5 % und der niedrigste Wert um ca. 47,5 % unter den Werten der Stützen. Im Bereich von 5,5 m2/m3 bei 20 cm bis 1,5 m2/m3 bei 100 cm Deckenstärke bewegen sich die Werte für die Flachdecken. Gegenüber den Werten der Stützen hat sich der größte Wert um 72,5 % und der kleinste Wert um 62,5 % reduziert. Die Werte der einhäuptig geschalten Wände sind jenen der Flachdecken sehr ähnlich. Der größte Wert für den Schalungsgrad liegt hier bei ca. 5,1 m2/m3 und der niedrigste bei 1,1 m2/m3. Im Vergleich zur Stütze liegt die Reduktion für den höchsten Wert bei ca. 74,5 % und für den niedrigsten bei ca. 72,5 %. Für die Einzelfundamente liegt der Höchstwert bei 2 m2/m3 und der niedrigste Wert bei 0,4 m2/m3. Der Schalungsgrad hat sich im Vergleich zu den Stützen – beim höchsten und kleinsten Wert – um jeweils ca. 90 % verringert. Die Fundamentplatte ist hier jener Bauteil mit den geringsten Schalungsgraden. Der größte Wert liegt bei ca. 0,2 m2/m3 und der kleinste Wert bei ca. 0,04 m2/m3. Im Vergleich zur Stütze ergibt sich beim größten als auch kleinsten Wert eine Reduktion im Ausmaß von ca. 99 %.

140


3.5.2.5

Berechnung des Schalungsgrades für zwei Bauwerke aus Stahlbeton

Für ein Bauwerk (7 Geschosse, Computergrafik siehe Abb. 3-22) wurden die Fundamente, Stützen, Wände und Decken in Ortbeton und die Stiegen für das Treppenhaus als Fertigteile geplant. Die Mengenermittlung für die Ortbetonbauteile des Bauwerkes ist in Tab. 3-1 dargestellt. In der ersten Spalte sind die Bauteile, in der zweiten Spalte die spezifischen Schalflächen und in der vierten Spalte, die dazugehörigen Betonmengen angeführt. In der dritten Spalte ist der Anteil der Bauteile an der Gesamtschalfläche in Prozentwerten abzulesen. Die Verteilung der Betonmenge für die einzelnen Bauteile ist in Spalte 5 darstellt. Betrachtet man die Anteile der Schalflächen der einzelnen Bauteile, haben Wände und Decken zusammen einen Anteil von mehr als 90 % an der gesamten Schalfläche.

Abb. 3-22 Bürogebäude aus Stahlbeton – Computergrafik [Quelle: PERI, Projekt Wirtschaft Bau20)]

Die Schalflächen für die Wände haben den größten und jene für die Bodenplatte den geringsten Anteil an der gesamten Schalfläche. Bei der Betonmenge liegt der größte Anteil bei den Decken, gefolgt von den Wänden und der Bodenplatte. Setzt man die Werte für die Schalflächen und Betonmengen der einzelnen Bauteile in Glg.(3-8) ein, erhält man folgende Lösung (Glg.(3-13)): 20)

vgl. Projekt Wirtschaft Bau (2003). a.a.O.


2

2

2

2

2

2

2

m 159m + 16m + 1546m + 9595m + 8603m + 52m s g, bwk = ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------= 3, 98 ------33 3 3 3 3 3 m 852m + 5m + 130m + 1352m + 2665m + 14m

Bauteile 1

Schalfläche [m²] 2

Bodenplatte

[m³] 4

% 5

0,80

852

16,98

16

0,08

5

0,10

Stützen

1.546

7,74

130

2,59

Wände

9.595

48,04

1.352

26,94

Decken

8.603

43,08

2.665

53,11

52

0,26

14

0,28

Sonstige Bauteile

(3-13)

Betonmenge % 3

159

Einzelfundamente

141

Tab. 3-1 Tabelle mit Schalflächen und Betonmengen für die einzelnen Bauteile

Der Schalungsgrad für das gesamte Bauwerk wurde hier mit ca. 4 m2/m3 berechnet. Durchschnittlich sind damit 4 m2 Schalung zur Herstellung eines Kubikmeter Betons erforderlich.

Abb. 3-23 Bürogebäude aus Stahlbeton – Computergrafik [Quelle: Doka, Projekt Wirtschaft Bau21)]

Bei feingliedrigen Bauwerken ist in der Regel der Schalungsgrad höher als für das hier gezeigte Bauwerk. Zu Vergleichszwecken ist in Abb. 3-23 in einer Computergrafik ein Hochhaus (Bürogebäude, 32 Geschosse) darge21)

vgl. Projekt Wirtschaft Bau (2003). a.a.O.

142


stellt. Die Geschossfläche des ca. 110 m hohen Bauwerks beträgt etwa 1.300 m2. Für dieses Bauwerk wurden die Mengen für Schalung und Beton ermittelt. Durch Einsetzen in Glg.(3-8) ergab sich für das Hochhaus der Schalungsgrad mit ca. 5,2 m2/m3. Gegenüber dem 7-geschossigen Bauwerk hat sich der Schalungsgrad um 1,2 m2/m3 (oder 30 %) erhöht. Der Unterschied im Schalungsgrad hat Auswirkungen auf den Anteil der Schalarbeiten an den Stahlbetonarbeiten und in weiterer Folge auf die Schalungskosten. Der Anteil der Schalung an den Stahlbetonkosten ist beim Hochhaus größer als beim 7-geschossigen Bauwerk. Zu Vergleichszwecken wurde der Unterschied für die Lohnkosten quantifiziert. Zur Vereinfachung wurden die Aufwandswerte für beide Bauwerke in gleicher Höhe angesetzt. Mit den gewählten Ansätzen ergab sich bei den Lohnkosten ein Unterschied von ca. 16 %. Auf den Kubikmeter Beton bezogen, war der Beton beim Hochhaus um ca. 19 €/m3 teurer als beim Vergleichsbauwerk. Es ist davon auszugehen, dass sich diese Differenz nach Berücksichtigung der Geräte- und Materialkosten weiter erhöhen wird (hier nicht dargestellt). Allein aus der Steigerung des Schalungsgrades um 30 % hat sich für das gezeigte Beispiel ein Unterschied bei den Lohnkosten von 16 % ergeben.

3.5.2.6

Zusammenfassung

Der Schalungsgrad als Beziehungszahl hat Aussagekraft über den Anteil der Schalung am herzustellenden Bauteil bzw. in weiterer Folge am gesamten Bauwerk. Mit zunehmender Feingliedrigkeit des Bauteils steigen der Schalungsgrad und damit auch der Aufwand für die Schalarbeiten im Verhältnis zur eingebauten Betonmenge. Für vertikale Bauteile wie Stützen und Wände und horizontale Bauteile wie Decken und Fundamente, wurde der spezifische Schalungsgradverlauf in Diagrammen dargestellt. Generell folgen alle Kurven in den Diagrammen einem regressiven Verlauf. In der Regel ist der Schalungsgrad für Stützen und Wände höher als für Decken und Fundamente. Der Schalungsgrad für eine quadratische Stütze mit einer Seitenlänge von 40 cm beträgt 10 m2/m3. Reduziert man die Seitenlänge auf 20 cm, vergrößert sich der Schalungsgrad auf 20 m2/m3. Der Kreisquerschnitt stellt bei Stützen – bezogen auf den Schalungsgrad – die günstigste Querschnittsform dar. Bei gleicher Betonmenge ergibt sich


143

gegenüber einer Stütze mit quadratischem Querschnitt ein geringerer Schalungsgrad. Zur Veranschaulichung wurde eine Stütze mit quadratischem Querschnitt mit einer Seitenlänge von 15 cm herangezogen. Aus der Betonmenge der quadratischen Stütze wurde der Durchmesser der Stütze mit Kreisquerschnitt berechnet. Bei gleicher Betonmenge ergibt sich ein Unterschied im Schalungsgrad von ca. 3 m2/m3. Bei der doppelhäuptigen Wandschalung (z.B. Wandlänge „LWD = 2 m“) beträgt der Schalungsgrad beispielsweise bei einer 15 cm dicken Wand ca. 14,3 m2/m3 und verringert sich bei einer Wand mit einer Stärke von 40 cm auf 6 m2/m3. Für eine Deckenstärke von 20 cm (Deckenfläche = 100 m2) beträgt der Schalungsgrad ca. 5,4 m2/m3 und für jene mit 30 cm ca. 3,7 m2/m3. Der Unterschied im Schalungsgrad liegt damit bei ca. 1,7 m2/m3 (oder 31 %). Betrachtet wurde eine Systemschalung mit einer fix vorgegebenen – von der Deckendicke unabhängigen – Elementanordnung. Dabei wurde der Einsatz für eine Decke mit der Dicke von 20 cm mit jener von 30 cm verglichen. Wird ein Schalungssystem mit vorgegebener Austeilung der einzelnen Elemente verwendet, ergibt sich für jede Deckendicke (bis zur maximal zulässigen Dicke, die vom Hersteller vorgegeben ist) die gleiche Anzahl an Schalungselementen. Es folgen damit auch keine Unterschiede in den Lohnkosten für das Ein- und Ausschalen. Setzt man für die Herstellkosten der Schalung z.B. 21 €/m2 an, führt der Unterschied im Schalungsgrad von 1,7 m2/m3 zu einer Differenz in den Herstellkosten von ca. 35,7 €/m3 (bezogen auf einen m3 Beton). Legt man die Schalungskosten auf einen m3 Beton um, bedeutet dies, dass der m3 Beton bei einer 20 cm Decke um 35,7 € teurer ist als bei einer 30 cm Decke. Aus der Summe der gesamten Schalfläche eines Bauwerks und der spezifischen Betonmenge lässt sich der Schalungsgrad für das gesamte Gebäude berechnen. Sammelt eine Baufirma systematisch die Werte für Schalungsgrade der ausgeführten Projekte und die zugehörigen Aufwandswerte für die Schalarbeiten, können diese Aufzeichnungen als wichtige Grundlage für die Beurteilung zukünftiger Projekte dienen. Die Höhe des Schalungsgrades stellt einen wesentlichen Indikator zur Beurteilung des Schalungsaufwandes dar. Mit ansteigendem Schalungsgrad wächst auch der Kostenanteil der Schalung an den Stahlbetonarbeiten. Vor allem in der Angebotsphase, in der erfahrungsgemäß wenig Zeit zur Entscheidungsfindung zur Verfügung steht, ist es sehr wichtig, sich an aussagekräftigen Kennzahlen orientieren zu können.

144


Der Aufwand für die Schalarbeiten zweier verschiedener Bauwerke, die den gleichen Schalungsgrad aufweisen ist selten gleich. Der Unterschied folgt z.B. aus Architektur, Konstruktion, Anordnung der Arbeitsfugen, Bauablauf oder den Abmessungen der einzelnen Bauteile bzw. der Geschosshöhen. Die Einführung weiterer Beurteilungskriterien hinsichtlich des Schalungsaufwandes – wie z.B. Bauwerksbedingungen und Baustellenbedingungen – wäre hilfreich. Mit den hier präsentierten Diagrammen kann für die gebräuchlichsten Abmessungen der Bauteile der spezifische Schalungsgrad direkt grafisch ermittelt werden. Die einzelnen Schalungsgrade – und in weiterer Folge der Gesamtschalungsgrad für das Bauwerk – liefern wichtige Informationen über die Schalungsintensität. Damit kann auf die Lohnintensität und in weiterer Folge auf die Kostenintensität geschlossen werden. Zum Vergleich wurden die Schalungsgrade für verschiedene Bauteile ermittelt und in einem Diagramm zusammengefasst dargestellt (siehe Abb. 321). Die vergleichende Darstellung macht die Verhältnisse der spezifischen Schalungsgrade zu einander transparent und quantifizierbar. Stützen sind diejenigen Bauteile mit den höchsten, Fundamentplatten diejenigen mit den niedrigsten Werten für den Schalungsgrad. Doppelhäuptige Wände weisen hier die zweithöchsten Werte auf. Der Unterschied in den Schalungsgraden der Flachdecke und der einhäuptig geschalten Wand sind nicht ausgeprägt und variieren vor allem mit der Wand- bzw. Deckenfläche. Je größer die jeweiligen Flächen dabei sind, desto geringer wird der Unterschied zwischen den beiden Kurven. Mit zunehmender Feingliedrigkeit des Bauwerks steigt der Schalungsgrad. Aus dem Vergleich zweier Bauwerke ergab sich der Unterschied im Schalungsgrad mit ca. 1,2 m2/m3 (oder 30 %). Die Erhöhung des Schalungsgrades hatte Auswirkungen auf die Kosten. In diesem Fall wurden die Auswirkungen auf die Lohnkosten betrachtet. Für das vereinfachte Beispiel betrug der Unterschied in den Betonkosten ca. 16 % (oder 19 €/m3). In der Kostenermittlung für Angebote und in der Arbeitsvorbereitung von Stahlbetonarbeiten sind die Schalarbeiten eingehend in den Überlegungen zu berücksichtigen. Mit steigendem Schalungsgrad wächst der Einfluss der Kosten für die Schalarbeiten auf die gesamten Kosten für die Stahlbetonarbeiten. Nicht zutreffende Aufwandswerte – zu niedrig angesetzte Werte – wirken sich hier besonders negativ auf den wirtschaftlichen Erfolg einer Baustelle aus.


145

Folgende Regel sollte für die Angebotsbearbeitung und Arbeitsvorbereitung von Stahlbetonarbeiten gelten: „Mit der Höhe des Schalungsgrades soll auch die Bearbeitungsintensität in der Arbeitsvorbereitung für die Schalarbeiten steigen“. Zielführend dabei ist die vernetzte Betrachtung der Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten. Die Auswirkungen der Bauwerksund Baustellenbedingungen auf Bauverfahren, Fertigungsablauf und Ressourceneinsatz sind dabei zu berücksichtigen.

3.5.3

Bewehrungsgrad

In vielen Ausschreibungen ist die Bewehrungsmenge für die verschiedenen Bauteile (z.B. Fundamente, Stützen, Wände, Decken) eines Bauwerks nicht im Detail angegeben. Für die Kalkulation und Bauablaufplanung wird dann meist anhand des angenommenen spezifischen Bewehrungsgrads die jeweilige Bewehrungsmenge berechnet. Angegeben wird der Bewehrungsgrad in einer Gewichtseinheit (z.B. Tonnen [to] oder Kilogramm [kg] bezogen auf die Betonmenge [m3] oder die Bauteilfläche [m2] wie beispielsweise die Deckenfläche). Die Mengen sind spätestens für die Feinplanung in der Bauablaufplanung der einzelnen Bauteile detailliert zu ermitteln. Dabei ist in Schalfläche, Bewehrungsmenge und Betonmenge zu differenzieren. Mit den ermittelten Bewehrungsmengen können – unter Berücksichtigung der spezifischen Bauwerks- und der Baubetriebsbedingungen – die jeweiligen Vorgangsdauern ermittelt werden.

3.5.3.1

Grundlagen für den Bewehrungsgrad

Der Bewehrungsgrad für die Grobplanung kann in der Regel nicht genau angegeben werden und muss demzufolge abgeschätzt werden. Als Orientierung dienen Richtwertetabellen aus der Literatur oder Vergleichswerte aus ähnlichen Projekten. Für die Feinplanung in der Bauausführung gibt es in der Regel detaillierte Mengenauszüge. Für einzelne Bauteile eines Bauwerks wird der Bewehrungsgrad bw g, bt, i (Einheiten: kg/m, kg/m2, kg/m3, to/m, to/m2, to/m3) aus dem Quotienten aus Bewehrungsmenge und Betonmenge berechnet. BW M, i bw g, bt, i = ----------------BT M, i

(3-14)

146


Zur Berechnung des Bewehrungsgrades des gesamten Bauwerks, sind in einem ersten Schritt die Bewehrungsmengen und die dazugehörigen Betonmengen der einzelnen Bauteile zu ermitteln. Der Gesamtbewehrungsgrad ergibt sich aus dem Quotienten nach Glg.(3-15).

¦ B WM, FU, i + ¦ B WM, ST, i + ¦ B W M, WD, i + ¦ B WM, D, i + ¦ B WM, SO, i bw g, bwk = -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(3-15) ¦ B TM, FU, i + ¦ B TM, ST, i + ¦ B TM, WD, i + ¦ B TM, D, i + ¦ B TM, SO, i Im Zähler werden die Bewehrungsmengen für die Fundamente, Stützen, Wände, Decken und sonstigen Bauteile (z.B. Stiegen, Podeste) addiert. Die Summe der Betonmengen der einzelnen Bauteile steht im Nenner. In der Grobplanung stehen in der Regel keine genauen Angaben zur Bewehrung zur Verfügung. Zur Orientierung über die Bewehrungsgrade der verschiedenen Bauteile sind in Tab. 3-2 Richtwerte für normale Hochbauten angegeben. Was unter einem „normalen“ Hochbau zu verstehen ist, hat der Autor nicht weiter präzisiert. Die Werte in Spalte 2 beziehen sich auf die Bewehrungsmenge [in kg] bezogen auf die Betonmenge [in m3]. Liegen für ein Bauwerk keine Angaben zum Bewehrungsgrad vor, setzt man für eine erste Abschätzung die Werte aus Tab. 3-2 für die einzelnen Bauteile in Glg.(3-15) ein und erhält daraus den durchschnittlichen Bewehrungsgrad für das gesamte Hochbau-Bauwerk.

Bauteile

Bewehrungsgrad

[-]

[kg/m³]

1

2

Fundamente

30 - 60

Wände

20 - 60

Decken

50 - 80

Balken

80 -100

Stützen

100 -130

59

Tab. 3-2 Bewehrungsgrade für Bauteile von normalen Hochbauten22)

Für Kalkulation, Arbeitsvorbereitung, Ausführung und Abrechnung der Bewehrungsarbeiten bilden die Bewehrungsmengen der Bauteile bzw. der jeweiligen Fertigungsabschnitte die Grundlage für weitere Bearbeitungsschritte. 22) vgl.

Petzschmann (2000). Handbuch für Bauingenieure, Bauverfahrenstechnik und Baumaschineneinsatz. 134


147

In der Arbeitsvorbereitung wird z.B. mit der ermittelten Bewehrungsmenge, der Anzahl der Arbeitskräfte, dem angesetzten Aufwandswert und der täglichen Arbeitszeit die Dauer für die Bewehrungsarbeiten (= Vorgangsdauer) für den betrachteten Fertigungsabschnitt berechnet. Für eine rasche und zielführende Ermittlung der Bewehrungsmenge wurden Diagramme entwickelt, die in diesem Abschnitt dargestellt und beschrieben werden. Die spezifischen Bauteilkennwerte (Bewehrungsgrad, Bauteilabmessungen) können in diese Diagramme eingetragen werden. Die Auswahldiagramme für Fundamente, Stützen, Wände und Decken werden präsentiert und beschrieben. Die einzelnen Diagramme repräsentieren die Ergebnisse aus einer Vielzahl von Berechnungen. Zur Berechnung der Bewehrungsmenge wurden Parameter – wie z.B. Bauteilabmessungen und Bewehrungsgrad – variiert. Die hier gewählten Bandbreiten und Schrittweiten für die Ordinaten- und Abszissenwerte bzw. für die Geraden in den Diagrammen können beliebig angepasst werden.

3.5.3.2

Bestimmung der Bewehrungsmenge – Auswahldiagramm für Fundamente

Im folgenden Abschnitt werden für Fundamente, Stützen, Wände und Decken Diagramme für die Ermittlung der Bewehrungsmenge gezeigt und beschrieben; diese erfolgt anhand der Diagramme mittels Bewehrungsgrad und Bauteilabmessungen. 3.5.3.2.1 Auswahldiagramm für Einzelfundamente In der Abb. 3-24 ist für Einzelfundamente ein Auswahldiagramm zur grafischen Ermittlung der Bewehrungsmenge dargestellt.

0,200 0,190 0,180 0,170 0,160 0,150 0,140 0,130 0,120 0,110 0,100 0,090 0,080 0,070 0,060 FEF= 0,25 m² FEF= 0,75 m² FEF= 1,25 m² 0,050 FEF= 1,75 m² FEF= 2,25 m² FEF= 2,75 m² FEF= 3,25 m² FEF= 3,75 m² FEF= 4,25 m² 0,040 FEF= 4,75 m² FEF= 5,25 m² FEF= 5,75 m² 0,030 FEF= 6,25 m² FEF= 6,75 m² FEF= 7,25 m² 0,020 FEF= 7,75 m² FEF= 8,25 m² FEF= 8,75 m² 0,010 0,000 0,000 0,125 0,250 0,375 0,500 0,625 0,750 0,875 1,000 1,125 1,250 1,375 1,500 Bewehrungsmenge [to]

Bewehrungsgrad [to/m²]

Auswahldiagramm für die Bewehrungsmenge - Einzelfundamente 0,200 0,190 0,180 0,170 0,160 0,150 0,140 0,130 0,120 0,110 0,100 0,090 0,080 0,070 0,060 0,050 0,040 0,030 0,020 0,010 0,000 20

30

40

50

60

70

80

bwg,ef bwg,ef bwg,ef bwg,ef bwg,ef bwg,ef bwg,ef bwg,ef bwg,ef

= 90 kg/m³ = 100 kg/m³ = 110 kg/m³ = 120 kg/m³ = 130 kg/m³ = 140 kg/m³ = 150 kg/m³ = 160 kg/m³ = 170 kg/m³

90

100

110

bwg,ef = 95 kg/m³ bwg,ef = 105 kg/m³ bwg,ef = 115 kg/m³ bwg,ef = 125 kg/m³ bwg,ef = 135 kg/m³ bwg,ef = 145 kg/m³ bwg,ef = 155 kg/m³ bwg,ef = 165 kg/m³ bwg,ef = 175 kg/m³

120

Fundamentdicke [cm]

Abb. 3-24 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Einzelfundamente

130

140

©HOFSTADLER

148


Die Ordinatenwerte geben den Bewehrungsgrad [to/m2] an. Das Hauptintervall beträgt 0,01 und das Hilfsintervall 0,005 to/m2. Auf der Abszisse im rechten Diagramm ist die Fundamentdicke abgebildet. Die Bandbreite reicht von 20 bis 140 cm. Die Geraden stehen für verschiedene Bewehrungsgrade (Bandbreite reicht von 90 bis 175 kg/m3, in 5 kg/m3 Schritten). Im linken Diagramm ist auf der Abszisse die Bewehrungsmenge ablesbar (die Skala reicht hier von 0 bis 1,5 to). Die Geraden stehen jeweils für eine ausgewählte Fundamentfläche (Grundrissfläche des Fundaments). Dabei wird die kleinste Fundamentfläche mit 0,25 m2 und die größte mit 8,75 m2 angegeben. Verzichtet man auf die Anwendung des Auswahldiagramms in Abb. 3-24, kann man in die bekannte Glg.(3-16) einsetzen. F EF ⋅ D EF BW M, EF = ----------------------- ⋅ bw g, ef, i 100

(3-16)

Zur Berechnung der Bewehrungsmenge BWM, EF (to) setzt man im Zähler für die Grundriss-Fläche des Einzelfundamentes F EF [m2], die Fundamentdicke DEF [cm] und den Bewehrungsgrad [to/m3] die spezifischen Werte ein. 3.5.3.2.2 Auswahldiagramm für Fundamentplatten Das Auswahldiagramm in Abb. 3-25 dient zur grafischen Bestimmung der Bewehrungsmenge für Fundamentplatten.

FFP = 200 m² FFP = 400 m² FFP = 600 m² FFP = 800 m² FFP = 1.000 m² FFP = 1.200 m² FFP = 1.400 m² FFP = 1.600 m² FFP = 1.800 m²

0

10

20

30

40

50

60

70

Bewehrungsmenge [to]

80

90

0,100 0,095 0,090 0,085 0,080 0,075 0,070 0,065 0,060 0,055 0,050 0,045 0,040 0,035 FFP = 300 m² 0,030 FFP = 500 m² FFP = 700 m² 0,025 FFP = 900 m² 0,020 FFP = 1.100 m² FFP = 1.300 m² 0,015 FFP = 1.500 m² 0,010 FFP = 1.700 m² FFP = 1.900 m² 0,005 0,000 100 110 120


Auswahldiagramm für die Bewehrungsmenge - Fundamentplatten 0,100 0,095 0,090 0,085 0,080 0,075 0,070 0,065 0,060 0,055 0,050 0,045 0,040 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000

bwg,fp = 20 kg/m³ bwg,fp = 30 kg/m³ bwg,fp = 40 kg/m³ bwg,fp = 50 kg/m³ bwg,fp = 60 kg/m³ bwg,fp = 70 kg/m³ bwg,fp = 80 kg/m³ bwg,fp = 90 kg/m³ bwg,fp = 100 kg/m³

30

35

40

45

bwg,fp = 25 kg/m³ bwg,fp = 35 kg/m³ bwg,fp = 45 kg/m³ bwg,fp = 55 kg/m³ bwg,fp = 65 kg/m³ bwg,fp = 75 kg/m³ bwg,fp = 85 kg/m³ bwg,fp = 95 kg/m³ bwg,fp = 105 kg/m³

50

55

60

65

70

75

80

Fundamentdicke [cm]

85

90

©HOFSTADLER

Abb. 3-25 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Fundamentplatten

Auf der Abszisse im rechten Diagramm ist die Fundamentdicke aufgetragen. Der niedrigste Wert ist hier mit 30 cm und der höchste mit 90 cm ange-


149

geben. Die Schrittweite beträgt 5 cm. Die Geraden stehen jeweils für einen ausgewählten Bewehrungsgrad, der auf den Kubikmeter Beton bezogen ist. Die Werte sind von 20 bis 105 kg/m3 in einer Schrittweite von 5 kg/m3 angeführt. Als Ordinatenwert ist der Bewehrungsgrad (Bandbreite reicht von 0 bis 0,1 to/m2) bezogen auf die Grundrissfläche der Fundamentplatte ablesbar. Das Hauptintervall auf der Skala wurde mit 0,005 und das Hilfsintervall mit 0,0025 to/m2 gewählt. Auf der Abszisse im linken Diagramm ist die Bewehrungsmenge aufgetragen; das Spektrum für die Bewehrungsmenge reicht dabei von 0 bis 120 to. Die Geraden stehen für verschiedene Fundamentplattenflächen. In 100 m2-Abständen stehen Flächen von 200 m2 bis zu 1.900 m2 zur Auswahl. Schnittpunkte zwischen den dargestellten Geraden sind grafisch zu interpolieren. Wendet man das Auswahldiagramm in Abb. 3-25 nicht an, kann in die bekannte Glg.(3-17) eingesetzt werden. F FP ⋅ D FP BW M, FP = ----------------------- ⋅ bw g, fp, i 100

(3-17)

Zur Berechnung der Bewehrungsmenge BWM, FP [to] setzt man im Zähler für die Fläche der Fundamentplatte FFP [m2] für die Plattendicke DFP [cm] und für den Bewehrungsgrad bwg, fp, i [to/m3] die spezifischen Werte ein.

3.5.3.3

Bestimmung der Bewehrungsmenge – Auswahldiagramm für Stützen

Das Auswahldiagramm in Abb. 3-26 dient zur grafischen Ermittlung der Bewehrungsmenge für Stützen.

0

50

100

150

200

250

900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 FST = 0,023 m² ( 15 ) FST = 0,040 m² ( 20 ) 350 FST = 0,063 m² ( 25 ) FST = 0,090 m² ( 30 ) 300 FST = 0,123 m² ( 35 ) FST = 0,160 m² ( 40 ) FST = 0,203 m² ( 45 ) FST = 0,250 m² ( 50 ) 250 FST = 0,303 m² ( 55 ) FST = 0,360 m² ( 60 ) 200 FST = 0,423 m² ( 65 ) FST = 0,490 m² ( 70 ) FST = 0,563 m² ( 75 ) FST = 0,640 m² ( 80 ) 150 FST = 0,723 m² ( 85 ) FST = 0,810 m² ( 90 ) 100 FST = 0,903 m² ( 95 ) FST = 1,000 m² ( 100 ) FST = 1,103 m² ( 105 ) FST = 1,210 m² ( 110 ) 50 0 300 350 400 450 500 550 600

Bewehrungsmenge [kg]

Bewehrungsgrad [kg/m²]

Auswahldiagramm für die Bewehrungsmenge - Stützen 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 200

bwg,st = 70 kg/m³ bwg,st = 100 kg/m³ bwg,st = 130 kg/m³ bwg,st = 160 kg/m³ bwg,st = 190 kg/m³ bwg,st = 220 kg/m³

210

220

230

bwg,st bwg,st bwg,st bwg,st bwg,st bwg,st

240

= 80 kg/m³ = 110 kg/m³ = 140 kg/m³ = 170 kg/m³ = 200 kg/m³ = 230 kg/m³

250

bwg,st = 90 kg/m³ bwg,st = 120 kg/m³ bwg,st = 150 kg/m³ bwg,st = 180 kg/m³ bwg,st = 210 kg/m³ bwg,st = 240 kg/m³

260

270

280

Stützenhöhe [cm]

Abb. 3-26 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Stützen

290

300

310

320

©HOFSTADLER

150


Die Stützenhöhe [cm] ist im rechten Diagramm auf der Abszisse aufgetragen. Stützen mit Höhen von 200 bis 320 cm können ausgewählt werden. Das Hauptintervall beträgt dabei 10 und das Hilfsintervall 5 cm. Die Geraden im Diagramm stehen jeweils für einen ausgewählten Bewehrungsgrad (Bandbreite reicht von 70 bis 240 kg/m3). Die Werte auf der Ordinate geben den Bewehrungsgrad, bezogen auf die Querschnittfläche, an (von 0 bis 900 kg/m2). Auf der Skala ist mit 50 kg/m2 die Einteilung für das Hauptund mit 10 kg/m2 die Einteilung für das Hilfsintervall dargestellt. Auf der Abszisse im linken Diagramm ist die Bewehrungsmenge abgebildet (Bandbreite von 0 bis 600 kg). Die Geraden stehen für die Querschnittsflächen der Stützen (Bandbreite reicht von 0,02 bis ca. 1,2 m2). Beispielsweise steht „FST = 0,02 m2“ für eine Stützenquerschnittsfläche von 0,02 m2. In Klammer sind die Seitenlängen [cm] einer Stütze mit quadratischem Querschnitt angeführt, die der jeweiligen Fläche entsprechen. Alternativ zum Auswahldiagramm in Abb. 3-26, kann in die Glg.(3-18) eingesetzt werden. BW M, ST = L ST ⋅ B ST ⋅ H ST ⋅ bw g, st, i

(3-18)

Zur Berechnung der Bewehrungsmenge BWM, ST [kg] setzt man im Zähler die spezifischen Werte für die Querschnittsbreite BST [m], Querschnittslänge LST [m] und Höhe HST [m] der Stützen und den Bewehrungsgrad bw g, st, i [kg/m3] ein.

3.5.3.4

Bestimmung der Bewehrungsmenge – Auswahldiagramm für Wände

Das Auswahldiagramm zur Bestimmung der Bewehrungsmenge für Wände ist in Abb. 3-27 dargestellt. Auf der Abszisse im rechten Diagramm ist die Wanddicke [cm] aufgetragen und auf der Ordinate der Bewehrungsgrad [kg/m2]. Für die Wanddicke beträgt das Minimum 10 und das Maximum 40 cm (das Hauptintervall ist 2,5 und das Hilfsintervall ist 1,25 cm). Die Auswahl des Bewehrungsgrades wird durch die Auswahl der entsprechenden Geraden ermöglicht (Bandbreite von 20 bis 190 kg/m3, Schrittweite = 10 kg/m3). Die Bewehrungsmenge ist auf der Ordinate von 0 bis 80 kg/m2 abzulesen. Das Hauptintervall wurde mit 5 und das Hilfsintervall mit 1 kg/m2 gewählt.


151

Im linken oberen Diagramm ist der Bewehrungsgrad [kg/m] auf der Abszisse angegeben (Bandbreite von 50 bis 650 kg, das Hauptintervall ist 50 und das Hilfsintervall ist 25 kg/m). Jede Gerade im Diagramm steht für eine bestimmte Wandlänge. In diesem Diagramm sind Wandlängen von 6 bis 23 m – in 1 m Schritten – dargestellt. Auf der Ordinate ist im linken unteren Diagramm die Wandhöhe in einer Bandbreite von 2 bis 3,5 m dargestellt. Das Hauptintervall ist hier 0,1 und das Hilfsintervall 0,02 m. Die Kurven im Diagramm stehen für verschiedene Bewehrungsmengen.

LWD= 7,00 m LWD= 9,00 m LWD= 11,00 m LWD= 13,00 m LWD= 15,00 m LWD= 17,00 m LWD= 19,00 m LWD= 21,00 m LWD= 23,00 m

50

100

150

200

250

50

100

150

200

250

300 350 400 450 Bewehrungsgrad Bewehrungsgrad [kg/m] [kg/m] 300 350 400 450

500

550

600

500

550

600

80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 650

Bewehrungsgrad [kg/m²] Bewehrungsmenge [kg/m²]

Auswahldiagramm für die Bewehrungsmenge – Wände LWD= 6,00 m LWD= 8,00 m LWD= 10,00 m LWD= 12,00 m LWD= 14,00 m LWD= 16,00 m LWD= 18,00 m LWD= 20,00 m LWD= 22,00 m

80,0 bwg,wd= 20 kg/m³ bwg,wd= 30 kg/m³ 75,0 bwg,wd= 40 kg/m³ bwg,wd= 50 kg/m³ bwg,wd= 60 kg/m³ bwg,wd= 70 kg/m³ 70,0 bwg,wd= 80 kg/m³ bwg,wd= 90 kg/m³ 65,0 bwg,wd= 100 kg/m³ bwg,wd= 110 kg/m³ 60,0 bwg,wd= 120 kg/m³ bwg,wd= 130 kg/m³ bwg,wd= 140 kg/m³ bwg,wd= 150 kg/m³ 55,0 bwg,wd= 160 kg/m³ bwg,wd= 170 kg/m³ 50,0 bwg,wd= 180 kg/m³ bwg,wd= 190 kg/m³ 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 10,00 12,50 15,00 17,50 20,00 22,50 25,00 27,50 30,00 32,50

I

Wanddicke [cm]

35,00

37,50 40,00 ©HOFSTADLER

650 3,50 3,40 3,30 3,20 3,00 2,90 2,80 2,70 2,60

BWM,WD= 400 kg BWM,WD= 600 kg BWM,WD= 800 kg BWM,WD= 1.000 kg BWM,WD= 1.200 kg BWM,WD= 1.400 kg BWM,WD= 1.600 kg BWM,WD= 1.800 kg

BWM,WD= 500 kg BWM,WD= 700 kg BWM,WD= 900 kg BWM,WD= 1.100 kg BWM,WD= 1.300 kg BWM,WD= 1.500 kg BWM,WD= 1.700 kg BWM,WD= 1.900 kg

2,50

Wandhöhe [m]

3,10

2,40 2,30 2,20 2,10 2,00

Abb. 3-27 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Wände

Die größte Menge beträgt hier 1.900 und die kleinste 400 kg. Die Schrittweite ist mit 100 kg gewählt. BW M, WD = L WD ⋅ D WD ⋅ H WD ⋅ bw g, wd, i

(3-19)

Verzichtet man auf das Auswahldiagramm in Abb. 3-27, kann in die bekannte Glg.(3-19) eingesetzt werden. Zur Berechnung der Bewehrungsmenge BW M, WD [kg] setzt man im Zähler die spezifischen Werte für die Dicke DWD [m], Länge LWD [m] und Höhe HWD [m] der Wand und den Bewehrungsgrad bwg, wd, i [kg/m3] ein.

152


3.5.3.5

Bestimmung der Bewehrungsmenge – Auswahldiagramm für Decken

In der Abb. 3-28 ist für die Bewehrung von Stahlbetondecken der Zusammenhang zwischen Deckendicke, Bewehrungsgrad, Bewehrungsmenge und Deckenfläche grafisch dargestellt. Auf der rechten Seite des Auswahldiagramms, ist auf der Abszisse die Dekkendicke in einer Bandbreite von 15 bis 45 cm aufgetragen (das Hauptintervall ist 2,5 cm und das Hilfsintervall ist 1,25 cm). Der Bewehrungsgrad, bezogen auf die Deckenfläche, ist im Bereich von 0 bis 0,065 to/m2 auf der Ordinate abzulesen. Als Hilfsintervall wurde 0,0025 und als Hauptintervall wurde 0,005 to/m2 gewählt. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen für den jeweiligen Bewehrungsgrad (bezogen auf die Betonmenge). Der Bewehrungsgrad ist in einer Bandbreite von 50 bis 135 kg/m3 in 5 kg/m3 Schritten dargestellt. Auswahldiagramm für der die Bewehrungsmenge Bewehrungsmenge -- Stahlbetondecken Stahlbetondecken Diagramm zu Ermittlung 0,065

0,060

0,060

0,055

0,055

0,050

0,050

0,045 0,040 0,035 0,030 0,025 0,020 FD = 50 m² FD = 350 m² FD = 650 m² FD = 950 m² FD = 1.250 m² FD = 1.550 m²

0

5

10

15

20

25

30

FD = 150 m² FD = 450 m² FD = 750 m² FD = 1.050 m² FD = 1.350 m² FD = 1.650 m²

35


40

45

0,015

FD = 250 m² FD = 550 m² FD = 850 m² FD = 1.150 m² FD = 1.450 m² FD = 1.750 m²

50

55

60


0,065

0,045

bwg,d = 50 kg/m³ bwg,d = 60 kg/m³ bwg,d = 70 kg/m³ bwg,d = 80 kg/m³ bwg,d = 90 kg/m³ bwg,d = 100 kg/m³ bwg,d = 110 kg/m³ bwg,d = 120 kg/m³ bwg,d = 130 kg/m³

bwg,d = 55 kg/m³ bwg,d = 65 kg/m³ bwg,d = 75 kg/m³ bwg,d = 85 kg/m³ bwg,d = 95 kg/m³ bwg,d = 105 kg/m³ bwg,d = 115 kg/m³ bwg,d = 125 kg/m³ bwg,d = 135 kg/m³

0,040 0,035 0,030 0,025 0,020 0,015

0,010

0,010

0,005

0,005

0,000

0,000 15,0

17,5

20,0

22,5

25,0

27,5

30,0

32,5

35,0

37,5

Deckendicke [cm]

40,0

42,5

45,0

©HOFSTADLER

Abb. 3-28 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Flachdecken

Die Ordinatenwerte im linken und rechten Diagramm der Abb. 3-28 sind gleich. Im linken Diagramm ist auf der Abszisse die Bewehrungsmenge aufgetragen. Das Spektrum für die Bewehrungsmenge reicht in diesem Diagramm von 0 bis 60 to. Die Schrittweite für das Hilfsintervall beträgt 2,5 und für das Hauptintervall 5 to. Die Geraden stehen für verschiedene Deckenflächen. Beginnend bei 50 m2 bis zu 1.750 m2 reichend stehen in 100 m2 Abständen Deckenflächen zur Auswahl. Schnittpunkte zwischen den dargestellten Geraden sind grafisch zu interpolieren. Durch Veränderung der Ordinaten- und Abszissenwerte sowie der Geraden kann das Diagramm beliebig angepasst werden. Mit dem Bewehrungsgrad und der Deckenfläche kann daher beispielsweise grafisch die Bewehrungsmenge ermittelt werden.


153

Wenn man das Auswahldiagramm in Abb. 3-28 nicht anwenden will, kann man in die bekannte Glg. (3-20) einsetzen. LD ⋅ BD ⋅ DD BW M, D = ------------------------------- ⋅ bw g, d, i 100

(3-20)

Dabei setzt man zur Berechnung der Bewehrungsmenge BW M, D [to] die spezifischen Werte für die Deckenlänge LD [m], Deckenbreite BD [m], Deckendicke DD [cm] und den Bewehrungsgrad bwg, d, i [to/m3] ein.

3.5.3.6

Zusammenfassung – Bewehrungsgrad

Auswahldiagramme zur grafischen Bestimmung der Bewehrungsmenge für vertikale Bauteile wie Stützen und Wände und für horizontale Bauteile wie Fundamente und Decken wurden präsentiert. Mit den spezifischen Bauteilabmessungen und dem Bewehrungsgrad kann mit dem jeweiligen Diagramm der entsprechende Wert ermittelt werden. Die gezeigten Diagramme stellen eine Auswahl dar. Für die Ordinaten, Abszissen und Geraden in den Diagrammen können die Bandbreiten und Schrittweiten beliebig verändert werden. Der Nutzen der Diagramme liegt vor allem in der schnellen Anwendung und transparenten Darstellung der Ergebnisse. Ändern sich z.B. Bauteilabmessungen und/oder Bewehrungsgrad sind die Auswirkungen auf die Bewehrungsmenge sofort grafisch feststellbar. Die Diagramme können beispielsweise für die Mengenermittlung in der Ausschreibung bzw. Angebotsbearbeitung verwendet werden. Für die Durchführung von Kontrollen sind die Diagramme ebenfalls hilfreich.

3.5.4

Schalungsverhältnisgrad, Bewehrungsverhältnisgrad und Betonverhältnisgrad

Zur Unterstützung der Beurteilung der Komplexität der Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten, werden die Kennzahlen „Schalungsverhältnisgrad“, „Bewehrungsverhältnisgrad“ und „Betonverhältnisgrad“ eingeführt. In den einzelnen Kennzahlen wird in vertikale und horizontale Bauteile unterschieden. Für diese Kennzahlen sind die schrägen Bauteile den vertikalen Bauteilen zuzuordnen.

154


3.5.4.1

Schalungsverhältnisgrad

In der Regel sind die Aufwandswerte für die Schalarbeiten von vertikalen Bauteilen höher als jene von horizontalen Bauteilen. Zur Darstellung des Verhältnisses zwischen horizontalen und vertikalen Bauteilen eines Bauwerks wird die Kennzahl Schalungsverhältnisgrad s vg, ht ⁄ vt eingeführt. Durch Einsetzen in Glg.(3-21) erhält man den Schalungsverhältnisgrad, der das Verhältnis zwischen den Schalflächen der horizontalen und vertikalen Bauteile angibt. Im Zähler werden die Schalflächen der horizontalen Bauteile S F, HT, i und im Nenner jene der vertikalen Bauteile SF, VT, i addiert (schräge Bauteile sind im Nenner zu berücksichtigen).

¦ S F, HT, i s vg, ht ⁄ vt = -----------------------¦ S F, VT, i

(3-21)

Für die Schalflächen der Bauteile des in Abb. 3-22 gezeigten Bauwerks berechnet sich der Schalungsverhältnisgrad mit 0,79. Abweichend von diesem Wert wirken sich kleinere Werte erhöhend und größere Werte vermindernd auf den mittleren Aufwandswert der gesamten Schalarbeiten aus.

3.5.4.2

Bewehrungsverhältnisgrad

Für Bewehrungsarbeiten von vertikalen Bauteilen ist in der Regel der Arbeitsaufwand größer, als für jene von horizontalen Bauteilen. Der Bewehrungsverhältnisgrad bwvg, ht ⁄ vt nach Glg.(3-22) drückt für ein Bauwerk oder einen Bauabschnitt das Verhältnis der Bewehrungsmengen zwischen horizontalen und vertikalen Bauteilen aus.

¦ B WM, HT, i bw vg, ht ⁄ vt = -------------------------------¦ BWM, VT, i

(3-22)

Im Zähler werden die Bewehrungsmengen der horizontalen Bauteile BW M, HT, i addiert. Die Summe der Bewehrungsmengen der schrägen und vertikalen Bauteile BWM, VT, i wird im Nenner gebildet. Durch Einsetzen der Bewehrungsmengen für die verschiedenen Bauteile in Glg.(3-22) folgt für das Bauwerk aus Abb. 3-22 der Bewehrungsverhältnisgrad mit ca. 2,17. Kleinere Werte als 2,17 wirken sich dabei erhöhend und größere Werte vermindernd auf den gesamten Arbeitsaufwand für die Bewehrungsarbeiten – bezogen auf alle Bauteile – aus.

3.6 Kennzahlen zur Ermittlung der Anzahl der Krane

3.5.4.3

155

Betonverhältnisgrad

Die Aufwandswerte sind für das Betonieren bei den vertikalen Bauteilen in der Regel höher als bei den horizontalen Bauteilen. Durch Einsetzen in Glg.(3-23) erhält man den Betonverhältnisgrad bt vg, ht ⁄ vt . Dieser stellt das Verhältnis zwischen den Betonmengen der horizontalen und vertikalen Bauteile dar. Die Betonmengen der horizontalen Bauteile BTM, HT, i werden im Zähler und jene der vertikalen Bauteile BTM, VT, i im Nenner addiert. Schräge Bauteile werden zu den vertikalen Bauteilen hinzugerechnet.

¦ B TM, HT, i bt vg, ht ⁄ vt = -----------------------------¦ B TM, VT, i

(3-23)

Für das in Abb. 3-22 gezeigte Bauwerk berechnet sich der Betonverhältnisgrad mit ca. 2,38. Kleinere Werte als 2,38 wirken sich dabei erhöhend und größere Werte vermindernd auf den mittleren Aufwandswert für die Betonarbeiten – bezogen auf alle Bauteile – aus.

3.6

Kennzahlen zur Ermittlung der Anzahl der Krane

Die Ermittlung der „richtigen“ Anzahl an Kranen hat für Projekte wesentlichen Anteil am effizienten und reibungslosen Bauablauf. Eine wesentliche Aufgabe der Arbeitsvorbereitung ist es, den Bauablauf zu planen und zu optimieren. Zwischen Baudauer, Anzahl an Arbeitskräften und Anzahl der Krane bestehen gegenseitige Abhängigkeiten. Eine kurze Bauzeit bedeutet mehr Arbeitskräfte auf der Baustelle. Eine größere Anzahl an Arbeitskräften erfordert in der Regel eine größere Anzahl an Kranen. In diesem Abschnitt werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie beispielsweise aus der Anzahl der Arbeitskräfte oder dem Bruttorauminhalt die erforderliche Anzahl an Kranen grafisch bestimmt werden kann. Dazu sind in einem ersten Schritt die projektspezifischen „Kran-Proportionalitätsfaktoren“ festzulegen. Zur Orientierung werden dazu Richtwerte aus der Literatur angegeben.

156


Zur anschaulichen Darstellung der baubetrieblichen Zusammenhänge zur Ermittlung der Krananzahl wurden Diagramme erstellt, die hier gezeigt werden. Die Auswahldiagramme stellen für die Arbeitsvorbereitung ein anschauliches und praktikables Instrument zur Unterstützung in der Entscheidungsfindung dar. Anhand dieser Auswahldiagramme ist es dem Anwender möglich, mit projektspezifischen Daten die Anzahl der Krane zu ermitteln. Ändert sich in der Bauausführung die Anzahl der Arbeitskräfte ist damit ein geänderter „Kranbedarf“ verbunden. Mit Hilfe der Auswahldiagramme kann dazu einfach und anschaulich die Auswirkung auf die Anzahl der Krane festgestellt werden. Wird z.B. im Zuge von Forcierungsmaßnahmen die Anzahl der Arbeitskräfte von 60 auf 80 erhöht, steigt dabei der Bedarf an Kranen, von 3 auf 4. Der Kran-Proportionalitätsfaktor wurde mit 20 Arbeitskräften je Kran angesetzt. Eine nachträgliche (in der Arbeitsvorbereitung ungeplante) Kraninstallation während der Bauausführung ist problematisch. Während des Aufbaus des Krans wird der Betrieb der benachbarten Krane gestört. Der Wirkungsbereich des zusätzlichen Krans liegt meist im Aktionsbereich eines oder mehrerer Krane und führt zu Störungen (Anstieg der Kranbelegungswerte bei den betroffenen Kranen). Weiters sind in der Regel Lager- und Umschlagflächen für den neuen Kran einzurichten und später zu räumen. Die Baustellenverkehrswege sind auf die neue Situation anzupassen.

3.6.1

Grundlagen

Die Bestimmung der „erforderlichen Anzahl“ an Kranen stellt eine wichtige Aufgabe der Arbeitsvorbereitung dar und ist Gegenstand dieses Abschnitts. Es gibt verschiedene Möglichkeiten um die Anzahl der Krane zu bestimmen. Einige aus der Literatur bekannte Möglichkeiten werden hier aufgezeigt. Nach der Aufzählung und Beschreibung der einzelnen „Methoden“ werden Auswahldiagramme präsentiert, die es einfach und grafisch ermöglichen, die erforderliche Anzahl zu bestimmen. Anhand der Diagramme kann beispielsweise mit der Anzahl der Arbeitskräfte oder dem Bruttorauminhalt die erforderliche Krananzahl bestimmt werden. Die Entscheidung für die endgültige Anzahl an Kranen ist – unter Berücksichtigung der Bauwerks- und Baustellenbedingungen – anhand der Kran-


157

typen und der Leistungsfähigkeit der Krane zu treffen. Für die Grobplanung des Bauablaufs wird das Bauwerk als Ganzes betrachtet. In der Feinplanung ist in Bauabschnitte, Anlaufphase, Hauptbauzeit und Auslaufphase zu unterscheiden. Die Anzahl der möglichen Krane ist je nach Bauwerks- und Baustellenbedingungen begrenzt. Für die Planung des Bauablaufs und des Ressourceneinsatzes kann die maximale Anzahl an installierbaren Kranen zur bestimmenden Größe werden.

3.6.1.1

Einflussfaktoren auf die Kranauswahl und die Anzahl der Krane

Die Auswahl der Krangröße, Kranart und Krananzahl geschieht in der Praxis unter Berücksichtigung folgender Gesichtspunkte: • • • • • • • • • • • • • • •

Bauzeit Anzahl der Arbeitskräfte Grund- und Aufrissgestaltung des Bauwerks Bauweise (z.B. konventionell oder Deckelbauweise) erforderliche Reichweite Traglast bei größter Ausladung größte zu hebende Einzellast größte erforderliche Hubhöhe Notwendigkeit des Kletterns mit dem Baufortschritt vorhandene Platzverhältnisse Montage- und Demontagezeiten Spielzeit An- und Abtransport Verkehrsanbindung Kosten etc.

Je nach Bauvorhaben und Baustellenbedingungen werden die verschiedenen Einflussfaktoren bestimmend. Für den Fall, dass nur ein Kran eingesetzt wird, soll dieser so nahe wie möglich am Fertigungsschwerpunkt aufgebaut werden. Werden mehrere Krane eingesetzt, soll jeder Kran in der Nähe „seines“ Fertigungsschwerpunktes (dieser folgt aus der Zuordnung des jeweiligen Einsatzbereiches) aufgebaut werden.

158


3.6.1.2

Einfluss der Krangröße auf die Stundenansätze

Ein nur mit wenigen Arbeitsspielen in seiner Tragkraft ausgelasteter Kran ist unwirtschaftlich, aber es sinken durch den Einsatz größerer Schalelemente, größerer Betonkübel und größerer Fertigteile die Stundenansätze für z.B. Schalung, Bewehrung und Beton. Ursache ist, dass die Hubzeit des Krans – unabhängig von der Größe des Fördergutes – konstant bleibt, die Zeiten für An-/Abschlagen werden nur unerheblich beeinflusst und die reine Hubzeit hat nur geringen Einfluss auf die Spielzeit. Daraus folgt: • je größer die Menge des Fördergutes ist, das pro Hub befördert werden kann, desto weniger Kranzeit ist erforderlich; • je größer das Fördergut ist (Betonkübel, Schalelement, Fertigteil) desto geringer sind die Stundenansätze für das jeweilige Fertigungsverfahren.23) Blecken/Misch verdeutlichen mit ihren Ausführungen, dass die Krane und die zu hebenden Lasten optimal aufeinander abzustimmen sind. Je größer die Masse oder Mengen der umgesetzten Geräte und Baustoffe desto niedriger werden die Kranbelegungswerte. Wird beispielsweise ein Deckentisch mit einer Schalfläche von 10 m2 durchschnittlich in 3 min umgesetzt folgt daraus der Kranbelegungswert mit rund 0,005 Std/m2. Wird in der gleichen Zeit ein Deckentisch mit 15 m2 umgesetzt reduziert sich der Kranbelegungswert auf 0,0033 h/m2.

3.6.2

Bestimmung der Anzahl der Krane

Im Wesentlichen werden von Seeling24) drei Möglichkeiten zur Bestimmung der Anzahl der Krane genannt. Die Anzahl der Krane kann über • die Verwendung von Kennzahlen, • durch Leistungsabschätzung über das Kranspiel oder • anhand von Warteschlangenmodellen bestimmt werden.

23)

Blecken/Misch (1980). Verfahrensoptimierung im Stahlbetonbau. 610 Seeling (1978). Auswahl und Kombination von Hauptfördermittel auf Betonbaustellen. 1730

24) vgl.


159

Hier wird vor allem auf die Bestimmung der Anzahl der Krane mittels Verwendung von Kennzahlen näher eingegangen. Der Kranbedarf hängt wesentlich vom Leistungsfortschritt in den einzelnen Vorgängen ab. Vorgänge mit hohen Leistungswerten erfordern eine höhere Kranbeanspruchung als jene mit niedrigen Leistungswerten. Höhere Leistungen ziehen einen höheren Geräte- und Materialbedarf nach sich. Weiters wird eine Vorgangsweise vorgestellt, wie die Anzahl der Krane anhand geometrischer Verhältnisse – zwischen Kran(en) und Bauwerk – ermittelt werden kann. Andere Verfahren zur Ermittlung der Anzahl der Krane wurden z.B. auch von Hruschka25) und Meyran26) entwickelt (hier nicht dargestellt).

3.6.3

Kennzahlenmethode

Bei der Kennzahlenmethode werden Kennzahlen wie Verhältnis von Anzahl der Arbeitskräfte zu Krane, Bruttorauminhalt je Kran und Monat und Kranbelegungswerte verwendet, um die Anzahl der rechnerisch erforderlichen Krane zu bestimmen.

3.6.3.1

Bestimmung der Anzahl der Krane aus der Arbeitskräfteanzahl

Die Anzahl der Krane ANZK, AK [-] für ein Projekt lässt sich über die Anzahl der Arbeitskräfte nach Glg.(3-24) berechnen. Im Zähler steht dabei die Gesamtanzahl der Arbeitskräfte AK RB [AK] auf der Baustelle die für ihre Arbeiten die Kranunterstützung benötigen und im Nenner deren Kran-Proportionalitätsfaktor PF K, AK [AK/Kran]. AK RB ANZ K, AK = ------------------PF K, AK

(3-24)

Der Kran-Proportionalitätsfaktor gibt an, wie viele Arbeitskräfte durchschnittlich von einem Kran „bedient“ werden können. In Tab. 3-3 sind in Abhängigkeit von der Bauweise Richtwerte für die Anzahl an Arbeitskräften je Kran dargestellt. Bei den Arbeitskräften wird in produktive Arbeits25)

Hruschka (1969). Die Anwendung des Normproduktes in der Baubetriebsplanung, erläutert am Beispiel der Rohbauarbeiten im Hochbau. a.a.O. 26) Meyran (1972). Optimierungsfragen der Baustelleneinrichtung. a.a.O.

160


kräfte, produktive Arbeitskräfte mit Aufsicht und Bedienung und in Belegschaftsdurchschnitt unterschieden. Zu Tab. 3-3 ist anzumerken, dass die Zahlenangaben aus dem Jahr 1978 stammen. Zwischenzeitlich hat sich die Leistungsfähigkeit der Krane weiter verbessert. Kürzere Spielzeiten sind Folge von Innovationen (z.B. verbesserte Steuerungstechnik, Antriebe). Die kürzeren Spielzeiten und höheren Traglasten wirken sich auch auf die Werte in der Tabelle aus. In der Ortbetonbauweise können heute mehr Arbeitskräfte von einem Kran bedient werden (laut Informationen von verschiedenen Baustellen); repräsentative Untersuchungen liegen dazu jedoch noch nicht vor.

BAUWEISE

Produktive Arbeitskräfte

Produktive Arbeitskräfte mit Aufsicht und Bedienung u.a.m.

Belegschaftsdurchschnitt (mit Krankenstand und Urlaubern)

Reine Ortbetonbauweise

10

13

15

Ortbeton mit viel Mauerwerk

15

19

22

Fertigteilmontage

3

5

5

Tab. 3-3 Richtwerte für die Anzahl der Arbeitskräfte je Kran27)

Aktuellere Zahlen werden dazu von Spranz28)angeführt. Dazu gibt er folgende Erfahrungswerte an: • 6-8 Arbeiter/Kran bei reinen Montagebaustellen, • 15-20 Arbeiter/Kran bei teilweise kranunabhängigen Arbeiten, wie z.B. Einsatz von Pumpbeton bei größeren Betonierabschnitten, und • max. 23 Arbeiter/Kran bei hohem Pumpbetoneinsatz und kranunabhängigen Schalverfahren, wie z.B. Gleitschalungseinsatz bei der Herstellung von Gebäudekernen. Bringt man die Anzahl der Arbeitskräfte mit der Anzahl der Krane in Beziehung, berechnet sich die erforderliche Arbeitskräfteanzahl nach Glg.(325) aus dem Produkt der Anzahl der Krane ANZ K und dem Kran-Proportionalitätsfaktor PF K, AK .

27)

vgl. Seeling (1978). Auswahl und Kombination von Hauptfördermittel auf Betonbaustellen. 1730 28) vgl. Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 112


AK STB = ANZ K ⋅ PF K, AK

161

(3-25)

3.6.3.1.1 Auswahldiagramm zur Kennzahlenmethode – Anzahl der Arbeitskräfte Im Diagramm in Abb. 3-29 ist der Zusammenhang zwischen der Gesamtanzahl der Arbeitskräfte auf der Baustelle (Abszisse), der Anzahl der Arbeitskräfte je Kran (Geraden im Diagramm – hier in der Bandbreite von 10 bis 23 Arbeitskräften je Kran) und der Zahl der Krane (Ordinate) dargestellt. Die erforderliche Anzahl an Arbeitskräften ergibt sich im Wesentlichen aus den Terminvorgaben und der damit in direktem Zusammenhang stehenden durchschnittlichen Mindestarbeitsleistung (z.B. m3/d) und für das Bauwerk erforderlichen Mengen an Schalung [m2], Bewehrung [to] und Beton [m3]. In der Grobplanung stellt der Gesamt-Aufwandswert für die Stahlbetonarbeiten eine wichtige Kennzahl dar, um die erforderliche Anzahl an Arbeitskräften zu berechnen. In der Größenordnung der Aufwandswerte sind für die Stahlbetonarbeiten alle Tätigkeiten, wie z.B. Schalen, Bewehren und Betonieren zu berücksichtigen. Zur globalen Betrachtung der Arbeitsintensität eines Bauwerks werden die spezifischen Aufwandswerte für Schalen, Bewehren und Betonieren im Gesamt-Aufwandswert zusammengefasst. Der Gesamt-Aufwandswert gibt den Aufwand an Lohnstunden, bezogen auf den Kubikmeter eingebauten Beton, an (siehe Abschnitt 3.3.2). Auf die Berechnung der erforderlichen Anzahl der Arbeitskräfte AK STB ( i ) in der Grobplanung für Anlaufphase, Hauptbauzeit und Auslaufphase wurde in Kapitel 2.5.7 eingegangen. Zur Berücksichtigung anderer auf der Baustelle ausgeführter Tätigkeiten, die einen Kraneinsatz erfordern, ist ein Zuschlag AK ZN zur Ermittlung der kranrelevanten Anzahl an Arbeitskräften AK RB ( i ) zu tätigen. Die maximale Anzahl an Kranen wird während der Hauptbauzeit benötigt. Die Anzahl an Arbeitskräften – die auf Kranunterstützung angewiesen sind – berechnet sich nach Glg.(3-26). AK RB ( i ) = AK STB ( i ) ⋅ ( 1 + AK ZN )

(3-26)

162


Für einen Zuschlag in der Höhe von z.B. 20 % setzt man 0,20 in die Glg.(326) ein. Die damit ermittelte Anzahl an erforderlichen Arbeitskräften bildet die Eingangsgröße in das Diagramm in Abb. 3-29. Auf der Abszisse im Diagramm in Abb. 3-29 ist die Anzahl der Arbeitskräfte aufgetragen. Für diese Darstellung wurde eine Bandbreite von 10 bis 180 Arbeitskräften gewählt. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 10 und für das Hilfsintervall 5. Auf der Ordinate ist die Anzahl der Krane abzulesen. Die gewählte Bandbreite reicht hier von 0 bis 12 Kranen (das Hauptintervall ist 1 und das Hilfsintervall ist 0,5). Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen für die jeweilige Anzahl an Arbeitskräften pro Kran. In der Legende sind die Geraden mit „PFK,AK“ bezeichnet. Das Spektrum reicht hier von 10 bis 23 Arbeitskräften je Kran.

12

PFK,AK = 10 PFK,AK = 12 PFK,AK = 14 PFK,AK = 16 PFK,AK = 18 PFK,AK = 20 PFK,AK = 22

11 10

Anzahl der Krane [-]

9 8

PFK,AK = 11 PFK,AK = 13 PFK,AK = 15 PFK,AK = 17 PFK,AK = 19 PFK,AK = 21 PFK,AK = 23

7 6 5 4 3 2 1 0 10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 120 130 140 150 160 170 180

Anzahl der Arbeitskräfte [-]

Abb. 3-29 Auswahldiagramm – Anzahl der Arbeitskräfte

Der Kran-Proportionalitätsfaktor kann z.B. der Tab. 3-3 entnommen werden oder es stehen firmeneigene Daten zur Verfügung. Diese firmeneigenen Daten stammen aus der Auswertung abgeschlossener Bauprojekte. Aufbauend auf diese Aufzeichnungen legt man den Kran-Proportionalitätsfaktor oder die Bandbreite für das konkrete Projekt fest und wählt damit im Diagramm in Abb. 3-29 die zutreffende Gerade aus. In Verbindung mit der ge-


163

planten Anzahl der produktiven Arbeitskräfte kann grafisch die erforderliche Anzahl an Kranen einfach bestimmt werden. Die Obergrenze der maximal einsetzbaren Anzahl an Kranen ergibt sich aus den spezifischen Baustellen- und Bauwerksbedingungen. Diese Schranke für die maximale Anzahl der auf der Baustelle einsetzbaren Krane hat wesentlichen Einfluss auf die Anzahl der maximal einsetzbaren Arbeitskräfte, und damit auf die kürzeste Bauzeit.

3.6.3.2

Bestimmung der Anzahl der Krane aus dem Bruttorauminhalt

Die erforderliche Anzahl der Krane ANZ K, BRI für ein Projekt lässt sich über den Bruttorauminhalt eines Bauwerks, nach Glg.(3-27), berechnen. Im Zähler steht dabei der Bruttorauminhalt des Bauwerks BRIBWK . Im Nenner steht das Produkt aus dem Kran-Proportionalitätsfaktor PFK, BRI und der Anzahl der Kranmonate ANZK, Mo . Die Kranmonate geben dabei die geplante Einsatzdauer der Krane auf der Baustelle an. BRI BWK ANZ K, BRI = -------------------------------------------------PF K, BRI ⋅ ANZ K, Mo

(3-27)

Nach Seeling29) werden während der Vorhaltezeit von Kranen etwa 800 bis 1.200 m3BRI pro Monat fertig gestellt. Diese Werte verdoppeln sich laut Seeling während der Hauptbauzeit. Spranz30) führt an, dass bei größeren Hochbaumaßnahmen aufgrund von Erfahrungswerten von 2.500-3.500 m3BRI/Kran,Mo ausgegangen werden kann. Er weist darauf hin, dass diese Kennzahl jedoch bei Wohnbaumaßnahmen und reinen Montagebauweisen in der angeführten Bandbereite nicht angewendet werden kann. Weiters betont Spranz, dass diese Kennzahl größeren Schwankungen unterworfen ist. Die bauausführende Firma ist besser beraten, für ihre Planungen die Kennzahlenmethode mit der Anzahl der Arbeitskräfte zu verwenden. Für die Grobplanung in der Phase der Projektplanung erscheint diese Kennzahl jedoch sehr nützlich.

29)

vgl. Seeling (1978). Auswahl und Kombination von Hauptfördermittel auf Betonbaustellen. 1734 30) vgl. Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 110

164


Auswahldiagramm zur Kennzahlenmethode – Bruttorauminhalt Im Diagramm in Abb. 3-30 ist die baubetriebliche Beziehung zwischen Bruttorauminhalt, Anzahl der Kranmonate, Bruttorauminhalt je Monat, Kran-Proportionalitätsfaktor und Anzahl der Krane hergestellt. Im Auswahldiagramm ist auf der Abszisse des rechten Diagramms der Bruttorauminhalt des gesamten Bauwerks aufgetragen. Die hier dargestellte Bandbreite reicht von 2.500 bis 25.000 m3 – in Intervallen 2.500 m3. Als Hilfsintervall wurde hier 1.250 und als Hauptintervall 2.500 m3 gewählt. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine gewählte Anzahl an Kranmonaten. Sie sind in der Legende mit ANZ K, Mo bezeichnet und mit der Anzahl der Kranmonate ergänzt. Auf der Ordinate ist der Bruttorauminhalt abzulesen, der aufgrund der Bauablaufplanung je Monat „herzustellen“ ist. Die Skala reicht hier von 0 bis 10.000 m3. Für das Hauptintervall wurde 1.000 und für das Hilfsintervall 250 m3 gewählt. Auswahldiagramm zur Bestimmung der Anzahl der Krane - Bruttorauminhalt Diagramm zu Ermittlung der 10.000 Bewehrungsmenge - Stahlbetondecken 10.000 9.000

8.000 7.000 6.000 5.000

PFK,BRI = 1.000 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 1.250 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 1.500 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 1.750 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 2.000 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 2.250 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 2.500 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 2.750 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 3.000 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 3.250 BRI/Kran,Mo PFK,BRI = 3.500 BRI/Kran,Mo

4.000 3.000 2.000 1.000 0

9

8

7

6

5

4

Anzahl der Krane [-]

3

2

1

0

Bruttorauminhalt je Monat [m³/Mo]

9.000

8.000 7.000 6.000 5.000

ANZK,Mo = 2 Mo ANZK,Mo = 3 Mo ANZK,Mo = 4 Mo ANZK,Mo = 5 Mo ANZK,Mo = 6 Mo ANZK,Mo = 7 Mo ANZK,Mo = 8 Mo ANZK,Mo = 9 Mo ANZK,Mo = 10 Mo ANZK,Mo = 11 Mo ANZK,Mo = 12 Mo

4.000 3.000 2.000 1.000 0 2.500

5.000

7.500

10.000

12.500

15.000

17.500

Bruttorauminhalt des Bauwerkes [m³]

20.000

22.500

25.000

©HOFSTADLER

Abb. 3-30 Auswahldiagramm – Ermittlung der Anzahl der Krane über den Bruttorauminhalt

Im linken Diagramm ist auf der Abszisse die Anzahl der Krane abzulesen (von 0 bis 9; das Hilfsintervall ist 0,5 und das Hauptintervall ist 1). Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für einen gewählten Bruttorauminhalt je Kran und Monat. In der Legende sind die Geraden mit PF K, BRI bezeichnet und mit der Größe des Bruttorauminhaltes ergänzt. Zu Beginn ist der Bruttorauminhalt des Bauwerks zu ermitteln. Aus den Vorgaben des Bauvertrags ergibt sich die zur Verfügung stehende Zeit für die Rohbauarbeiten. Anhand dieser lässt sich die Anzahl der erforderlichen Kranmonate für die Baustelle bestimmen. Aus der Anzahl der Kranmonate folgt dann der Bruttorauminhalt je Monat. Im linken Diagramm ist in weiterer Folge die entsprechende Gerade für den Kran-Proportionalitätsfaktor auszuwählen; dieser ist im Wesentlichen ab-


165

hängig von den Bauwerks- und Baustellenbedingungen. Damit kann die erforderliche Anzahl an Kranen bestimmt werden; wichtig: baustellenund bauwerksbedingte Obergrenze für die mögliche Krananzahl beachten!

3.6.3.3

Bestimmung der Anzahl der Krane aus dem Baustoffgewicht

Hier wird aus dem, von den Kranen je Monat zu transportierenden Baustoffgewicht die Anzahl der Krane berechnet. Mit der monatlichen Kranleistung bezogen auf das Baustoffgewicht kann dann daraus die Anzahl der erforderlichen Krane ermittelt werden; Spranz31) führt dazu einen Durchschnittswert von 1.000 to je Kran und Monat an.

3.6.3.4

Bestimmung der Anzahl der Krane aus Kranbelegungswerten

Die Kranbelegungswerte (siehe Tab. 3-4) geben die benötige Kranzeit je Einheit an. Ober- und Untergrenzen der Kranbelegungswerte VORGANG SCHALEN konventionelle Deckenschalung Deckentische Stützen Großflächen Wände konventionelle Wandschalung Unterzüge auf Tischen Unterzüge auf Böcken Rippendecken Fundamente BEWEHREN Matten Rund-, Stabstahl Bewehrung gesamt BETONIEREN Decken Fundamente Wände Stützen

UNTERGRENZE

OBERGRENZE

h/m²

h/m²

0,020 0,020 0,020 0,040 0,020 0,025 0,030 0,050 0,010

0,090 0,030 0,045 0,080 0,045 0,035 0,040 0,090 0,020

h/to

h/to

0,300 0,200 0,240

0,550 0,350 0,400

h/m³

h/m³

0,060 0,050 0,080 0,120

0,120 0,090 0,150 0,260

Tab. 3-4 Ober- und Untergrenzen für die Kranbelegungswerte bei Stahlbetonarbeiten32) 31)

vgl. Spranz (1976). Kriterien bei der Auswahl von Turmdrehkranen. 116

166


Als Zeiteinheit wird die Zeitstunde [h] verwendet und als Mengeneinheit, je nach Vorgang, m2, m3 oder to. Die Summe der produktiven Kranbelegungswerte wird als Betriebsmittelgrundzeit tBg [h] bezeichnet. Bei deren Ermittlung werden beispielsweise für die Vorgänge Schalen, Bewehren und Betonieren die voraussichtlichen Transportmengen berücksichtigt. Bezogen auf die Betriebsmittelzeit tB [h] soll darüber hinaus die zusätzliche Nutzungszeit tBz [h] durch eine Reserve in der Höhe von 10 - 15 % berücksichtigt werden. Durch diesen Reservezuschlag werden anfänglich nicht vorhersehbare Transportvorgänge (z.B. Auf- und Abladearbeiten, Einbauteile versetzen) in die Berechnung aufgenommen. Die Reihenfolge der einzelnen Transportvorgänge ist in den meisten Fällen nicht genau terminisierbar. Um Wartezeiten bei den Arbeitskräften zu vermeiden, ist deshalb erfahrungsgemäß ein Brachzeitanteil tBb in Höhe von 30-35 % bezogen auf die Betriebsmittelzeit zu berücksichtigen. Arbeitszeitstudien haben ergeben, dass bei einem Unterschreiten dieses Zeitanteils die Wartezeiten der Arbeitskräfte spürbar ansteigen33). Die erforderliche Betriebsmittelzeit

tB

ergibt sich aus Glg. (3-28).

t B = t Bg + t Bz + t Bb

tBg Betriebsmittelgrundzeit tBz zusätzliche Nutzungszeit 10-15 % tBb Brachzeit 30-35 %

Abb. 3-31 Schematische Aufteilung der Betriebsmittelzeit tB

32) 33)

vgl. Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 113 vgl. Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 114

(3-28)


167

Die Betriebsmittelzeit stellt den gesamten Bedarf an Kranstunden für das Bauwerk dar (Verteilung siehe Abb. 3-31). Aus der geplanten Rohbauzeit kann in weiterer Folge die Berechnung für die Zeiteinheit erfolgen. In der Grobplanung wird in Monate und in der Feinplanung in Wochen gerechnet. Die Anzahl der Krane

ANZ K, KBW

[-] ergibt sich nach Glg.(3-29).

tB ANZ K, KBW = --------------------------------------------D RB ⋅ ANZ K, h, Mo

(3-29)

Im Zähler steht die Betriebsmittelzeit und im Nenner das Produkt aus der Dauer für die Rohbauarbeiten DRB und der Anzahl der Kranstunden je Kran und Monat ANZK, h, Mo . In der Grobplanung wird in der Regel nur in Bauabschnitte differenziert; in der Feinplanung wird in Bauteile differenziert und die Bauablaufplanung im Detail durchgeführt. Aus dem Detailablaufplan sind räumliche und zeitliche Abfolgen ersichtlich. 3.6.3.4.1 Beschreibung des Interaktionsdiagramms – Kranbelegungswerte Anhand des folgenden Interaktionsdiagramms werden baubetrieblich bekannte Zusammenhänge zur Bestimmung der Anzahl der Krane mittels Kranbelegungswerten grafisch dargestellt. Es werden damit die Beziehungen zwischen • Stahlbetonmenge des Bauwerks [m3], • Kran-Betriebsmittelgrundzeit [h], • Kranbelegungswert [h/m3], • Kran-Brachzeit und zusätzliche Nutzungszeit [%], • Kran-Betriebsmittelzeit [h], • Anzahl der notwendigen Kranstunden je Monat [h], • Dauer der Rohbauarbeiten [Mo], • Stunden je Kran und Monat [h/Mo] und • Anzahl der erforderlichen Krane [-] hergestellt. Das Interaktionsdiagramm (siehe Abb. 3-32) setzt sich aus vier Quadranten zusammen. Nachfolgend werden die Achsen und Kurven der Diagramme in den einzelnen Quadranten beschrieben.

168


Im ersten Quadranten (I) des Diagramms ist auf der Abszisse die Stahlbetonmenge des gesamten Bauwerks oder des betrachteten Abschnitts aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 0 und gehen bis 7.000 m3. Für das Hauptintervall beträgt die Schrittweite 500 und für das Hilfsintervall 250 m3.

Abb. 3-32 Interaktionsdiagramm zur Ermittlung der Anzahl der Krane – Kranbelegungswerte

Die Kran-Betriebsmittelgrundzeiten sind auf der Ordinate von 0 bis 1.400 h dargestellt. Das Hauptintervall ist hier mit 100 und das Hilfsintervall mit 20 h gewählt. Für verschiedene Kranbelegungswerte sind die Geraden im ersten Quadranten zusammengefasst. Diese Aufwandswerte inkludieren Kranbelegungswerte für die gesamten Stahlbetonarbeiten. Die Teilaufwandswerte für Schalen, Bewehren und Betonieren sind hier zu einem Wert zusammengefasst und auf den Kubikmeter Beton bezogen. Der kleinste Wert wird in dieser Darstellung mit 0,1 h/m3 und der höchste mit 0,280 h/m3 angegeben. Für diese gebräuchliche Bandbreite beträgt die Schrittweite 0,04 h/m3. Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener des ersten Quadranten. Auf der Abszisse ist die Kran-Betriebsmittelzeit [h] von 0 bis 2.800 h aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde hier 200 und für das Hilfsintervall 100 h gewählt. Die Geraden im Diagramm stehen für die Brachzeit, inklusive der zusätzlichen Nutzungszeit. Die Prozentsätze beziehen sich auf die Betriebsmittelzeit.


169

Das Minimum ist mit 30 % und das Maximum mit 52 % angegeben (die Schrittweite zwischen den Geraden beträgt 2 %). Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Anzahl der Kranstunden je Monat aufgetragen. Die Werte reichen on 0 bis 1.000 h (Hilfsintervall 10 und Hauptintervall 50 h). Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Dauer der Rohbauarbeiten (für diese Dauer ist der Kraneinsatz geplant). Der kleinste Wert wurde mit 1 und der größte mit 18 Mo gewählt (das Intervall beträgt 1 Mo). Die Ordinate zwischen III. und IV. Quadranten ist deckungsgleich. Auf der Abszisse sind die Stunden je Kran und Monat aufgetragen. Das Minimum wurde hier mit 150 und das Maximum mit 220 h gewählt. Das Hauptintervall beträgt 5 und das Hilfsintervall 2,5 h. Die Geraden im Diagramm geben jeweils eine bestimmte Krananzahl an. Beispielsweise bedeutet „ANZK,KBW = 4,25“, dass aufgrund der Angaben und Annahmen 4,25 Krane für das Bauvorhaben notwendig sind. Es ist im Detail zu prüfen, ob 4 Krane ausreichen oder etwa doch 5 Krane notwendig sind. Nachdem die rechnerisch erforderliche Anzahl der Krane ermittelt wurde, ist zu verifizieren ob für diese Anzahl überhaupt Aufstellungsmöglichkeiten gegeben sind. Sollte dies nicht der Fall sein, dann sind Anpassungen erforderlich wie z.B. Verlängerung der Bauzeit, Verwendung leistungsfähigerer Krane oder Wahl von Bauverfahren, die weniger „kranintensiv“ sind wie z.B. Einsatz einer Selbstkletterschalung. 3.6.3.4.2 Anwendung des Interaktionsdiagramms Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms zur Ermittlung der erforderlichen Anzahl an Kranen für ein Verwaltungsgebäude gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 3-32 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird dazu für das Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel „Stahlbetonarbeiten für ein Bürogebäude“ gelten hier folgende Angaben: • • • • • •

Stahlbetonmenge für das Bauwerk: ca. 5.000 m3 geplante Rohbauzeit: 5 Mo mittlerer Kranbelegungswert für das Schalen: 0,04 h/m2 mittlerer Kranbelegungswert für das Bewehren: 0,3 h/to mittlerer Kranbelegungswert für das Betonieren: 0,01 h/m3 Schalungsgrad für das gesamte Bauwerk: 4 m2/m3

170

• • • •


Bewehrungsgrad für das gesamte Bauwerk: 100 kg/m3 geschätzte Brachzeit: 45 % geschätzte zusätzliche Nutzungszeit: 10 % Anzahl der Stunden je Kran und Monat: 180 h/Mo

Aufgabenstellung: Gesucht ist die rechnerische Anzahl an Kranen für das Bauvorhaben. Lösung: Grafische Ermittlung der Anzahl an Kranen Die grafische Lösung ist in Abb. 3-33 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Zuerst ist der mittlere Kranbelegungswert für die Stahlbetonarbeiten zu ermitteln. Dazu werden die Produkte aus mittlerem Kranbelegungswert für das Schalen und dem Schalungsgrad und jenes aus dem mittleren Aufwandswert für das Bewehren und dem Bewehrungsgrad zum mittleren Kranbelegungswert für das Betonieren addiert. Der mittlere Kranbelegungswert für die Stahlbetonarbeiten nimmt damit den Wert von 0,2 h/m3 an.

Abb. 3-33 Interaktionsdiagramm zur Ermittlung der Anzahl der Krane – Kranbelegungswerte – Anwendungsbeispiel

In Abb. 3-33, wird im ersten Quadranten bei 5.000 m3 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für den mittleren Kranbelegungswert von 0,2 h/m3 wird die entsprechende Gerade ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom


171

Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit 1.000 h ist der Wert für die Betriebsmittelgrundzeit bestimmt. Die Horizontale (2) wird in den II. Quadranten verlängert. Addiert man die Prozentsätze für die zusätzliche Nutzungszeit und Brachzeit erhält man 45 %. Der Wert liegt zwischen den Geraden „tBz,Bb = 44 %“ und „tBz,Bb = 46 %“. Damit ist der Schnittpunkt mit der Geraden (2) gefunden. Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet bis sie die Abszisse trifft. Mit ca. 1.820 h ist die Betriebsmittelzeit bestimmt. Laut Angabe beträgt die Rohbauzeit mit Krannutzung 5 Monate. Nach der Auswahl der entsprechenden Gerade „DRB = 5 Mo“ im III. Quadranten, wird diese mit der Verlängerung der Vertikalen (3) geschnitten. Von dort wird die Horizontale (4) bis zur Ordinate nach rechts gezogen. Die Anzahl der Kranstunden je Monat ist mit ca. 360 h/Mo abzulesen. Im IV. Quadranten wird von der Abszisse bei 180 h je Kran/Mo die Gerade (5) nach unten gezeichnet, bis der Schnittpunkt mit der Verlängerung der Geraden (4) folgt. Der gesuchte Punkt liegt auf der Geraden „ANZK,KBW = 2“. Für das Bauvorhaben sind somit unter den angeführten Randbedingungen während der Rohbauzeit von 5 Monaten 2 Krane erforderlich. 3.6.3.4.3 Beispiel zur Sensitivitätsanalyse Nachfolgend wird untersucht, wie sich die Erhöhung des mittleren Kranbelegungswertes um 20 % auf die Anzahl der erforderlichen Krane auswirkt. Durch die angenommene Steigerung des Kranbelegungswertes um 20 % erhöht sich der Ausgangswert auf 0,24 h/m3. Auf der Abszisse des I. Quadranten wird die Gerade (1) verlängert bis der Schnittpunkt mit der Geraden „KBWMW = 0,24 h/m3“ folgt. Durch Einzeichnen der Horizontalen (6) ergibt sich auf der Ordinate die Betriebsmittelgrundzeit mit 1.200 h. Die Gerade (6) wird in den II. Quadranten verlängert bis sich der Schnittpunkt mit der Geraden „tBz,Bb = 45 %“ ergibt. Von dort wird die Vertikale (7) nach unten aufgetragen bis auf der Abszisse die Betriebsmittelzeit ablesbar ist. Der Wert ist mit ca. 2.180 h bestimmt. Im III. Quadranten wird die Verlängerung der Geraden (7) mit „DRB = 5 Mo“ geschnitten.

172


Mit der Horizontalen (8) folgt auf der Abszisse die Anzahl der Kranstunden je Monat mit ca. 435 h/Mo. Der Schnittpunkt der Horizontalen (8) und der Vertikalen (5) führt im IV. Quadranten zur gesuchten Anzahl an Kranen, die mit 2,4 bestimmt ist. Durch Steigerung des mittleren Kranbelegungswertes für die Stahlbetonarbeiten um 20 % hat sich die erforderliche Krananzahl also von ca. 2 auf 2,4 vergrößert.

3.6.4

Leistungsabschätzung über das Kranspiel

Die Kranspielzeiten werden anhand der Krandaten (Geschwindigkeiten der Kranbewegungen), dem Aufstellungsstandort und Angaben zu den transportierenden Lasten auf der Baustelle berechnet. Für die Bestimmung der Anzahl der Krane für die gesamte Baustelle – auf der in der Regel Krane unterschiedlicher Bauart und Leistung eingesetzt werden – erscheint diese Methode vor allem für Detailbetrachtungen zielführend. Für die Spielzeitberechnung (siehe Tab. 3-5) ist der Transportvorgang in Teilvorgänge zu zerlegen. Anhand der kranspezifischen Bewegungsgeschwindigkeiten werden die jeweiligen Vorgangsdauern bestimmt. Streckenlänge

Geschwindigkeit

m oder U/min

m/min od. U/min

min

-

-

0,67

3

Stufe 1: 6

0,5

6

Stufe 2: 27

0,59

Kranfahren

7

25

0,28

Schwenken

0,25

0,8

0,31

3, 7

Katzenfahren

4,5

60

0,1

3, 7

Teilvorgang Beladen Heben

Senken Entladen

Vorgangsdauer

3

Stufe 1: 6

0,5

16

Stufe 2: 27

0,59

-

-

0,33

Parallele Teilvorgänge 1 2, 6 2, 8

4, 8 5

Tab. 3-5 Tabelle für die Spielzeitberechnung34)

34) vgl.

Schöfer (1997). Leistungsermittlung von Maschinen und Geräten im Baubetrieb, Hauptgruppen 1 - 3 nach ÖBGL 1996. 280


173

In einem Spielzeitdiagramm (siehe Abb. 3-34) ist die Reihenfolge der Kranbewegungen festzulegen. Geübte Kranführer können bis zu drei Kranbewegungen gleichzeitig ausführen.

Dauer

1. Minute

2. Minute

3. Minute

4,8 Minuten 4. Minute 5. Minute

Teilvorgang Beladen Heben Kranfahren Schwenken Katzenfahren Senken Entladen Heben Schwenken Katzenfahren Senken Kranfahren

Abb. 3-34 Spielzeitdiagramm35)

Für das Spielzeitdiagramm in Abb. 3-34 wurde angenommen, dass maximal zwei Bewegungen gleichzeitig ausgeführt werden. Die gesamte Dauer eines Kranspiels wird durch die Dauer der Vorgänge am kritischen Weg bestimmt. Für das Beispiel in Abb. 3-34 beträgt das Kranspiel 4,8 min.

3.6.5

Kranbemessung über Warteschlangenmodelle

Hier wird anhand der Warteschlangentheorie (Bedienungstheorie) das System Mensch-Kran betrachtet. Die Zusammenhänge werden in einem Rechenmodell erfasst. Mit dieser Methode kann die optimale Anzahl an Kranen bestimmt werden. Folgende Optimierungsfrage steht hier im Vordergrund: „Haben die Anzahl der Arbeitskräfte und die Leistungsfähigkeit der Kranbestückung die richtige Relation?“36) 37)

35)

vgl. Schöfer (1997). Leistungsermittlung von Maschinen und Geräten im Baubetrieb, Hauptgruppen 1 - 3 nach ÖBGL 1996. 281 36) vgl. Seeling (1978). Auswahl und Kombination der Hauptfördermittel auf Betonbaustellen. 1730ff 37) vgl. Blecken (1971). Der Hochbaukran – Kapazitätsproblem mit Warteschlangenaspekt

174


3.6.6

Ermittlung der Krananzahl über die Grundrissfläche des Bauwerks und den Kranradius

Der Grundriss des Bauwerks und die zur Verfügung stehende Baustelleneinrichtungsfläche begrenzen die mögliche Anzahl der installierbaren Krane. Falls ein Kran außerhalb der Bauwerksgrenzen steht, dann liegt nur ein Teil seines Schwenkbereichs über dem Bauwerk. Für Krane, die innerhalb des Bauwerks platziert sind, kann der Schwenkbereich bis zu 100 % über dem Bauwerk liegen. Wertet man Baustelleneinrichtungspläne aus, lassen sich folgende Tendenzen erkennen: Wenn Krane innerhalb des Bauwerks platziert werden können, dann sinkt die Anzahl der benötigten Krane (wenn mehr als 50 % des Kranwirkungsbereichs innerhalb der Bauwerksgrenzen liegen). Es ist hier aber darauf zu achten, dass für diese Krane eine Verbindung zu den Umschlagsplätzen (nach Möglichkeit) gegeben ist. Stehen Krane mit ihrem Schwenkbereich gänzlich innerhalb des Bauwerks, dann sind diese z.B. von anderen Kranen zu „versorgen“. Zur überschlägigen Ermittlung der Anzahl der Krane über die geometrischen Verhältnisse kann folgende Gleichung formuliert werden: f Kran ⋅ GF BWK ANZ K, GEO = ----------------------------------2 r Kran ⋅ π

(3-30)

Im Zähler steht der Faktor f Kran als Maß für die „Krandichte“ (diese wird auf die Grundrissfläche des Bauwerks bezogen). Erfahrungsgemäß bewegt sich dieser Faktor größenordnungsmäßig zwischen 1,5 und 2,5. Der kleinere Wert von 1,5 steht für eine geringere „Krandichte“ (ca. 50 % der Krane sind innerhalb des Bauwerksgrundrisses) und 2,5 steht für eine relativ größere Krandichte. Die Grundrissfläche des Bauwerks wird durch GF BWK [m2] und der mittlere Kranradius durch r Kran [m] berücksichtigt. Beispiel: Die Grundrissfläche des Bauwerks aus dem Beispiel in Abschnitt 3.6.3.4.2 beträgt ca. 1.500 m2. Anhand der Pläne wird festgestellt, dass die Krane (oder der Kran) nur außerhalb des Bauwerks eingesetzt werden können (kann). Für den Faktor f Kran wird daher der Wert mit 2,5 angenommen. Aus dem Bauhof liegen Informationen vor, dass zum Zeitpunkt der Bauausführung Krane mit einer Ausladung von 25 m zur Verfügung stehen. Für den Kranradius wird daher 25 m angesetzt. Nach Einsetzen der Werte in Glg.(3-30) ergibt sich für die erforderliche Anzahl an Kranen ca. 1,9. Die-


175

ser Wert stellt eine weitere Entscheidungshilfe neben den in Abschnitt 3.6 sonst ermittelten Werten dar.

3.6.7

Zusammenfassung – Ermittlung der Anzahl der Krane

In diesem Abschnitt wurden die verschiedenen Möglichkeiten der Bestimmung der Anzahl der Krane dargestellt und einzelne Methoden wurden beschrieben. Auf die Bestimmung der Anzahl der Krane mittels Anzahl der Arbeitskräfte, Kranbelegungswerte und mittels Bruttorauminhalt wurde dabei näher eingegangen. Für die grafische Ermittlung der Anzahl der Krane wurden drei Diagramme präsentiert, die als Unterstützung für die Entscheidungsfindung dienen können. Die endgültige Entscheidung über die tatsächliche Anzahl der Krane auf der Baustelle ist unter Berücksichtigung der spezifischen Baustellen- und Bauwerksbedingungen und der Leistungsfähigkeit der zur Auswahl stehenden Krane zu treffen (die Leistungsfähigkeit hat beispielsweise Einfluss auf die Kran-Proportionalitätsfaktoren). Sind auf der Baustelle Forcierungsmaßnahmen notwendig und erhöht sich dadurch die Anzahl der Arbeitskräfte, dann ist durch die Zuhilfenahme des Auswahldiagramms die Auswirkung auf die Anzahl der Krane transparent und leicht nachvollziehbar. Zur Abschätzung der Anzahl der Krane im Zusammenhang mit der Bauwerksgrundrissfläche und dem mittleren Kranradius wurde die entsprechende Vorgangsweise gezeigt. Spätestens die Ausführung der Bauarbeiten zeigt, ob die getroffenen Annahmen zutreffend sind. Die dabei gewonnen Erkenntnisse (z.B. Abweichungen zu den Annahmen, Gründe für die Abweichungen, Bauweise etc.) sollten systematisch in einem Wissensspeicher (Datenbank, Tabellen etc.) erfasst werden. Die systematische Nutzung der Daten und Erkenntnisse aus vergangenen Projekten erhöhen in der Folge die Qualität der zukünftigen Arbeitsvorbereitungen.

176


3.7

Lagerhaltung von Baustoffen

Nach Riebesmeier38) beinhaltet die Planung der Vorratsmengen (Lagermengen, Bestände) zwei Problembereiche, nämlich die Vorratsoptimierung und die Vorratssicherung. Die Vorratsoptimierung zielt auf die Ermittlung der optimalen Bestellmenge bzw. die Ermittlung des optimalen Lagerbestandes ab. Im Rahmen der Vorratssicherung steht die kontinuierliche Versorgung der Fertigung und die Vermeidung von Materialengpässen im Zentrum der Betrachtungen. Riebesmeier unterscheidet zwei Bestellsysteme: a) Bestellpunktverfahren: Hier steht die Planung der optimalen Mengen im Vordergrund. Die Bestellmenge wird festgelegt, die Bestellintervalle sind variabel und verbrauchsabhängig. b)Bestellrhythmusverfahren: Hier steht die Planung der optimalen Bestellzeiten (-termine) im Vordergrund. Die Bestellzeitpunkte werden festgelegt, die Bestellmenge ist variabel und richtet sich nach dem Verbrauch. Die Dimensionierung von Vorratslagern für verschiedene Baustoffe zählt weiters zu den wichtigsten Aufgaben in der Logistik. In den Überlegungen spielt der Leistungsfortschritt auf der Baustelle, die zur Verfügung stehende Lagerfläche und die Verkehrsanbindung eine wesentliche Rolle. In diesem Abschnitt wird, nach Vermittlung der theoretischen Grundlagen, auf die Lagerhaltung für Bewehrung, Zement und Mauerwerk eingegangen.

3.7.1

Grundlagen zur Vorratsberechnung39) 40)

Nachfolgend werden die Grundlagen zur Dimensionierung eines Vorratslagers nach dem Bestellpunktverfahren dargestellt. Es werden die einzelnen Schritte zur Berechnung des erforderlichen Vorrats gezeigt.

3.7.1.1

Durchsatz (Produktionsmenge)

Unter Durchsatz U wird die Produktionsmenge je Zeiteinheit verstanden. Werden z.B. 5 to Bewehrung täglich eingebaut, ist dies der Durchsatz für 38)

vgl. Riebesmeier in Scheuch (1990). Allgemeine Betriebswirtschaftslehre. 169 vgl. Riebesmeier in Scheuch (1990). Allgemeine Betriebswirtschaftslehre. 170f 40) vgl. Stadler (2004). Allgemeine Baubetriebslehre Vorlesung 39)

3.7 Lagerhaltung von Baustoffen

177

einen Arbeitstag. Der Durchsatz wird wesentlich von der Arbeitsleistung und/oder Geräteleistung bestimmt.

3.7.1.2

Minimaler Vorrat (Sicherheitsbestand)

Der Minimale Vorrat nmin [MEH] oder Sicherheitsbestand (eiserner Bestand, Mindestbestand) ist jener Bestand, der zum Ausgleich von Störungen dient, wenn die geplante Beschaffungszeit überschritten wird oder der tatsächliche Verbrauch höher ist, als der geplante Verbrauch (z.B. wegen größerer Lagerabgangsgeschwindigkeit). Als Zeiteinheit wird der Arbeitstag herangezogen. Der minimale Vorrat wird nach Glg.(3-31) aus dem Produkt der zusätzlichen Vorratszeit t Z [d] und dem Durchsatz U [MEH/d] berechnet. n min = t Z ⋅ U

(3-31)

Durch die zusätzliche Vorratszeit wird ein über die Beschaffungszeit hinausgehender Vorrat auf der Baustelle sichergestellt. Die Größe der zusätzlichen Vorratszeit ist frei wählbar.

3.7.1.3

Beschaffungsvorrat

Der Beschaffungsvorrat n B [MEH] ist jener Vorrat, der während der Beschaffungszeit verbraucht wird. Im Normalfall ist der Beschaffungsvorrat so groß, dass der Sicherheitsbestand nicht angegriffen wird. Nach Glg.(3-32) ergibt sich der Beschaffungsvorrat aus dem Produkt von Beschaffungszeit und Durchsatz. nB = tE ⋅ U

(3-32)

Die Beschaffungszeit t E [d] setzt sich nach Glg.(3-33) aus der Disposititonszeit tD [d] und der Transportzeit t T [d] zusammen. tE = tD + tT

(3-33)

178


Die Dispositionszeit des Lieferanten wird beispielsweise von der Herstellung und Beschaffung der Baustoffe beeinflusst. Die Transportzeit hängt z.B. von Lieferfrist, Genehmigungen, Zoll, Pannen etc. ab.

3.7.1.4

Erforderlicher Vorrat

Der erforderliche Vorrat oder Meldebestand n erf [MEH] ist jener Bestand, bei dessen Erreichung eine Bestellung ausgelöst wird. Er muss so festgelegt werden, dass der Sicherheitsbestand während der Beschaffungszeit (Eindeckungszeitraum) im Normalfall nicht angegriffen wird. Sicherheitsbestand nmin plus Bedarf in der Beschaffungszeit (Eindeckungszeitraum) nB ergibt den Meldebestand. n erf = n min + n B

3.7.1.5

(3-34)

Effektiver Vorrat

Effektiver Vorrat oder Lagerbestand neff [MEH] ist der auf der Baustelle effektiv vorhandene Vorrat an Baustoffen zu einem bestimmten Zeitpunkt. Der prognostizierte Lagerbestand ist der zum Planungszeitpunkt im Lager vorhandene Bestand, der aus Lagerzu- und abgängen berechnet wird. Für diese Verhältnisse gilt die Beziehung nach Glg.(3-35). n max ≥ n eff ≥ n erf

3.7.1.6

(3-35)

Maximaler Vorrat

Der maximal mögliche Vorrat oder Höchstbestand n max [MEH] ist jener, der sich aus den Lagerungsmöglichkeiten und -flächen auf der Baustelle (Anzahl der vorhandenen Silos, Lagerfläche für Bewehrung etc.) ergibt. Der Höchstbestand unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten ist jene Menge die maximal im Lager sein darf, um eine zu hohe Kapitalbindung im Lager zu vermeiden.


3.7.1.7

179

Bestellintervall

Das Bestellintervall t B [d] ist jener Zeitraum, der zwischen dem effektiven und dem erforderlichen Vorrat noch verbleibt. n eff – n erf t B = ----------------------U

(3-36)

Berechnet wird das Bestellintervall mittels Quotienten aus Differenz von effektivem neff und erforderlichem Vorrat n erf und Durchsatz U .

3.7.2

Interaktionsdiagramm für Lagerhaltung der Bewehrung

Die theoretischen Ansätze zur Lagerhaltung werden hier für die Bewehrung angewendet. Die einzelnen Parameter werden dabei zu einem Interaktionsdiagramm verknüpft. Ziel ist es, wesentliche logistische Zusammenhänge für die Bewehrung grafisch darzustellen. Das Interaktionsdiagramm kann sowohl für die Grob- als auch für die Feinplanung angewendet werden. In der Grobplanung wird das Bauwerk als Gesamtheit oder ein einzelner Bauabschnitt betrachtet. In der Feinplanung werden Fertigungsabschnitte oder Bauteile betrachtet. Mit dem folgenden Interaktionsdiagramm werden logistische Zusammenhänge für die Bewehrung dargestellt. Für die Lagerhaltung der Bewehrung werden die Beziehungen zwischen • gesamter Bewehrungsmenge des betrachteten Bauwerks/Bauteils/Abschnitts [to], • Bewehrungsmenge je Arbeitstag [to/d], • Dauer der Bewehrungsarbeiten [d], • Dauer der Bewehrungsarbeiten für das betrachtete Bauwerk bzw. den betrachteten Bauteil/Abschnitt [d], • erforderliche Bewehrungsmenge [to], • Beschaffungszeit [d], • zusätzliche Vorratszeit [d], • Dispositionszeit [d] und • Transportzeit [d] hergestellt.

180


3.7.2.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 3-35 setzt sich aus vier Quadranten zusammen. Nachfolgend werden die Achsen und Kurven der einzelnen Diagramme beschrieben. Im ersten Quadranten (I) des Diagramms ist auf der Abszisse die Bewehrungsmenge des gesamten Bauwerks oder des betrachteten Abschnitts bzw. Bauteils aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 0 und gehen bis 70 to. Für das Hauptintervall beträgt die Schrittweite 5 und für das Hilfsintervall 2,5 to. Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung der Bewehrung 30,0

30,0

28,0

28,0

26,0

26,0

24,0 22,0 20,0 18,0 16,0

II

14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0

8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

5,00 4,50 4,00 Gesamtzeit Gesamtzeit [d] [d]

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

5,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

4,50

4,00

tZ = 0,25 d tZ = 0,75 d tZ = 1,25 d tZ = 1,75 d tZ = 2,25 d tZ = 2,75 d tZ = 3,25 d tZ = 3,75 d tZ = 4,25 d

12,0 10,0 8,0 6,0 4,0

0 1,00 0,00 0,50 1,00

1,50

1,50

2,00

2,00

5,00

I

14,0

1,00

4,50

= 2,50 d = 3,50 d = 4,50 d = 5,50 d = 6,50 d = 7,50 d

16,0

0,50

4,00

DBW DBW DBW DBW DBW DBW

18,0

0,0

1,00 0,00

= 2,00 d = 3,00 d = 4,00 d = 5,00 d = 6,00 d = 7,00 d

20,0

2,0

3,50 tZ = 0,00 d tZ = 0,50 d tZ = 1,00 d tZ = 1,50 d tZ = 2,00 d tZ = 2,50 d tZ = 3,00 d tZ = 3,50 d tZ = 4,00 d

22,0

0,0 1,00

3,00

DBW DBW DBW DBW DBW DBW

24,0

2,0

2,50

III

BewehrungsmengejejeArbeitstag Arbeitstag[to/d] [to] Bewehrungsmenge

BWM = 10 t BWM = 20 t BWM = 30 t BWM = 40 t BWM = 50 t BWM = 60 t BWM = 70 t BWM = 80 t

Beschaffungszeit [d]

BWM = 5 t BWM = 15 t BWM = 25 t BWM = 35 t BWM = 45 t BWM = 55 t BWM = 65 t BWM = 75 t

2,50

65

70

Dispositionszeit [d] [to]; IV: Dispositionszeit [d] I: Gesamte Bewehrungsmenge des Abschnittes 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00 3,25 3,50 3,75 4,00 4,25

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

4,50

tT = 0,25 d tT = 0,75 d tT = 1,25 d tT = 1,75 d tT = 2,25 d tT = 2,75 d tT = 3,25 d

55

60


3,00

IV

3,50 4,00 4,50 5,00

5,50

5,50

6,00

6,00

6,50

6,50

7,00

7,00

©HOFSTADLER

Abb. 3-35 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung der Bewehrung

Die benötigte Bewehrungsmenge je Arbeitstag (Durchsatz) ist auf der Ordinate von 0 bis 30 to dargestellt. Das Hauptintervall ist hier mit 2 und das Hilfsintervall mit 0,5 to gewählt. Für verschiedene Dauern (DBW) sind die Geraden im ersten Quadranten zusammengefasst. Der kleinste Wert wird in dieser Darstellung mit 2 und der höchste mit 7,5 d angegeben. Für die gewählte Bandbreite beträgt die Schrittweite 0,5 d. Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener des ersten Quadranten. Auf der Abszisse ist die Gesamtzeit von 1 bis 8 d aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde hier 0,5 und für das Hilfsintervall 0,25 d gewählt. Die Kurven im Diagramm stehen für verschiedene erforderliche Bewehrungsmengen.


181

Das Minimum ist mit 5 to und das Maximum mit 80 to angegeben (die Schrittweite zwischen den Geraden beträgt 5 to). Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Beschaffungszeit aufgetragen. Die Werte reichen von 0 bis 7 d (das Hilfsintervall ist 0,1 und das Hauptintervall 0,5 d). Die einzelnen Geraden stehen jeweils für zusätzliche Vorratszeiten. Der kleinste Wert wurde mit 0 und der größte mit 4,25 d gewählt (das Intervall ist 0,25 d). Die Ordinate zwischen III. und IV. Quadranten ist gleich. Auf der Abszisse im IV. Quadranten ist die Dispositionszeit dargestellt. Das Minimum wurde hier mit 1 und das Maximum mit 4,5 d gewählt. Das Hauptintervall ist 0,5 und das Hilfsintervall 0,25 d. Die Geraden stehen für verschiedene Transportzeiten. Beispielsweise bedeutet „tT = 2 d“, dass der Transport 2 Tage dauert.

3.7.2.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms zur Lagerhaltung der Bewehrung gezeigt. Aufgabe ist es, anhand der Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 3-35 Lösungen auszuarbeiten. Die entsprechende Vorgangsweise wird für das Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel „Stahlbetonarbeiten für die Flachdecken eines Hochbaus“ gelten hier folgende Angaben: • • • • • • • • • •

Geschossfläche: ca. 8.000 m2 Deckendicke: 25 cm durchschnittlicher Bewehrungsgrad: 100 kg/m3 Anzahl der Geschosse: 3 Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschoss: 4 Dauer für das Bewehren eines Fertigungsabschnittes: 4,5 d tägliche Arbeitszeit: 8 h/d Dispositionszeit: 2,5 d Transportzeit: 1 d zusätzliche Vorratszeit: 1,5 d

Aufgabenstellung: Gesucht sind die Werte für den erforderlichen Vorrat, für den minimalen Vorrat und den Beschaffungsvorrat. Weiters ist im Interaktionsdiagramm

182


darzustellen, wie sich eine Verkürzung der Dauer für das Bewehren auf den erforderlichen Vorrat auswirkt. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die grafische Lösung ist in Abb. 3-36 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Aus den Abmessungen der Geschossdecke und dem Bewehrungsgrad ergibt sich für jeden Fertigungsabschnitt die Bewehrungsmenge (Durchsatz) mit ca. 50 to. Im I. Quadranten wird bei 50 to die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Geraden „DBW = 4,5 d“ – die für eine Dauer der Bewehrungsarbeiten von 4,5 d steht – ergibt.

Abb. 3-36 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung der Bewehrung – Anwendungsbeispiel

Die Dispositionszeit für das Beispiel ist mit 2,5 d angegeben. Auf der Abszisse im IV. Quadranten wird der entsprechende Wert gewählt und von dort die Vertikale (3) nach unten gezeichnet. Diese wird mit der Geraden „tT = 1 d“ – steht für die Transportzeit von einem Tag – geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (4) nach links gezeichnet, bis diese auf die Ordinate trifft. Mit 3,5 d ist damit die Beschaffungszeit bestimmt. Zur Ermittlung der erforderlichen Vorratsmenge an Bewehrung wird die Horizontale (4) in den III. Quadranten hinein verlängert. Für die zusätzliche Vorratszeit von 1,5 d wird die entsprechende Gerade ausgewählt und mit (4) der Schnittpunkt erzeugt. Von dort ausgehend wird die Vertikale (5)


183

nach oben gezogen, bis sich auf der Abszisse der Wert für die Gesamtzeit ergibt. Mit 5 d ist die Gesamtzeit bestimmt. Im II. Quadranten wird die Verlängerung der Horizontalen (2) mit jener der Vertikalen (5) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Kurven „BWM = 55 to“ und „BWM = 60 to“. Durch grafisches Interpolieren ist mit ca. 56 to der erforderliche Bewehrungsvorrat bestimmt. Zur Ermittlung des Beschaffungsvorrats wird die Beschaffungszeit herangezogen. Die zusätzliche Vorratszeit ist hier 0 d und es wird dazu im III. Quadranten die Gerade „tZ = 0 d“ ausgewählt und mit der Verlängerung der Horizontalen (4) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (6) nach oben gezogen und es folgt auf der Abszisse eine Gesamtzeit von 3,5 d. Der Schnittpunkt der Verlängerung der Vertikalen (6) und der Horizontalen (2) liegt zwischen den Kurven „BWM = 35 to“ und „BWM = 40 to“. Aus dem Diagramm lässt sich der Wert für den Beschaffungsvorrat mit ca. 39 to ablesen. Zur grafischen Bestimmung des minimalen Vorrats ist nur die zusätzliche Vorratszeit heranzuziehen. Im II. Quadranten wird dazu auf der Abszisse bei 1,5 d die Vertikale (7) nach oben gezogen, bis sich der Schnittpunkt mit der Verlängerung von (2) ergibt. Der Schnittpunkt liegt zwischen „BWM = 15 to“ und „BWM = 20 to“; mit ca. 17 to ist somit der minimale Vorrat für die Bewehrung ermittelt.

3.7.2.3


Weiter ist zu untersuchen wie sich eine Verkürzung der Dauer der Bewehrungsarbeiten auf den erforderlichen Vorrat auswirkt. Im I. Quadranten wird die Gerade „DBW = 3,5 d“ (für die Dauer von 3,5 d) ausgewählt und mit der Verlängerung von (1) zum Schnitt gebracht. Vom Schnittpunkt wird die Gerade (8) nach links gezogen, bis sich der Wert für die Bewehrungsmenge je Arbeitstag ergibt. Mit ca. 14,3 to ist die täglich erforderliche Bewehrungsmenge bestimmt. Mit der Verlängerung von (8) und (5) in den II. Quadranten folgt der Schnittpunkt zwischen den Kurven „BWM = 70 to“ und „BWM = 75 to“. Mit ca. 71 to ist somit die erforderliche Bewehrungsmenge bestimmt.

184


3.7.3

Interaktionsdiagramm für die Lagerhaltung von Zement

Die erforderliche Betonmenge ergibt sich aus der geplanten Betonierleistung und der Bauteilgröße. Die tägliche Betonierleistung schwankt je nach Art des Bauwerks und des betrachteten Bauteils. Bei Transportbeton wird der Beton in der erforderlichen Quantität und Qualität vom Betonmischwerk bestellt und entsprechend dem Betonierablauf auf die Baustelle geliefert. Wird der Beton in einer Mischanlage auf der Baustelle erzeugt sind Zuschlagsstoffe, Zusatzmittel, Zusatzstoffe und Zement auf der Baustelle vorrätig zu halten. Exemplarisch wird hier das Interaktionsdiagramm für die Vorratshaltung von Zement dargestellt und beschrieben und dessen Anwendung anhand eines baupraktischen Beispiels gezeigt. Für die Lagerhaltung von Zement werden die Beziehungen zwischen • maximal erforderlicher Betonmenge je Arbeitstag [m3/d], • Zementmenge je Arbeitstag [to/d], • Zementgehalt [kg/m3], • Gesamtzeit [d], • erforderlicher Zementmenge [to], • Beschaffungszeit [d], • zusätzlicher Vorratszeit [d], • Dispositionszeit [d] und • Transportzeit [d] hergestellt.

3.7.3.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 3-37 setzt sich aus vier Quadranten zusammen. Nachfolgend werden die Achsen und Kurven der einzelnen Diagramme beschrieben. Im ersten Quadranten (I) des Diagramms ist auf der Abszisse die maximal erforderliche Betonmenge je Arbeitstag aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 0 und gehen bis 350 m3. Für das Hauptintervall beträgt die Schrittweite 25 und für das Hilfsintervall 12,5 m3. Die benötigte Zementmenge je Arbeitstag (= Durchsatz) ist auf der Ordinate beginnend bei 0 bis 100 to dargestellt. Das Hauptintervall ist hier mit 5 und das Hilfsintervall mit 1 to gewählt. Für Betone mit unterschiedlichem


185

Zementgehalt sind die einzelnen Geraden im Quadranten dargestellt. Die Gerade mit dem kleinsten Wert steht für einen Zementgehalt von 260 und jene mit dem höchsten Wert für 390 kg/m3. Die Differenz zwischen den Geraden beträgt 10 kg/m3.

ZM = 140 to ZM = 180 to ZM = 220 to ZM = 260 to ZM = 300 to ZM = 340 to ZM = 380 to ZM = 420 to ZM = 460 to

4,50


8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

5,00

4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

Gesamtzeit [d] Gesamtzeit [d] 5,00 4,50 4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

1,00 0,000 1,000

1,000

2,000

2,000

3,000

III

4,000



100,0 95,0 90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

5,000

I ZG = 260 kg/m³ ZG = 280 kg/m³ ZG = 300 kg/m³ ZG = 320 kg/m³ ZG = 340 kg/m³ ZG = 360 kg/m³ ZG = 380 kg/m³

0

25

50

0,0

0,5

1,0

75

100

125

150

175

200

225

ZG = 270 kg/m³ ZG = 290 kg/m³ ZG = 310 kg/m³ ZG = 330 kg/m³ ZG = 350 kg/m³ ZG = 370 kg/m³ ZG = 390 kg/m³

300

325

350

Dispositionszeit [d]Dispositionszeit [d] I: Betonmenge je Arbeitstag [m³/d]; IV: 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

250

275

6,5

7,0

0,000


II

100,0 95,0 90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 1,00

Betonmenge je Fertigungsabschnitt Zementmenge je Arbeitstag [to] [m³]

Interaktionsdiagramm fü für die Logistik – Lagerhaltung von Zement

3,000


tT tT tT tT tT tT tT

= 0,50 d = 1,00 d = 1,50 d = 2,00 d = 2,50 d = 3,00 d = 3,50 d

IV

4,000 5,000

6,000

6,000

7,000

7,000

8,000

8,000

©HOFSTADLER

Abb. 3-37 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung von Zement

Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener des ersten Quadranten. Auf der Abszisse ist die Gesamtzeit von 1 bis 8 d aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde hier 0,5 und fürs Hilfsintervall 0,25 d gewählt. Die Kurven im Diagramm stehen für verschiedene Zementmengen. Das Minimum ist mit 140 to und das Maximum mit 480 to angegeben (die Schrittweite zwischen den Geraden beträgt 20 to). Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Beschaffungszeit aufgetragen. Die Werte reichen von 0 bis 8 d (das Hilfsintervall ist 0,1 und das Hauptintervall ist 1 d). Die einzelnen Geraden stehen jeweils für zusätzliche Vorratszeiten. Der kleinste Wert für die Geraden wurde mit 0 und der größte mit 8,5 d gewählt (das Intervall ist 0,5 d). Die Ordinate zwischen dem III. und IV. Quadranten ist gleich. Auf der Abszisse im IV. Quadranten ist die Dispositionszeit dargestellt. Das Minimum wurde hier mit 0 und das Maximum mit 7 d gewählt. Das Hauptintervall ist 0,5 und das Hilfsintervall 0,25 d. Die Geraden im Quadranten stehen für verschiedene Transportzeiten. Die Gerade mit dem kleinsten Wert steht für

186


eine Transportzeit von 0,25 d und jene mit dem größten Wert für 3,5 d. Beispielsweise bedeutet „tT = 2 d“, dass der Transport 2 Tage dauert.

3.7.3.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Lagerhaltung von Zement gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 3-37 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für folgendes Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel „Stahlbetonarbeiten für eine Flusskraftwerk“ gelten folgende Angaben: • • • • •

größte Blockgröße der Wehranlage: ca. 250 m3 Zementgehalt: 320 kg/m3 Dispositionszeit: 3 d Transportzeit: 0,5 d zusätzliche Vorratszeit: 2 d

Aufgabenstellung: Gesucht sind die Werte für den erforderlichen Zementvorrat, den minimalen Vorrat und den Beschaffungsvorrat. Die Werte sind durch Anwendung des Interaktionsdiagramms in Abb. 3-37 zu ermitteln. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die grafische Lösung ist in Abb. 3-38 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Im I. Quadranten wird bei 250 m3 die Vertikale (1) nach oben gezogen bis sich der Schnittpunkt mit der Geraden „ZG = 320 kg/m3“ – die einen Zementgehalt von 320 kg/m3 steht – ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links eingezeichnet bis auf der Ordinate der Wert für die Zementmenge folgt. Demnach sind 80 to/d Zement für das Betonieren der größten Betonierabschnitte des Flusskraftwerkes erforderlich. Die Dispositionszeit für das Beispiel ist mit 3 d angegeben. Auf der Abszisse im IV. Quadranten wird der entsprechende Wert gewählt und von dort die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Mit der Geraden „tT = 0,5 d“ – die für eine Transportzeit von 0,5 d steht – folgt der Schnittpunkt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (4) nach links gezogen bis sie auf die Ordinate trifft. Mit 3,5 d ist damit die Beschaffungszeit bestimmt.


187

(7) ZM = 140 to ZM = 180 to ZM = 220 to ZM = 260 to ZM = 300 to ZM = 340 to ZM = 380 to ZM = 420 to ZM = 460 to

8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

5,00

4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

Gesamtzeit [d] Gesamtzeit [d] 5,00 4,50 4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

(5)

4,50


(6)

0,000

1,000

1,000

2,000

2,000

3,000

III

4,000



100,0 95,0 90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

1,00 0,000

5,000


II

100,0 95,0 90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 1,00

Betonmenge je Fertigungsabschnitt Zementmenge je Arbeitstag [to] [m³]

Interaktionsdiagramm fü für die Logistik – Lagerhaltung von Zement

(2) (9)

0

25

50

0,0

0,5

1,0

75

100

125

150

175

300

325

350

6,5

7,0

(3)

200

225

ZG = 270 kg/m³ ZG = 290 kg/m³ ZG = 310 kg/m³ ZG = 330 kg/m³ ZG = 350 kg/m³ ZG = 370 kg/m³ ZG = 390 kg/m³

Dispositionszeit [d]Dispositionszeit [d] I: Betonmenge je Arbeitstag [m³/d]; IV: 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

3,000 4,000

I

(1)

(8) ZG = 260 kg/m³ ZG = 280 kg/m³ ZG = 300 kg/m³ ZG = 320 kg/m³ ZG = 340 kg/m³ ZG = 360 kg/m³ ZG = 380 kg/m³

250


275


= 0,50 d = 1,00 d = 1,50 d = 2,00 d = 2,50 d = 3,00 d = 3,50 d

IV

(4)

5,000

6,000

6,000

7,000

7,000

8,000

8,000

©HOFSTADLER

Abb. 3-38 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung von Zement – Anwendungsbeispiel

Zur Ermittlung der erforderlichen Vorratsmenge an Zement, wird die Horizontale (4) in den III. Quadranten hinein verlängert. Für die zusätzliche Vorratszeit von 2 d wird die entsprechende Gerade ausgewählt und mit (4) der Schnittpunkt erzeugt. Von dort ausgehend wird die Vertikale (5) nach oben gezogen, bis sich auf der Abszisse der Wert für die Gesamtzeit ergibt. Mit 5,5 d ist die Gesamtzeit bestimmt. Im II. Quadranten wird die Verlängerung der Horizontalen (2) mit jener der Vertikalen (5) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt auf der Kurve „ZM = 440 to“. Mit 440 to ist der erforderliche Zementvorrat bestimmt. Zur Ermittlung des Beschaffungsvorrats wird nur die Beschaffungszeit herangezogen. Die zusätzliche Vorratszeit ist hier mit 0 d angesetzt und es wird dazu im III. Quadranten die Gerade „tZ = 0 d“ ausgewählt und mit der Verlängerung von (4) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (6) nach oben gezogen und es folgt auf der Abszisse für die Gesamtzeit 3,5 d. Der Schnittpunkt der Verlängerung der Vertikalen (6) und der Horizontalen (2) liegt auf der Kurve „ZM = 280 to“. Der Beschaffungsvorrat beträgt 280 to. Zur grafischen Bestimmung des minimalen Vorrats ist nur die zusätzliche Vorratszeit heranzuziehen. Im II. Quadranten wird dazu auf der Abszisse

188


bei 2 d die Vertikale (7) nach oben gezogen bis sich der Schnittpunkt mit der Verlängerung von (2) ergibt. Der Schnittpunkt liegt auf der Kurve „ZM = 160 to“ und mit 160 to ist der minimale Zementvorrat ermittelt.

3.7.3.3


Es ist zu untersuchen, wie sich eine Reduktion der Betonierblockgröße auf 200 m3 auf den erforderlichen Zementvorrat auswirkt. Im I. Quadranten wird auf der Abszisse bei 200 m3 die Vertikale (8) nach oben eingezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Gerade „ZG = 320 kg/m3“ ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (9) nach links gezogen, bis daraus der Wert für die erforderliche Zementmenge folgt. Mit 64 to ist die täglich erforderliche Zementmenge auf der Abszisse ablesbar. Mit der Verlängerung von (9) und (5) in den II. Quadranten folgt der Schnittpunkt zwischen den Kurven „ZM = 340 to“ und „ZM = 360 to“. Mit ca. 352 to ist die Größenordnung für die erforderliche Zementmenge für die reduzierte Blockgröße bestimmt. Aufgrund der Verkleinerung der Blockgröße hat sich der erforderliche Zementvorrat um ca. 25 % verringert. Durch Hinzurechnung von beispielsweise 5 % auf die aus den Diagrammen ermittelten erforderlichen Zementmengen, kann eine zusätzliche Reserve für etwaige Störungen berücksichtigt werden.

3.7.4

Interaktionsdiagramm für die Lagerhaltung von Ziegeln

Die täglich erforderliche Menge an Ziegeln ergibt sich aus der geplanten täglichen Arbeitsleistung. Ziegel werden auf Paletten angeliefert und auf Lagerflächen zwischengelagert oder direkt in der Nähe der zu errichtenden Wände gelagert. Für die Lagerhaltung von Ziegeln werden die Beziehungen zwischen • • • • • • •

Ziegelmenge für den betrachteten Fertigungsabschnitt [m3], Ziegelmenge je Arbeitstag [m3/d], Dauer für die Mauerwerksarbeiten[d], Gesamtzeit [d], erforderliche Mauerwerksmenge [m3], Beschaffungszeit [d], zusätzliche Vorratszeit [d],


189

• Dispositionszeit [d] und • Transportzeit [d] hergestellt.

3.7.4.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 3-39 setzt sich aus vier Quadranten zusammen. Nachfolgend werden die Achsen und Kurven der einzelnen Diagramme beschrieben. Im ersten Quadranten (I) des Diagramms ist auf der Abszisse die benötigte Ziegelmenge aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 0 und gehen bis 70 m3. Die Schrittweite fürs Hauptintervall beträgt 5 und jene fürs Hilfsintervall 2,5 m3.

II

8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

5,00

4,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

Gesamtzeit Gesamtzeit [d] [d] 5,00 4,50 4,00

4,50

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

40,0 38,0 36,0 34,0 32,0 30,0 28,0 26,0 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 1,00

0,50

1,00

1,00

1,50

1,50

2,00

2,00

3,00 3,50 4,00 tZ = 0,00 d tZ = 0,50 d tZ = 1,00 d tZ = 1,50 d tZ = 2,00 d tZ = 2,50 d tZ = 3,00 d tZ = 3,50 d tZ = 4,00 d


4,50 5,00

DMWK = 1,00 d DMWK = 2,00 d DMWK = 3,00 d DMWK = 4,00 d DMWK = 5,00 d DMWK = 6,00 d DMWK = 7,00 d

2,50


I

0

0,50

2,50

III

40,0 38,0 36,0 34,0 32,0 30,0 28,0 26,0 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0

1,00 0,00

1,00 0,00


MWKM = 15 m³ MWKM = 25 m³ MWKM = 35 m³ MWKM = 45 m³ MWKM = 55 m³ MWKM = 65 m³ MWKM = 75 m³ MWKM = 85 m³

Ziegelmenge je je Arbeitstag Arbeitstag [m³/d] [m³/d] Ziegelmenge

Interaktionsdiagramm fü für die Logistik – Lagerhaltung von Ziegel MWKM = 10 m³ MWKM = 20 m³ MWKM = 30 m³ MWKM = 40 m³ MWKM = 50 m³ MWKM = 60 m³ MWKM = 70 m³ MWKM = 80 m³

5 1,25

65

70

I: Gesamte Ziegelmenge Dispositionszeit des Abschnittes [d] [m³]; IV: Dispositionszeit [d] 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00 3,25 3,50 3,75 4,00 4,25

10

15

20

25

30

35

40

45

50

4,50


55

60


3,00

= 0,50 d = 1,00 d = 1,50 d = 2,00 d = 2,50 d = 3,00 d = 3,50 d

IV

3,50 4,00 4,50 5,00

5,50

5,50

6,00

6,00

6,50

6,50

7,00

7,00

©HOFSTADLER

Abb. 3-39 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung von Ziegel

Die benötigte Menge an Ziegeln je Arbeitstag (= Durchsatz) ist auf der Ordinate beginnend bei 0 bis 40 m3/d dargestellt. Das Hauptintervall ist hier mit 2 und das Hilfsintervall mit 0,5 m3/d gewählt. Die Geraden im Quadranten stehen für die Dauer der Mauerwerksarbeiten. Die Gerade mit dem kleinsten Wert steht für die Dauer von 1 und jene mit dem höchsten Wert für 7,5 d. Die Differenz zwischen den Geraden beträgt 0,5 d.

190


Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener des ersten Quadranten. Auf der Abszisse ist die Gesamtzeit von 1 bis 8 d aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde hier 0,5 und fürs Hilfsintervall 0,25 d gewählt. Die Kurven im Diagramm stehen für verschiedene Ziegelmengen. Die kleinste Menge ist mit 10 und die größte mit 85 m3 angegeben (die Schrittweite zwischen den Geraden beträgt 5 m3). Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Beschaffungszeit aufgetragen. Die Werte reichen von 0 bis 7 d (das Hilfsintervall ist 0,1 und das Hauptintervall ist 0,5 d). Die einzelnen Geraden stehen jeweils für zusätzliche Vorratszeiten. Der kleinste Wert für die Geraden wurde mit 0 und der größte mit 4,25 d gewählt (das Intervall ist 0,25). Die Ordinate zwischen dem III. und IV. Quadranten ist gleich. Auf der Abszisse im IV. Quadranten ist die Dispositionszeit dargestellt. Das Minimum wurde hier mit 1 und das Maximum mit 4,5 d gewählt. Das Hauptintervall ist 0,25 und das Hilfsintervall 0,125 d. Die Geraden im Quadranten stehen für verschiedene Transportzeiten. Die Gerade mit dem kleinsten Wert steht für die Transportzeit von 0,25 d und jene mit dem größten Wert für 3,5 d. Beispielsweise bedeutet „tT = 1 d“, dass der Transport einen Tag dauert.

3.7.4.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms zur Lagerhaltung von Ziegeln gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 3-39 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird dazu für das Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel „Mauerwerksbau für eine Wohnhausanlage“ gelten folgende Angaben: • • • • • •

Ziegelmenge für ein Geschoss: ca. 40 m3 Dauer für die Mauerwerksarbeiten für das Geschoss: 4 d Dispositionszeit: 2 d Transportzeit: 0,5 d zusätzliche Vorratszeit: 2 d Zusatzaufgabe: Verkürzung der Dauer der Mauerwerksarbeiten auf 3 d


191

Aufgabenstellung: Gesucht sind die Werte für den erforderlichen Ziegelvorrat, den minimalen Vorrat und den Beschaffungsvorrat. Weiter ist im Interaktionsdiagramm darzustellen, wie sich eine Verkürzung der Dauer der Mauerwerksarbeiten auf den erforderlichen Vorrat auswirkt. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die grafische Lösung ist in Abb. 3-40 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Im I. Quadranten wird bei 40 m3 die Vertikale (1) nach oben gezogen bis sich der Schnittpunkt mit der Geraden „DMWK = 4 d“ – die für die Dauer von 4 d steht – ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links eingezeichnet, bis auf der Ordinate der Wert für die benötigte Ziegelmenge je Arbeitstag folgt. Demnach sind 10 m3/d Ziegel für den geplanten Bauablauf des Mauerwerksbaus erforderlich. Die Dispositionszeit für das Beispiel ist mit 2 d angegeben. Auf der Abszisse im IV. Quadranten wird der entsprechende Wert gewählt und von dort die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Mit der Geraden „tT = 0,5 d“ – für eine Transportzeit von 0,5 d – folgt der Schnittpunkt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (4) nach links gezogen, bis sie auf die Ordinate trifft. Mit 2,5 d ist somit die Beschaffungszeit bestimmt.

II

(7) 8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

5,00 4,50 4,00 Gesamtzeit Gesamtzeit [d] [d]

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

8,00

7,50

7,00

6,50

6,00

5,50

5,00

3,50

3,00

2,50

2,00

1,50

(5)

4,50

4,00

(6)

40,0 38,0 36,0 34,0 32,0 30,0 28,0 26,0 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 1,00

0,50

0,50

1,00

1,00

1,50

1,50

2,00

2,00

3,00 3,50 4,00 tZ = 1,00 d tZ = 1,50 d tZ = 2,00 d tZ = 2,50 d tZ = 3,00 d tZ = 3,50 d tZ = 4,00 d tZ = 4,50 d tZ = 5,00 d


4,50 5,00


I (2) (1) 5 1,25

10

15

20

25

30 35 40 45 50 55 60 I: Gesamte Ziegelmenge Dispositionszeit des Abschnittes [d] [m³]; IV: Dispositionszeit [d] 1,50

1,75

2,00

2,25

(3)

2,50 3,00


(8)

1,00 0,00

1,00 0,00

2,50

III

40,0 38,0 36,0 34,0 32,0 30,0 28,0 26,0 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0


MWKM = 15 m³ MWKM = 25 m³ MWKM = 35 m³ MWKM = 45 m³ MWKM = 55 m³ MWKM = 65 m³ MWKM = 75 m³ MWKM = 85 m³

Ziegelmenge je je Arbeitstag Arbeitstag [m³/d] [m³/d] Ziegelmenge

Interaktionsdiagramm fü für die Logistik – Lagerhaltung von Ziegel MWKM = 10 m³ MWKM = 20 m³ MWKM = 30 m³ MWKM = 40 m³ MWKM = 50 m³ MWKM = 60 m³ MWKM = 70 m³ MWKM = 80 m³

2,50

2,75

3,00

3,25

3,50


3,75

4,00


(4)

65

70

4,25

4,50

= 0,50 d = 1,00 d = 1,50 d = 2,00 d = 2,50 d = 3,00 d = 3,50 d

IV

3,50 4,00 4,50 5,00

5,50

5,50

6,00

6,00

6,50

6,50

7,00

7,00

©HOFSTADLER

Abb. 3-40 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung von Ziegel – Anwendungsbeispiel

192


Zur Ermittlung der erforderlichen Vorratsmenge an Zement, wird die Horizontale (4) in den III. Quadranten hinein verlängert. Für die zusätzliche Vorratszeit von 2 d wird die entsprechende Gerade ausgewählt und mit (4) der Schnittpunkt erzeugt. Von dort ausgehend wird die Vertikale (5) nach oben gezogen, bis sich auf der Abszisse der Wert für die Gesamtzeit ergibt. Mit 4,5 d ist die Gesamtzeit bestimmt. Im II. Quadranten wird die Verlängerung der Horizontalen (2) mit jener der Vertikalen (5) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt auf der Kurve „MWKM = 45 m3“. Mit 45 m3 ist der erforderliche Vorrat an Ziegeln bestimmt. Zur Ermittlung des Beschaffungsvorrats wird nur die Beschaffungszeit herangezogen. Die zusätzliche Vorratszeit ist hier mit 0 d angesetzt und es wird dazu im III. Quadranten die Gerade „tZ = 0 d“ ausgewählt und mit der Verlängerung von (4) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (6) nach oben gezogen und es folgt auf der Abszisse für eine Gesamtzeit von 2,5 d. Der Schnittpunkt der Verlängerung der Vertikalen (6) und der Horizontalen (2) liegt auf der Kurve „MWKM = 35 m3“. Der Beschaffungsvorrat für die Ziegel beträgt 35 m3. Zur grafischen Bestimmung des minimalen Vorrats ist nur die zusätzliche Vorratszeit heranzuziehen. Im II. Quadranten wird dazu auf der Abszisse bei 2 d die Vertikale (7) nach oben gezogen, bis sich der Schnittpunkt mit der Verlängerung von (2) ergibt. Der Schnittpunkt liegt auf der Kurve „MWKM = 20 m3“ und mit 20 m3 ist der minimale Vorrat für den Zement ermittelt.

3.7.4.3


Es ist zu untersuchen, wie sich eine Steigerung der Arbeitsleistung auf den erforderlichen Ziegelvorrat auswirkt. Im I. Quadranten wird die Vertikale (1) nach oben verlängert, bis sich der Schnittpunkt mit der Gerade „DMWK = 3 d“ ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (8) nach links gezogen, bis daraus der Wert für die täglich erforderliche Ziegelmenge folgt. Mit ca. 13,3 m3 ist die täglich erforderliche Ziegelmenge auf der Ordinate ablesbar. Mit der Verlängerung von (8) und (5) in den II. Quadranten folgt der Schnittpunkt, der auf der Kurve „MWKM = 60 m3“ liegt. Mit ca. 60 m3 ist die Größenordnung für die erforderliche Ziegelmenge für die gesteigerte Arbeitsleistung bestimmt. Durch Hinzurechnung von beispielsweise 5 %

3.8 Vorhaltemenge für die Schalung

193

auf den aus den Diagrammen ermittelten erforderlichen Vorrat an Ziegeln, kann zusätzlich eine Reserve für etwaige Störungen berücksichtigt werden.

3.8

Vorhaltemenge für die Schalung

Unter Schalung wird hier die Schalung, einschließlich deren Unterstützung verstanden (siehe Begriffsdefinitionen). Für den Fall, dass in der Berechnung der Vorhaltemenge die Stützen der Schalung gesondert erfasst werden, wird dies ausdrücklich angeführt. Eine Differenzierung ist dort notwendig, wo ein Unterschied zwischen der Standzeit der Stützen und der Standzeit der übrigen Schalung besteht. Als Beispiel wird hier das Fallkopfsystem (Produktbezeichnung: Skydeck) von der Firma PERI41) genannt.

3.8.1

Berechnung der Vorhaltemenge bei Fließfertigung – Decken

Die Vorhaltemenge an Schalung ist jene Menge, die auf der Baustelle vorgehalten werden muss, damit die Schalungspartie ausreichend mit Schalungsmaterial bzw. -gerät versorgt werden kann und somit eine kontinuierliche Beschäftigung aufgrund des gewählten Fertigungsablaufs gesichert ist. In die Berechnung der Vorhaltemenge fließen Parameter wie Deckenabmessungen, Schalungsleistung, Standzeit der Schalung, Anzahl der Fertigungsabschnitte, gewählter Fertigungsablauf und verwendetes Schalungssystem ein. Die richtige Ermittlung der Vorhaltemenge an Schalung ist von entscheidender Bedeutung, da ihre zutreffende Dimensionierung für Kontinuität sorgt und somit einen reibungslosen Bauablauf was den Leitbetrieb “Herstellen der Stahlbetondecke” betrifft – gewährleistet. Blecken/König42) und vor allem Krampert43), sowie Motzko44), haben sich in ihren Abhandlungen 41)

PERI GmbH, D-89259 Weissenhorn vgl. Blecken/König (1984). Bauzeit und Baukosten im Stahlbetonbau: Optimierung der Bauzeit, der Baukosten und der Fertigungsserie 43) vgl. Krampert (1986). Der Einfluß von Arbeitseinsatz und Arbeitstakt auf die Kosten von Hochbauten in Ortbeton 44) vgl. Motzko (1990). Ein Verfahren zur ganzheitlichen Erfassung und rechnergestützten Einsatzplanung moderner Schalungssysteme 42)

194


mit der Berechnung der Vorhaltemenge für die Schalung von Stahlbetondecken beschäftigt. Motzko hat in seinem Algorithmus auch die vertikalen Tragglieder aufgenommen. Hofstadler45) hat in seinen Berechnungsgleichungen die Möglichkeit des Frühausschalens – getrennt für Schalung und Rüstung sowie für Fließ- und für Taktfertigung – berücksichtigt.

i,j

DDS,E DBW

DBT

DA

i,j+1

DDS,E DBW

DBT

i,j+2

DDS,E

DA

DDS,AS DBW

DBT

DD

+3

DDS,AS

Abb. 3-41 Stahlbetonarbeiten für die Decken – Fließfertigung bei Schalarbeiten

Bei Fließfertigung (siehe Beispiel für einen Fertigungsablauf bei Fließfertigung in Abb. 3-41) wechselt die Arbeitsgruppe nach Fertigstellung der Schalung für einen Deckenabschnitt sofort in den nächsten und führt dort die Schalarbeiten aus. Die Schalungsleistung hat wesentlichen Einfluss auf die Vorhaltemenge. Wird die Deckenschalung nach dem Prinzip der Fließfertigung hergestellt, dann wird die Schalungspartie nur für den Vorgang des Ein- und Ausschalens eingesetzt. In Abb. 3-41 ist die Dauer für die Deckenschalungsarbeiten durch Balken mit der Bezeichnung DDS,E (nur Einschalen) dargestellt. Die Balken mit der Bezeichnung DBW stehen für die Dauer der Bewehrungsarbeiten und jene mit DBT stehen für die Dauer des Betonierens. Die Balken mit der Bezeich45)

vgl. Hofstadler (1999). Zur exakten Ermittlung der Vorhaltemenge von Schalung und Rüstung für die Herstellung von Stahlbetondecken und die Auswirkungen des Frühausschalens auf Bauzeit und Baukosten


195

nung DDS,AS stehen für die Dauer des Ausschalvorgangs. Die Balken für die vertikalen Tragglieder sind hier nicht dargestellt. Die Arbeiten für das Bewehren und Betonieren werden bei der Fließfertigung von anderen Arbeitsgruppen ausgeführt. Die Schalungspartie wechselt nach Fertigstellung der Schalung im Fertigungsabschnitt i, j in den Fertigungsabschnitt i,j + 1. Mit j wird der jeweilige Fertigungsabschnitt und mit i das jeweilige Geschoss bezeichnet. Wobei für i = 1 bis ng, und j = 1 bis nfa gilt. Versetzt um das Maß ABW – bezogen auf das Ende der Schalarbeiten – beginnen die Bewehrungsarbeiten (siehe Abb. 3-42). Sind die Bewehrungsarbeiten abgeschlossen, wird der Fertigungsabschnitt betoniert und mit dem Ende des Vorgangs beginnt die Ausschalfrist zu laufen; diese wird in Abb. 3-41 als Balken dargestellt und mit DA bezeichnet. Die Vorhaltemenge der Deckschalung bei Fließfertigung VDS, F wird nach Glg.(3-37) berechnet. Im ersten Term wird die Fertigungsabschnittsfläche aus dem Quotienten der Regelgeschossfläche FRG und der Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschoss nfa ermittelt. Im zweiten Term wird die Standzeit der Schalung SD, S mit der täglichen Einschalleistung LDS, E multipliziert. F RG V DS, F = ---------- + L DS, E ⋅ S D, S n fa

(3-37)

Die Standzeit46) ist jene Zeit, in der die Schalung im Fertigungsabschnitt gebunden ist und während dieser Zeit für weitere Einsätze nicht zur Verfügung steht. Während der Standzeit muss zusätzliche Schalung vorgehalten werden und zwar in der Menge, die von der Schalungspartie während dieser Zeit “verarbeitet” werden kann. Der Möglichkeit, die Schalung vor den Stützen zu entfernen, wird durch die Unterscheidung in eine Standzeit für die Stützen und eine Standzeit für die Schalung (beispielsweise Paneele und Längsträger beim Fallkopfsystem) Rechnung getragen (siehe Abschnitt 3.8.4). Die Standzeit der Schalung setzt sich aus der Addition der Zeiten für das Bewehren DBW und Betonieren DBT , der Ausschalfrist für die Schalung DA multipliziert mit dem Reduktionsfaktor αm abzüglich der Anordnungsbeziehung Schalen – Bewehren ABW zusammen und ist in Glg.(3-38) dargestellt. 46) vgl.

Krampert (1986). Der Einfluß von Arbeitseinsatz und Arbeitstakt auf die Kosten von Hochbauten in Ortbeton, Technische Hochschule Darmstadt. 68

196


(3-38)

S D, S = α m ⋅ D A + D BW + D BT – A BW

Die Ausschalfristen sind den einschlägigen Normen und Regelwerken (z.B. Normen und Richtlinien) zu entnehmen. Die in den Normen angeführten Ausschalfristen sind dort in der Regel in Kalendertagen angegeben. Um zu berücksichtigen, dass das Erhärten des Betons auch an arbeitsfreien Tagen stattfindet, wird der Reduktionsfaktor αm eingeführt. Der Reduktionsfaktor47) vermindert die Ausschalfristen in der Weise, dass arbeitsfreie Tage, die sich aus dem gewählten Arbeitszeitmodell ergeben, berücksichtigt werden. Für die Berechnung der Vorhaltemenge ist nur die Anzahl der Arbeitstage mengenwirksam. Diese gemittelten Werte (die jedoch nicht die exakten Verhältnisse in der Ausführungsphase treffen) sind aber hinreichend genau, um eine Aussage über die Standzeit der Schalung bzw. der Stützen in der Phase der Arbeitsvorbereitung zu treffen.

DDS,E

DBW

kA

DBT

DA

AS,BW

Abb. 3-42 Versetzte Ende-Anfangsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren

Die Anordnungsbeziehung der Vorgänge Schalen und Bewehren kann von einer Normalfolge bis zu einer versetzten Anfangsfolge ausgeprägt sein. Eine versetzte Anfangsfolge für Fließfertigung ist in der Abb. 3-42 dargestellt. Die Bewehrungsarbeiten beginnen – vor dem Ende der Schalungsarbeiten – um das Maß ABW versetzt. Diesem Überschneidungsbereich, in dem die Tätigkeiten Schalen und Bewehren synchron ablaufen, ist eine Grenze gesetzt. Diese wird als kritische Annäherung kA bezeichnet. Die kritische Annäherung stellt sicher, dass die Bewehrungsarbeiten erst dann 47)

vgl. Hofstadler (1999). Zur exakten Ermittlung der Vorhaltemenge von Schalung und Rüstung für die Herstellung von Stahlbetondecken und die Auswirkungen des Frühausschalens auf Bauzeit und Baukosten


197

beginnen, wenn eine entsprechende Mindestfläche eingeschalt ist und weiters soll ein „Auflaufen“ der Bewehrungspartie auf die Schalungspartie verhindert werden; dies würde zu einem gestörten Bauablauf führen. Ist ABW = 0, dann liegt eine Normalfolge vor, bei der die Bewehrungsarbeiten erst mit dem Ende der Schalungsarbeiten beginnen. Eine Normalfolge kommt vor allem bei kleinen Fertigungsabschnittsgrößen zur Anwendung, z.B. aufgrund der beengten Platzverhältnisse, die eine frühere Austeilung der Bewehrung nicht zulassen, bzw. sich die Schalungs- u. Bewehrungspartien gegenseitig behindern würden.

3.8.2

Interaktionsdiagramm für die Vorhaltemenge an Schalung – Fließfertigung

Das Interaktionsdiagramm in Abb. 3-43 dient zur grafischen Ermittlung der Vorhaltemenge für Fließfertigung und zur Durchführung von Sensitivitätsanalysen. Für die Anwendung des Diagramms gilt, dass die Schalungsleistung in allen Fertigungsabschnitten und die Größe der jeweiligen Fertigungsabschnitte annähernd gleich ist (zur Leistungsanpassung siehe 6.7). Mit dem Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • gesamter Schalfläche des Bauteils [m2], • Fläche eines Fertigungsabschnittes [m2], • Anzahl der Fertigungsabschnitte [-], • Vorhaltemenge aus der Standzeit [m2], • Vorhaltemenge für die Schalung [m2], • tägliche Schalungsleistung [m2/d], • Standzeit der Schalung [d] und • Dauer der Schalarbeiten für einen Fertigungsabschnitt [d] hergestellt. Das Diagramm gilt für den Fertigungsablauf nach Abb. 3-43. Die einzelnen Fertigungsabschnitte sind gleich (bzw. annähernd gleich) groß. Etwaige Reserven für die Schalung sind dem ermittelten Wert für die Vorhaltemenge hinzuzurechnen.

198


3.8.2.1


Im I. Quadranten ist auf der Abszisse die Schalfläche des Bauteils von 0 bis 14.000 m2 abzulesen. Das Hilfsintervall für die Schalfläche beträgt 500 und das Hauptintervall 2.000 m2. Auf der Ordinate ist die Fertigungsabschnittsfläche aufgetragen. Die Bandbreite reicht von 0 bis 9.000 m2, mit dem Hilfsintervall von 100 und dem Hauptintervall von 500 m2. Die Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Fertigungsabschnitten (hier von 1 bis 10 Abschnitten). Die Ordinate des I. Quadranten entspricht jener des II. Quadranten. Auf der Abszisse ist die Vorhaltemenge, die sich aus der Standzeit ergibt, ablesbar. Die Werte gehen von 0 bis 3.500 m2, wobei das Hilfsintervall mit 125 und das Hauptintervall mit 250 m2 gewählt wurde. Anhand der Geraden im Diagramm lässt sich die Vorhaltemenge an Schalung bestimmen. Die Geraden stehen für Vorhaltemengen von 1.000 bis 7.500 m2 (die Schrittweite ist 500). Zwischen dem II. und III. Quadranten ist die Abszisse ident. Auf der Ordinate im dritten Quadranten ist die tägliche Schalungsleistung dargestellt. Das Minimum ist 0 und das Maximum ist 600 m2/d. Das Hilfsintervall wurde mit 10 und das Hauptintervall wurde mit 50 m2/d gewählt. Die Geraden im Diagramm repräsentieren eine Standzeit von 1 bis 18 d.

Abb. 3-43 Interaktionsdiagramm für die Schalung – Vorhaltemenge bei Fließfertigung


199

Zwischen III. und IV. Quadranten ist die Ordinate gleich. Auf der Abszisse im IV. Quadranten ist die Fläche des Fertigungsabschnittes aufgetragen. Die Skala reicht von 0 bis 5.600 m2. Das Hauptintervall beträgt 400 und das Hilfsintervall 200 m2. Die Geraden im Diagramm stehen für die Dauer der Schalarbeiten. Der kleinste Wert ist 1 und der größte 14 d (die Schrittweite ist 1 d).

3.8.2.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms zur Ermittlung der notwendigen Vorhaltemenge gezeigt. Für ein dreigeschossiges Gebäude, dessen Geschossdecken jeweils in 4 Fertigungsabschnitte unterteilt sind, ist unter Berücksichtigung der später angeführten Randbedingungen die Vorhaltemenge grafisch zu ermitteln. Die Schalarbeiten für die Stahlbetondecken in den einzelnen Fertigungsabschnitten werden in Fließfertigung hergestellt. Für das Beispiel „Stahlbetonarbeiten für ein Bürogebäude“ gelten folgende Angaben: Geschossfläche: ca. 8.000 m2 Deckendicke: 25 cm Anzahl der Geschosse: 3 Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschoss: 4 Aufwandswert für das Einschalen: 0,25 Std/m2 Anzahl der Arbeitskräfte für die Schalarbeiten der Decke: 10 Aufwandswert für das Bewehren: 14 Std/to Anzahl der Arbeitskräfte für die Bewehrungsarbeiten der Decke: 20 Bewehrungsgrad für die Stahlbetondecken: 100 kg/m3 Dauer für das Betonieren: 1 d tägliche Arbeitszeit: 8 h/d geplante Ausschalfrist (unter Einhaltung aller Vorschriften): 5 d (Arbeitstage) • Versatz ABW = 2 d • • • • • • • • • • • •

Aufgabenstellung: Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 343, Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben.

200


Lösung: Grafische Ermittlung der Vorhaltemenge Die grafische Lösung ist in Abb. 3-43 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Zunächst sind die Leistungen für das Schalen und Bewehren zu bestimmen. Die Schalungs- und Bewehrungsleistung werden z.B. grafisch aus den entsprechenden Diagrammen in Kapitel 6 ermittelt. Für die Einschalleistung – diese ist in weiterer Folge die durchschnittliche tägliche Schalungsleistung (Anpassungen siehe 6.7.8) – ergibt sich ca. 320 m2/d und für die Bewehrungsleistung ca. 11,43 to/d. Mit dieser täglichen Bewehrungsleistung folgt die Dauer für die Bewehrungsarbeiten mit ca. 4,4 d. Damit sind alle Werte zur Berechnung der Standzeit bestimmt und durch Einsetzen in Glg.(3-38) folgt: SD, S = 5d + 4, 4d + 1d – 2d = 8, 4d

Abb. 3-44 Interaktionsdiagramm für die Schalung – Vorhaltemenge – Anwendungsbeispiel

In Abb. 3-44 wird im ersten Quadranten bei 8.000 m2 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für die Unterteilung der Geschossdecke in 4 Fertigungsabschnitte wird die entsprechende Gerade ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit 2.000 m2 ist die Fläche für einen Fertigungsabschnitt bestimmt. Die tägliche Einschalleistung (= geplante Durchschnittsleistung) wird im III. Quadranten auf der Ordinate aufgetragen und die Horizontale (3) nach links eingezeichnet. Die ermittelte Standzeit von ca. 8,4 d liegt zwischen


201

den Geraden „SD,S = 8 d“ und „SD,S = 9 d“. Durch grafisches Interpolieren erhält man den Schnittpunkt mit der Geraden (3). Von dort wird die Vertikale (4) nach oben eingezeichnet, bis sie die Abszisse trifft. Mit ca. 2.700 m2 ist die Vorhaltmenge aus der Standzeit ermittelt. Aus der Verlängerung der Vertikalen (4) und der Horizontalen (2) in den II. Quadranten ergibt sich der Schnittpunkt zwischen den Geraden „VDS,F = 4.500 m2“ und „VDS,F = 5.000 m2“. Die gesuchte Vorhaltemenge ist mit ca. 4.700 m2 bestimmt. Im IV. Quadranten wird die Dauer für die Schalarbeiten ermittelt. Durch Einzeichnen der Geraden (5) und (6) ergibt sich der Schnittpunkt, der zwischen den Geraden „DS = 6 d“ und „DS = 7 d“ liegt. Mit ca. 6,3 Arbeitstagen ist die Dauer für das Einschalen ermittelt. Falls die Schalarbeiten zu lange dauern, sind Anpassungen erforderlich. Anhand der Diagramme sind mögliche Veränderungen (z.B. in der Arbeitszeit oder der Anzahl der Arbeitskräfte) einfach auf ihre Wirksamkeit hin zu überprüfen (zur Abstimmung des Fertigungsablaufs siehe Kapitel 6.1.2).

3.8.2.3


Nachfolgend wird untersucht, wie sich die Erhöhung der Standzeit um 20 % auf die Vorhaltemenge auswirkt. Durch eine angenommene Steigerung um 20 % (z.B. aufgrund von längeren Ausschalfristen bedingt durch tiefere Umgebungstemperaturen) vergrößert sich die Standzeit auf ca. 10 d. Im III. Quadranten wird die Gerade „SD,S = 10 d“, die für eine Standzeit von 10 d steht, ausgewählt und der Schnittpunkt mit der Verlängerung der Horizontalen (3) erzeugt. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (7) nach oben eingezeichnet und es ergibt sich auf der Abszisse die Vorhaltemenge aus der Standzeit mit ca. 3.200 m2. Im II. Quadranten ergibt sich aus dem Schnittpunkt der Geraden (7) und (2) die Vorhaltemenge. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „VDS,F = 5.000 m2“ und „VDS,F = 5.500 m2“. Aus der grafischen Interpolation ergibt sich die Vorhaltemenge – nach Steigerung der Standzeit um 20 % – mit ca. 5.200 m2. Gegenüber dem ursprünglichen Wert ist die Vorhaltemenge somit um ca. 11 % gestiegen.

202


3.8.3

Berechnung der Vorhaltemenge bei Taktfertigung – Decken

Taktfertigung liegt bei Decken dann vor, wenn eine Arbeitsgruppe alle Tätigkeiten im Zuge der Stahlbetonarbeiten ausführt. Zwischen zwei Schalvorgängen liegen die Arbeiten für das Bewehren und Betonieren. Im Gegensatz zu einer Fließfertigung ist für die Schalarbeiten der Decken bei der Taktfertigung ein kontinuierlicher Übergang von Fertigungsabschnitt i, j zu Fertigungsabschnitt i,j + 1 nicht mehr gegeben. Als Beispiel zur Taktfertigung ist in Abb. 3-45 der Fertigungsablauf für eine Geschossdecke, die in drei annähernd gleich große Fertigungsabschnitte unterteilt ist, dargestellt. Der einfachste Fall zur Ermittlung der Vorhaltemenge tritt dann ein, wenn die Schalung genau für einen Fertigungsabschnitt vorgehalten wird und es gilt dann VDS, T = FFA . In diesem Fall wird mit den Arbeiten für die Deckenschalung in Abschnitt i,j + 1 erst begonnen, wenn die Schalung aus Abschnitt i, j wieder eingesetzt werden kann. Für den Fertigungsablauf in Abb. 3-45 folgt für die Vorhaltemenge V DS, T = 2 ⋅ F FA .

DBW

DBT

DA

i,j

DDS,E

DBW

DBT

D

i,j+1

DDS,E

i,j+2

DDS,AS

Abb. 3-45 Stahlbetonarbeiten für die Decken – Taktfertigung


203

Hofstadler untersuchte verschiedene Fälle im Hinblick auf das Ende der Standzeit der Schalung. Weiters wurde in den Berechnungsgleichungen die Möglichkeit des Frühausschalens berücksichtigt und die Unterscheidung in Schalung und Rüstung ermöglicht.

3.8.4

Berechnung der Vorhaltemenge bei Fließfertigung für Decken – Frühausschalen

Das Frühausschalen eines Bauteils zieht eine Verkürzung der jeweiligen Standzeit der Schalung und Rüstung nach sich. Das Frühausschalen reduziert die Ausschalfrist für die verwendete Beton-/Zementfestigkeitsklasse, die in den entsprechenden Regelwerken angeführt ist und hat direkten Einfluss auf die Vorhaltemengen. Frühausschalen darf erst dann erfolgen, wenn der Beton die ausreichenden Festigkeiten (Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, E-Modul) erreicht hat, damit die erforderliche Gebrauchstauglichkeit und Standsicherheit nicht beeinträchtigt wird.

3.8.4.1

Frühausschalen – Schalung

Beim Frühausschalen der Decke wird die verkürzte Standzeit der Schalung durch den Parameter FA, S in der Berechnung berücksichtigt. Die aufgrund des Frühausschalens verkürzte Standzeit berechnet sich nach Glg.(3-39). S D, S = α m ⋅ D A + D BW + D BT – A BW – F A, S

(3-39)

Mit dieser Standzeit kann in weiterer Folge die Vorhaltemenge für die Schalung nach Glg.(3-37) berechnet oder anhand des Diagramms in Abb. 3-43 ermittelt werden.

3.8.4.2

Frühausschalen – Rüstung48)

Um die Anzahl der Ausschalvorgänge für die Schalung, für Ermittlung der Vorhaltemenge der Rüstung berücksichtigen zu können, wurden von Hofstadler für verschiedene Anordnungen des Fertigungsablaufs Untersuchungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Untersuchungen mündeten in vier 48)

vgl. Hofstadler (1999). Zur exakten Ermittlung der Vorhaltemenge von Schalung und Rüstung für die Herstellung von Stahlbetondecken und die Auswirkungen des Frühausschalens auf Bauzeit und Baukosten. 145ff

204


Gültigkeitsbereiche. Die Gültigkeitsbereiche wurden durch Induktion auf eine allgemeine Form gebracht und dazu die entsprechenden Gleichungen zur Berechnung der Vorhaltemenge gebildet. Die Bereiche werden als Gültigkeitsbereich A, B, C und D bezeichnet und exemplarisch wird hier auf den Gültigkeitsbereich A eingegangen. Gültigkeitsbereich A Für den Gültigkeitsbereich A liegt das Ende der Standzeit der Rüstung (hier die Fallkopfstützen) innerhalb des letzten Ausschalvorganges für die Schalung eines Abschnittes.

i,j

DDS,E DBW

DBT

i,j+1

DDS,E DBW

i,j+2

DDS,E

DBT

DDS,E DBW

DDS,E

i,j+3

DDS,E

DBT

DBW

Abb. 3-46 Stahlbetonarbeiten für Decken – Fließfertigung – Frühausschalen

In Abb. 3-46 ist ein Beispiel für eine Konstellation im Bereich A dargestellt. Die Ausschalfrist für die Schalung ist als kurzer schmaler Balken und die Ausschalfrist für die Rüstung als langer schmaler Balken dargestellt. Der Gültigkeitsbereich A wird durch die Glg.(3-40) definiert. α m ⋅ D A – F A, S + D DS, E + D BW + D BT – A BW + ( i A – 1 ) ⋅ ( D DS, E + D DS, AS ) < α m ⋅ D A – F A, R + D DS, E + D BW + D BT – A BW ≤ α m ⋅ D A – F A, S + D DS, E + + D BW + D BT – A BW + ( i A – 1 + ∆a s ) ⋅ D DS, AS + ( i A – 1 ) ⋅ D DS, E

(3-40)


205

Zur Berechnung von i A wird jeweils die linke und rechte Seite der Glg. (340) isoliert betrachtet. Löst man die linke Seite nach Glg.(3-41).

iA

auf und führt für

i A = i A, l

ein, ergibt sich

F A, S – F A, R + D DS, AS + D DS, E i A, l < ---------------------------------------------------------------------------D DS, E + D DS, AS

(3-41)

Zur Berechnung der Vorhaltemenge der Rüstung ist es erforderlich, den Faktor ∆as zu ermitteln. Die Differenz ∆as entspricht der Anzahl der “restlichen” Einschalvorgänge im betreffenden Fertigungsabschnitt, für den die Schalung aus dem ersten Fertigungsabschnitt “frei” wird. Nach Aufrunden von Glg.(3-42).

a evf, s

auf ganze Zahlen folgt die Differenz

∆a s =

∆a s

a evf, s – a evf, s

aus

(3-42)

Die Anzahl der Einschalvorgänge bis zum Ende der Standzeit der Schalung für den ersten Fertigungsabschnitt ergibt sich aus dem Quotienten der Vorhaltemenge an Schalung und der Fertigungsabschnittsfläche nach Glg.(343). V DS, F a evf, s = --------------------F RG ⁄ n fa

(3-43)

Mit der Anzahl der Einschalvorgänge berechnet sich die Anzahl der am kritischen Weg liegenden Ausschalvorgänge nach Glg.(3-44) aus der Subtraktion der Gesamtanzahl der Fertigungsabschnitte mit der Anzahl der Einschalvorgänge. a avf, s = n g ⋅ n fa – a evf, s

Aus der rechten Gleichungsseite ergibt sich – durch Auflösen nach Einsetzen für i A = i A, r – Glg.(3-45). F A, S – F A, R + D DS, E – ( ∆a s – 1 ) ⋅ D DS, AS i A, r ≥ ------------------------------------------------------------------------------------------------------D DS, E + D DS, AS

(3-44) iA

und

(3-45)

Stellt man die Gleichungen in einem Diagramm dar, erhält man für den Gültigkeitsbereich A die Konstellation nach Abb. 3-47.

206


Auf der Abszisse ist i aufgetragen [-] und auf der Ordinate die Standzeit in Arbeitstagen [d].

[d] g A, r

g A, l

αm ⋅ DA

i A, r

i

i A, l

i[-]

Abb. 3-47 Stahlbetonarbeiten für Decken – Fließfertigung – Frühausschalen – Gültigkeitsbereich A49)

Für

i = 1 geht die Gerade g A, l durch den Ursprung und hat die Steigung ( i – 1 ) . Die Gerade g A, r nimmt für i = 1 den Wert D DS, E an und verläuft parallel zur Geraden g A, l . Die Gerade αm ⋅ DA , parallel zur Abszisse, hat mit

jeder Geraden jeweils einen Schnittpunkt. Zieht man vom Schnittpunkt mit g A, r eine Vertikale zur Abszisse, erhält man den Punkt i A, r . Legt man im Schnittpunkt von g A, l mit αm ⋅ DA die Vertikale zur Abszisse, folgt der Punkt i A, l . Um die Schnittpunkte rechnerisch zu ermitteln, gilt es aus den jeweiligen Gleichungen den Wert i auszurechnen. Im Gültigkeitsbereich A existiert dann eine Lösung für ein ganzzahliges – für i A ∈ G und i A ≥ 1 – wenn Glg.(3-46) erfüllt ist.

49)

vgl. Hofstadler (1999). Zur exakten Ermittlung der Vorhaltemenge von Schalung und Rüstung für die Herstellung von Stahlbetondecken und die Auswirkungen des Frühausschalens auf Bauzeit und Baukosten. 138

iA

3.8 Vorhaltemenge für die Schalung i A, l

Es gibt auch nur eine Lösung für

=

i A, r

iA ,

da

207

(3-46)

∆a s ⋅ D DS, AS i A, l – i A, r = ---------------------------------------- < 1 D DS, E + D DS, AS

gilt. Für diesen Fall berechnet sich die Vorhaltemenge für die Rüstung nach Glg. (3-47). F RG V DR, F, A = ---------- + L S, D, E ⋅ [ α m ⋅ D A – F A, S + D BW + D BT – A BW + n fa + ( i A – 1 ) ⋅ D DS, E ]

3.8.5

(3-47)

Zusammenfassung – Vorhaltemenge

Eine ausreichende Vorhaltemenge an Schalung (für Arbeiten, die am kritischen Weg liegen) ist Voraussetzung für einen ungestörten Bauablauf. Ist die Vorhaltemenge zu gering, entstehen Wartezeiten bei den Schalarbeiten. Ist die Vorhaltemenge zu groß (über ein übliches Maß – wie z.B. 5 % – an Reserve hinausgehend) verursacht die „Übermenge“ zusätzliche Kosten und leistet keinen Beitrag zum Produktionsprozess. Entweder wird die Vorhaltemenge anhand der gezeigten Formeln berechnet oder es wird für Fließfertigung das Interaktionsdiagramm angewendet. Der Vorteil beim Einsatz des Diagramms liegt vor allem in der einfachen Anwendung und der transparenten Darstellung der Lösungen. Veränderungen in den Eingangsgrößen können grafisch rasch und nachvollziehbar auf ihre Auswirkungen hin untersucht werden.

4

Richtwerte für Bauablaufplanung und Logistik

Richtwerte bilden die Grundlage, um erste baubetriebliche Aussagen für die Grobplanung und später für die Feinplanung des Bauablaufs sowie der Logistik treffen zu können. Im folgenden Kapitel werden aus der Literatur ausgewählte Richtwerte (als Ergänzung zu den bereits in den einzelnen Kapiteln angeführten Werten) vor allem für die Grobplanung des Bauablaufs und der Logistik angegeben. Für Richtwerte für die Feinplanung wird auf die weiterführende Literatur verwiesen (siehe u.a. in Kapitel 3.3.4).

4.1

Richtwerte zur Ermittlung des Arbeitsaufwandes

Richtwerte für den Arbeitsaufwand und die Leistungsermittlung bilden die Grundlage beispielsweise für: • • • • • • • •

Kostenschätzung Kostenermittlung Kostenberechnung Ausschreibung Angebotsprüfung Bauablaufplanung Logistik Kalkulation

210

4 Richtwerte für Bauablaufplanung und Logistik

• Bauüberwachung • Vertragsbewirtschaftung Da die Aufwandswerte und Leistungswerte vor der Bauausführung ermittelt werden, sind diese einer mehr oder weniger großen Schwankungsbreite unterworfen. Mit zunehmender Kenntnis der Bauwerks- und Baustellenbedingungen und detaillierterer Ablaufplanung sinkt die Variationsbreite der Aufwands- und Leistungswerte. Die Streuungen haben folgende Ursachen1): • unterschiedliche Baustellen- und Betriebsbedingungen bewirken effektive Abweichungen der Aufwandswerte für gleiche Leistungen von Betrieb zu Betrieb, von Baustelle zu Baustelle und nicht selten auf der gleichen Baustelle • unmittelbare Vergleichbarkeit von Leistungen ist in der Bauproduktion wegen der Vielfalt der baubetrieblichen und technischen Einflüsse nur selten gegeben • unterschiedlicher Verwendungszweck (z.B. Grobplanung, Feinplanung, Angebotskalkulation, Nachtragskalkulation) • verschiedene Voraussetzungen der Anwendung sind unzureichend oder abweichend definiert • die veröffentlichten Richtwerte sind inhaltlich verschieden (z.B. zeitliche und betriebliche Abgrenzung) • fortschreitende technische Entwicklung und wachsender Maschinisierungsgrad nach Veröffentlichung der Richtwerte

4.1.1

Nomogramm für die Ermittlung der Grobzeitwerte für den Rohbau nach Sommer

Sommer2) stellt eine Grafik zur Bestimmung der Grobzeitwerte für Rohbauarbeiten dar. Angaben für welche Bauweise (reiner Stahlbeton, Mischbauweise etc.) die Grafik bevorzugt verwendet werden kann, werden vom Autor nicht gemacht. Durch die Einteilung des Rohbaus (siehe Ordinate) in Schwierigkeitskategorien kann die Komplexität des Bauwerks berücksichtigt werden. Es wird dabei aber nicht darauf eingegangen, was mit der Kategorisierung einfach, 1) 2)

Platz in Schub/Meyran (1982). Aufwandswerte und Aufwandsfunktionen für Rohbauarbeiten im Hochbau. 63ff Sommer (1998). Projektmanagement im Hochbau. 135

4.1 Richtwerte zur Ermittlung des Arbeitsaufwandes

211

mittel, schwierig und sehr schwierig gemeint ist bzw. wo die Grenzen liegen. Anhand der Grafik kann je nach Komplexität des Rohbaus, getrennt nach Ober- und Untergeschossen, der Grobzeitwert ermittelt werden. Es ist für den Anwender jedoch schwer, sich mit einer konkreten Aufgabenstellung in der Grafik zu orientieren. Das Diagramm dient folglich zur groben Abschätzung der Dauer der Rohbauarbeiten. Für die Obergeschosse reicht die dargestellte Bandbreite von ca. 0,6 bis 2 Std/m3BRI. Die Aufwandswerte für die Untergeschosse reichen von ca. 1 bis 3 Std/m3BRI.

Obergeschosse

sehr schwierig

Untergeschosse schwierig

mittel

einfach

3

0

1

2

[ h ⁄ m BRI ]

Abb. 4-1 Grobzeitrichtwerte für den Rohbau nach Sommer3)

3)

vgl. Sommer (1998). Projektmanagement im Hochbau: Eine praxisnahe Einführung in die Grundlagen. 135

212


4.1.2

Beispiel zur Anwendung des Diagramms nach Sommer

Für ein Bauwerk aus Stahlbeton soll anhand der Richtwerte die Größenordnung der Dauer der Rohbauarbeiten ermittelt werden. Der Bruttorauminhalt des 11-geschossigen Bauwerks beträgt ca. 300.000 m3. Das Bauwerk soll in innerstädtischer Lage errichtet werden. Die Richtwerte nach Sommer werden im Zuge der Grobplanung zur Ermittlung der Aufwandswerte für die Rohbauarbeiten angewendet. Mit der Größenordnung der Aufwandswerte soll in weiterer Folge eine Aussage zur Dauer der Rohbauarbeiten getroffen werden. Das Bauwerk aus Stahlbeton setzt sich aus insgesamt 11 Geschossen, darunter 5 Untergeschosse, zusammen. Es ist geplant die 5 Untergeschosse in Deckelbauweise zu errichten. Die Verhältnisse für die Untergeschosse können damit nach Sommer zwischen „schwierig“ und „sehr schwierig“ eingestuft werden. Als „mittel“ wird der Arbeitsaufwand für das Erdgeschoss und die 5 Obergeschosse eingeschätzt. Für eine erste grobe Bestimmung des Aufwandswertes wird ein Mittelwert für die Ober- und Untergeschosse ermittelt. Der Wert wird so gewählt, dass er zwischen den Kurven Obergeschosse und Untergeschosse und zwischen den Kategorien schwierig und sehr schwierig liegt. Aus der Grafik lässt sich damit der Wert mit ca. 1,2 Std/m3BRI – in Abb. 4-1 zwischen den beiden Kurven auf der Horizontalen „schwierig“ liegend – ablesen.

4.1.2.1

Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Bauablaufplanung der Rohbauarbeiten

Nach Durchsicht der Bauwerkspläne wird die maximal mögliche Anzahl an einsetzbaren Kranen mit 8 festgelegt. Die Anzahl der Arbeitskräfte im Wirkungsbereich eines Krans wird mit durchschnittlich 19 angesetzt. Im baubetrieblich günstigsten Fall können damit bis zu ca. 150 Arbeitskräfte eingesetzt werden. Die durchschnittliche Anzahl an einsetzbaren Arbeitskräften ist bekanntlich niedriger als die Maximalanzahl. Hier wird für die durchschnittliche Anzahl an Arbeitskräften 120 angesetzt (ca. 20 % niedriger als der Maximalwert; siehe dazu auch in Kapitel 2.5.7). Anhand des Interaktionsdiagramms (angepasst an die Dimensionen des Bauwerks) aus Kapitel 5.1, ist die durchschnittliche Dauer der Rohbauarbeiten zu ermitteln. Die Vorgangsweise dazu ist in Abb. 4-2 dargestellt.

4.1 Richtwerte zur Ermittlung des Arbeitsaufwandes

213

Als erster Schritt wird im I. Quadranten beim mittleren Aufwandswert von 1,2 Std/m3 die Vertikale (1) nach oben aufgetragen. Der gesuchte Schnittpunkt liegt auf der Kurve „AK = 120“. Von diesem Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links eingezeichnet, bis auf der Ordinate die stündliche Leistung bestimmt ist. Diese beträgt im Durchschnitt ca. 100 m3BRI/h. Zur Bestimmung der täglichen Leistung wird die Gerade (2) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für eine täglichen Arbeitszeit von 12 Stunden (= effektive Arbeitszeit, siehe Kapitel 6.7) zum Schnitt gebracht. Von diesem Punkt aus wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse kann der Wert für die tägliche Leistung mit ca. 1.200 m3BRI/d abgelesen werden. Ausgehend von einem Bruttorauminhalt von ca. 300.000 m3 wird im III. Quadranten die Horizontale (4) nach links eingezeichnet und mit der Verlängerung der Geraden (3) geschnitten. Der gesuchte Wert liegt auf der Geraden „DRB = 250 d“. Die Dauer für die Rohbauarbeiten beträgt somit ca. 250 d (ohne Puffer). Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung - Rohbauarbeiten

II

140,000

140,000

130,000

130,000

120,000

120,000

110,000 100,000 90,000 80,000 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000

(3)

(7)

Stündliche Leistung Leistung [m³,BRI/h] [m³,BRI/h] Stündliche


1.000

1.400

1.200

1.000

800 600 Tägliche Leistung Leistung [m³,BRI/d] [m³,BRI/d] Tägliche 800

600

400

200

0

400

200

0

III

(4)



= 48 = 80 = 112 = 144

AK = 56 AK = 88 AK = 120 AK = 152

AK = 64 AK = 96 AK = 128 AK = 160

80,000

I

70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000

0 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 180.000 200.000 220.000 240.000 260.000 280.000 300.000 320.000

(2)

AK AK AK AK

90,000

10,000

(1)

0,000 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 Größenordnung Größenordnung der der Aufwandswerte Aufwandswerte [Std/m³,BRI] [Std/m³,BRI]

Bruttorauminhalt des Bauwerks [m³]

1.200

100,000

20,000 0,000

1.400

110,000

AK = 40 AK = 72 AK = 104 AK = 136

0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 0 RBLStd= 70.000 Std RBLStd= 100.000 Std 20.000 RBLStd= 130.000 Std RBLStd= 160.000 Std 40.000 RBLStd= 190.000 Std RBLStd= 220.000 Std RBLStd= 250.000 Std RBLStd= 280.000 Std 60.000 RBLStd= 310.000 Std RBLStd= 340.000 Std RBLStd= 370.000 Std RBLStd= 400.000 Std 80.000 RBLStd= 430.000 Std RBLStd= 460.000 Std 100.000 RBLStd= 490.000 Std RBLStd= 520.000 Std 120.000 140.000 160.000 180.000 (6) 200.000 220.000 240.000 260.000 280.000 (5) 300.000 320.000

IV

©HOFSTADLER

Abb. 4-2 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Rohbauarbeiten – Anwendungsbeispiel

Als letzter Schritt wird die Summe der Lohnstunden für die Rohbauarbeiten bestimmt. Im IV. Quadranten wird auf der Ordinate bei 300.000 m3 die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet. Gleichzeitig wird die Vertikale (6) nach unten verlängert, bis sie (5) schneidet. Der Schnittpunkt liegt zwi-

214


schen den Geraden „RBLSTd = 340.000 Std“ und „RBLSTd = 370.000 Std“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Summe der Lohnstunden mit ca. 360.000 Std bestimmen.

4.1.2.2


Es ist zu untersuchen, wie sich eine Arbeitszeitreduktion auf 10 h/d auf die Leistung, Dauer und die Lohnstunden auswirkt. Die stündliche Leistung und Summe der Lohnstunden (gleiche Arbeitsproduktivität vorausgesetzt) bleiben unverändert. Auswirkungen ergeben sich somit auf die tägliche Leistung und Dauer. Im II. Quadranten wird die entsprechende Gerade für eine tägliche Arbeitszeit von 10 h/d ausgewählt und mit der Geraden (2) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (7) nach unten eingezeichnet und es folgt auf der Abszisse die tägliche Leistung mit 1.000 m3BRI/d. Die Leistung ist um ca. 17 % gesunken. Zur Bestimmung der Dauer wird die Gerade (7) in den III. Quadranten verlängert, bis der Schnittpunkt mit der Geraden (4) folgt. Der Wert für die gesuchte Dauer liegt auf der Kurve „DRB = 300 d“. Bedingt durch die Verkürzung der täglichen Arbeitszeit um 2 Stunden, verlängert sich die Gesamtdauer um ca. 50 Tage.

4.1.3

Zeitansätze für Rohbauarbeiten

Kochendörfer/Viering/Liebchen4) stellen in ihrem Werk eine Berechnungsformel zur Ermittlung des Stundenaufwandes für die Rohbauarbeiten vor. Zusätzlich ist ein Nomogramm zur Ermittlung des Aufwandswertes dargestellt (die Bezeichnung Ah wird hier durch Std ersetzt; für umbauten Raum wird Bruttorauminhalt verwendet). Der Arbeitsaufwand

w

[Std/m3BRI] wird nach Glg.(4-1) berechnet. w = f ⋅ ( 1, 5 ⋅ s + 4 ) ⋅ z

(4-1)

Die vom Autor übernommenen Bezeichnungen haben folgende Bedeutung: f=

4)

Feststoffanteil

= 0, 25 – 0, 035 ⋅ h m ± 0, 02

Kochendörfer/Viering/Liebchen (2004). Bau-Projekt-Management. 112

4.1 Richtwerte zur Ermittlung des Arbeitsaufwandes hm = s=

215

mittlere Geschosshöhe Schalungsanteil [m2/m3]

z = Zuschlag für zusätzliche Arbeiten (Einrichten, Räumen, Vorhalten der Baustelleneinrichtung) z = 1, 2

wenn BE nicht in separaten Vorgängen berücksichtigt

z = 1, 4

wenn BE mit separaten Vorgängen ausgewiesen

In Abb. 4-3 ist das Nomogramm zur Ermittlung des Stundenaufwandes für Stahlbetonarbeiten dargestellt. Das Diagramm gilt für z = 1 .

Abb. 4-3 Nomogramm für die Ermittlung des Stundenaufwandes im Stahlbetonbau5)

Vor Anwendung des Nomogramms ist das Verhältnis von mittlerer lichter Geschosshöhe [m] zu mittlerer Geschosshöhe [m] zu ermitteln. h lichte Geschosshöhe [ m ]-----o- = mittlere ---------------------------------------------------------------------------------hm mittlere Geschosshöhe [ m ]

Weiters ist vor Anwendung des Nomogramms das Verhältnis von Konstruktionsfläche zu Bruttogrundfläche zu bestimmen.

5)

Kochendörfer/Viering/Liebchen (2004). Bau-Projekt-Management. 113

216


2 F konstr Konstruktionsfläche [ m ]ν = ---------------- = -----------------------------------------------------------------------2 F brutto Bruttogrundrissfläche [ m ]

Mit diesen ermittelten bauwerksspezifischen Eingangswerten aus dem Nomogramm kann der Stundenaufwand, bezogen auf den m3 umbauten Raum (BRI), ermittelt werden.

4.2

Richtwerte für die Mengenermittlung

Kennzahlen zur Mengenermittlung dienen zur Kontrolle und Abschätzung der Mengen, wenn die Unterlagen für die Mengenermittlung fehlen oder sehr ungenau sind.

4.2.1

Baustoffgrad

Der Baustoffgrad kann nach Spranz6) bei Stahlbetonhochbauten je nach Konstruktionsart und insbesondere je nach Anzahl der Untergeschosse (geschlossene Umfassungswände) in einer Bandbreite von 0,1 m3Beton/m3 BRI bis 0,25 m3Beton/m3BRI liegen, wobei diese Werte in Einzelfällen auch über oder unterschritten werden können.

4.2.2

Schalungsgrad

Laut Spranz7) liegt der Schalungsgrad bei Stahlbetonkonstruktionen des Hochbaus etwa im Bereich 3 bis 5 m2/m3. Zur Ermittlung der Schalungsgrade für Fundamente, Stützen, Wände und Decken siehe Kapitel 3.5.2.

4.2.3

Bewehrungsgrad

Für den Bewehrungsgrad bei Hochbauten gibt Spranz8) den Bereich 80 bis 130 kg/m3 an (zum Bewehrungsgrad siehe auch 3.5.3).

6) 7) 8)

Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 12 Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 12 Spranz (2003). Arbeitsvorbereitung im Ingenieurhochbau. 12

5

Bauablaufplanung im Baubetrieb – Grobplanung für „BauwerkRohbau“

In diesem Kapitel wird für den Bereich „Bauwerk-Rohbau“ auf die Grobplanung für Ebene 1 und 2 eingegangen. Zu Beginn (Ebene 1) werden für die Bauablaufplanung die baubetrieblichen Zusammenhänge, bezogen auf den Bruttorauminhalt des Bauwerks, in einem Interaktionsdiagramm dargestellt. Für Erdarbeiten, Stahlbetonarbeiten und Mauerwerksarbeiten (Ebene 2) werden die wesentlichen baubetrieblichen Zusammenhänge jeweils in eigenen Interaktionsdiagrammen abgebildet. In allen Interaktionsdiagrammen werden dabei baubetriebliche Zusammenhänge zwischen der Anzahl der Arbeitskräfte, der stündlichen Leistung, dem Aufwandswert, der täglichen Arbeitszeit, der täglichen Leistung, der Dauer, der Produktionsmenge und der Summe der Lohnstunden grafisch hergestellt. Diese Interaktionsdiagramme können je nach Erfordernis, auch für die Feinplanung herangezogen werden.

5.1

Grobplanung für Rohbauarbeiten in Ebene 1

Im folgenden Abschnitt werden Interaktionsdiagramme für den Bereich „Bauwerk-Rohbau“ vorgestellt. Mit den Interaktionsdiagrammen gelingt die grafische Darstellung wesentlicher baubetrieblicher Zusammenhänge für die Rohbauarbeiten.

218

5 Bauablaufplanung im Baubetrieb – Grobplanung für „Bauwerk-Rohbau“

Zur Grobplanung des Projekts sind die Diagramme sehr gut geeignet (z.B. für die Ermittlung der Bandbreite der möglichen Dauer der Rohbauarbeiten). Weiters können die Diagramme zur Koordination mit anderen Bauwerksbereichen, wie z.B. „Bauwerk-Technik“ oder „Bauwerk-Ausbau“, herangezogen werden. Ausführende Baufirmen können die Diagramme ebenfalls für ihre Grobplanung heranziehen. Je nach Bauvorhaben setzen sich die Rohbauarbeiten beispielsweise aus Gründungs-, Erd-, Stahlbeton- oder Mauerwerksarbeiten zusammen. Mittels der Mengen und der Abschätzung des Arbeitsaufwandes – abhängig von den Bauwerks- und Baustellenbedingungen – lässt sich die Bandbreite für die Größenordnung der Aufwandswerte der Arbeiten festlegen. Als Bezugsgröße dient z.B. der Bruttorauminhalt des geplanten Bauwerks. Anhand des Bruttorauminhaltes und des Arbeitsaufwandes können z.B. Dauer und Lohnstundensumme ermittelt werden. Idealerweise existieren Aufzeichnungen über abgeschlossene Projekte. Aus diesen Daten können sich Informationen über Arbeitsaufwand, Art und Umstände der Leistungserbringung etc. ableiten lassen. Die Erkenntnisse aus der Vergangenheit werden, unter Berücksichtigung der spezifischen Rahmenbedingungen, auf das konkrete Projekt bezogen angewendet. Nachfolgend werden die einzelnen Diagramme beschrieben. Die Kurven und Geraden in den Diagrammen resultieren aus einer Vielzahl an Berechnungen.

5.1.1

Interaktionsdiagramm für Rohbauarbeiten

In diesem Abschnitt wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem baubetriebliche Zusammenhänge für die Rohbauarbeiten dargestellt sind. Die Anwendung des Interaktionsdiagramms wird anhand eines Beispiels vertieft. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Verhältnisse werden dabei verschiedene Parameter variiert. Die Ergebnisse dieser Variationen sind als Kurven aufgetragen. Je nach Größenordnung der projektspezifischen Eingangsgrößen, wie z.B. Aufwandswert oder tägliche Arbeitszeit, sind die zutreffenden Kurven bzw. Ordinaten- und Abszissenwerte im Diagramm auszuwählen. Die anschauliche Darstellung ermöglicht einen raschen Zugriff auf wesentliche Informationen für die Projektplanung, aber auch für die Arbeitsvorbe-

5.1 Grobplanung für Rohbauarbeiten in Ebene 1

219

reitung und Bauausführung. Neben der Anschaulichkeit ist die Sensitivität von Leistungswerten aufgrund der Veränderung von Eingangsparametern, wie z.B. Anzahl der Arbeitskräfte, Aufwandswert und tägliche Arbeitzeit, grafisch feststellbar. Kommt es in der Ausführungsphase zu Verzögerungen (Störungen), sind zur Kompensation des Defizites Forcierungsmaßnahmen für die Einhaltung eines unveränderlich bleibenden Endtermins erforderlich. Zur Gegensteuerung ist eine Erhöhung der Leistung notwendig. Die Größenordnung der Leistungssteigerung ergibt sich aus dem noch ausstehenden zu bebauenden Bruttorauminhalt und der noch zur Verfügung stehenden Bauzeit. Die erforderliche Leistung kann auf verschiedene Weise erzielt werden. Durch das dargestellte Interaktionsdiagramm können die Auswirkungen der verschiedenen Möglichkeiten der Leistungssteigerung grafisch dargestellt werden. Zur Leistungssteigerung trägt z.B. die Erhöhung der Anzahl der Arbeitskräfte oder die Anhebung der täglichen Arbeitszeit bei. Je nach Erfordernis können eine oder mehrere Forcierungsmaßnahmen gleichzeitig in Erwägung gezogen werden. Durch das im Folgenden dargestellte Interaktionsdiagramm werden Zusammenhänge zwischen • Aufwandswert, bezogen auf den Bruttorauminhalt [Std/m3], • Anzahl der Arbeitskräfte, • Stundenleistung [m3/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [m3/d], • Dauer der Rohbauarbeiten [d], • Bruttorauminhalt des Bauwerks [m3] und • Summe der Lohnstunden für die Rohbauarbeiten [Std] dargestellt. Zu der aus dem Diagramm ermittelten Dauer können etwaige Pufferzeiten mittels Zuschläge berücksichtigt werden.

5.1.2


Der Zusammenhang zwischen Größenordnung des Aufwandswertes, stündlicher Leistung und Anzahl der Arbeitskräfte ist im I. Quadranten des Interaktionsdiagramms in (Abb. 5-1) dargestellt. Auf der Abszisse sind die Auf-

220


wandswerte von 0,4 bis 1,8 Std/m3BRI angegeben. Dabei beträgt die Schrittweite für das Hauptintervall 0,1 und jene fürs Hilfsintervall ca. 0,05 Std/m3. Auf der Ordinate ist die stündliche Leistung aufgetragen. Als Zeiteinheit zur Angabe der Rohbauleistung, wurde die Zeitstunde [h] gewählt. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Arbeitskräften. Die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeichnet, stehen für die Anzahl der Arbeitskräfte. Die Neigung der Kurven verringert sich mit der Zunahme der Aufwandswerte. Die Kurven repräsentieren Werte von 12 bis 42 AK; die Schrittweite beträgt dabei jeweils 2 AK. Die getroffene Einteilung kann nach Erfordernis angepasst werden. Mit steigenden Aufwandswerten verringert sich die Differenz zwischen den einzelnen Kurven.

II

700

650

600

550

500

700

650

600

550

500

450 400 350 300 250 Tägliche Tägliche Leistung Leistung [m³,BRI/d] [m³,BRI/d] 450 400 350 300 250

200

150

100

50

0

200

150

100

50

0

III DRB = 30 d DRB = 40 d DRB = 50 d DRB = 60 d DRB = 70 d DRB = 80 d DRB = 90 d DRB = 100 d DRB = 110 d


2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.000 34.000 36.000 38.000 40.000 42.000 44.000 46.000 48.000 50.000

Bruttorauminhalt des Bauwerks [m³]

80,000 75,000 70,000 65,000 60,000 55,000 50,000 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0,000


Stündliche Leistung Leistung [m³,BRI/h] [m³,BRI/h] Stündliche

IAD für BauwerkBauwerk-Rohbau – Bauablaufplanung der Rohbauarbeiten 80,000 AK = 12 AK = 14 AK = 16 75,000 AK = 20 AK = 22 AK = 24 70,000 AK = 28 AK = 30 AK = 32 65,000 AK = 36 AK = 38 AK = 40 60,000 55,000 50,000 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 Größenordnung Größenordnung der der Aufwandswerte Aufwandswerte [Std/m³,BRI] [Std/m³,BRI]

AK = 18 AK = 26 AK = 34 AK = 42

I

1,70 1,80

0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000 32.000 RBLStd= 4.000 Std RBLStd= 6.000 Std 34.000 RBLStd= 8.000 Std RBLStd= 10.000 Std 36.000 RBLStd= 12.000 Std RBLStd= 14.000 Std 38.000 RBLStd= 16.000 Std RBLStd= 18.000 Std 40.000 RBLStd= 20.000 Std RBLStd= 22.000 Std 42.000 RBLStd= 24.000 Std RBLStd= 26.000 Std 44.000 46.000 RBLStd= 28.000 Std RBLStd= 30.000 Std 48.000 RBLStd= 32.000 Std RBLStd= 34.000 Std 50.000

IV

©HOFSTADLER

Abb. 5-1 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Rohbauarbeiten

Das Diagramm kann im Zusammenhang mit den Aufwandswerten in verschiedener Weise eingesetzt werden. Die Höhe der Aufwandswerte wird beispielsweise im Vorhinein bestimmt und dann die dazugehörige Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch ermittelt. Alle quantifizierbaren Einflüsse auf die Größe der Aufwandswerte sind dabei zu berücksichtigen. Wenn die Anzahl der Arbeitskräfte und ein Aufwandswert die Eingangsparameter sind, wählt man dazu auf der Abszisse den entsprechenden Wert und die zutreffende Kurve im Diagramm aus. Vom Abszissenwert ausgehend zeichnet man eine Vertikale nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit


221

der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt aus geht man horizontal nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab. Im II. Quadranten wird die Beziehung zwischen Tagesleistung, Stundenleistung und täglicher Arbeitszeit dargestellt. Die Ordinaten zwischen I. und II. Quadranten sind gleich. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung von 0 bis 700 m3BRI/d aufgetragen; die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 50 und jene für das Hilfsintervall 25 m3BRI/d. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Arbeitszeiten von 8 bis 16 h werden im Diagramm angeboten (die Schrittweite beträgt 1). Eine andere Einteilung (bzw. eine Erweiterung des Diagramms) ist beliebig möglich. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, nimmt die Differenz zwischen den einzelnen Geraden mit steigender Tagesleistung und mit zunehmender Stundenleistung zu. Ist z.B. die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten jeweils ein Schnittpunkt. Eine, von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnete Vertikale führt zu den entsprechenden Tagesleistungen, d.h. für die erzielbare Tagesleistung werden insgesamt neun Größenordnungen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Der Zusammenhang zwischen Dauer der Rohbauarbeiten, täglicher Leistung und Bruttorauminhalt des Bauwerks wird im III. Quadranten hergestellt. Zwischen II. und III. Quadranten sind die Abszissen gleich. Die einzelnen Geraden im Diagramm, stehen jeweils für eine bestimmte Dauer. Beginnend mit einer Dauer von 30 Tagen (die Gerade „DRB = 50“ beispielsweise steht eine Dauer von 50 Arbeitstagen) erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 115 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 5 Tagen festgelegt und kann beliebig angepasst werden. Auf der Ordinate ist der Bruttorauminhalt [m3] dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 2.000 bis 50.000 m3. Für das Hauptintervall wurden 2.000 und für das Hilfsintervall 500 m3 gewählt. Beispielsweise kann mit dem vorgegebenen Bruttorauminhalt und der maximal zulässigen Dauer für die Rohbauarbeiten (z.B. Vorgabe aus dem Projektzeitplan), durch Anwendung des Diagramms grafisch die hierfür erforderliche Mindest-Tagesleistung bestimmt werden. Für einen bestimmten Bruttorauminhalt und eine erforderliche Mindest-Tagesleistung ist es möglich, die entsprechende Dauer grafisch zu ermitteln.

222


Der Zusammenhang zwischen Größenordnung des Aufwandswertes, Bruttorauminhalt und Summe der Lohnstunden für das Bauwerk ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Abszisse ist mit jener im I. Quadranten dekkungsgleich. Ebenso entspricht die Ordinate jener im III. Quadranten. Die einzelnen Kurven verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme („RBLStd“). Beginnend bei 4.000 Std sind die Kurven in Intervallen von 2.000 Stunden, bis zum Höchstwert von 34.000 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigendem Aufwandswert ab.

5.1.3


Zur Anwendung des Interaktionsdiagramms wird nachfolgendes Beispiel gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 5-1, Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Folgende Angaben gelten für das Beispiel: • • • • • •

Bruttorauminhalt des Bauwerks: ca. 33.000 m3 Untergrenze für den Aufwandswert: 0,6 Std/m3BRI Obergrenze für den Aufwandswert: 0,8 Std/m3BRI Anzahl der Arbeitskräfte je Kran: 20 AK/Kran maximale Anzahl an einsetzbaren Kranen: 2 tägliche Arbeitszeit: 8 h

Aufgabenstellung: Für das Bauwerk aus Stahlbeton ist die minimale und maximale Dauer der Rohbauarbeiten zu ermitteln. Weiters ist die Summe der Lohnstunden für die Maximal- und die Minimaldauer zu bestimmen. Grundlage dazu bilden Aufwandswerte für die Rohbauarbeiten. Aufgrund der Einschätzung der Bauwerks- und Baustellenbedingungen wurde die Bandbreite der Aufwandswerte festgelegt. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Zur Lösung der Aufgabenstellung wird das Interaktionsdiagramm der Abb. 5-1 herangezogen. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm (in Abb. 5-2) auch grafisch dargestellt.


223

Mit 2 Kranen und 20 AK/Kran ergibt sich eine Gesamtanzahl der Arbeitskräfte von 40. Des weiteren ist in der Feinplanung zu prüfen, ob für 40 Arbeitskräfte auch genügend Arbeitsfläche zur Verfügung steht. Zur Ermittlung der kürzesten Dauer wird der niedrigere der beiden Aufwandswerte herangezogen. Als erster Schritt wird im ersten Quadranten beim Ordinatenwert von 0,6 Std/m3BRI die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve „AK = 40“ (= Kurve für 40 Arbeitskräfte) ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links eingezeichnet. Auf der Ordinate folgt daraus eine Stundenleistung von ca. 67 m3BRI. Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den zweiten Quadranten folgt der Schnittpunkt mit der Geraden „AZ = 8“ (= Gerade für eine Arbeitszeit von 8 Stunden). Von dort ausgehend wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch die Tagesleistung mit ca. 530 m3BRI bestimmt.

Abb. 5-2 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Rohbauarbeiten – Anwendungsbeispiel

Durch die Verlängerung der Geraden ergeben sich im III. Quadranten mehrere Schnittpunkte mit den Kurven für die Dauer der Rohbauarbeiten. In der Folge wird im dritten Quadranten bei 33.000 m3 BRI die Horizontale (4) nach links eingezeichnet, bis ein Schnittpunkt mit der Geraden (3) folgt. Der Schnittpunkt liegt zwischen „DRB = 60 d“ und „DRB = 65 d“. Mit ca. 62 Arbeitstagen ist die Dauer für die Rohbauarbeiten bestimmt.

224


Zur Bestimmung der Summe der Lohnstunden der Rohbauarbeiten, wird im vierten Quadranten bei 33.000 m3BRI die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet. Es ergibt sich mit der Geraden (6) der Schnittpunkt. Der gesuchte Wert liegt auf der Geraden „RBLStd = 20.000 Std“. Mit ca. 20.000 ist somit die Summe der Lohnstunden für die angeführten Randbedingungen bestimmt. Zur Berechnung der Maximaldauer wird der höhere Aufwandswert herangezogen. Bei 0,8 Std/m3BRI wird im I. Quadranten die Vertikale (7) nach oben gezogen. Vom Schnittpunkt (bei 40 AK) wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet. Auf der Ordinate folgt eine Stundenleistung von 50 m3BRI. Aus der Verlängerung der Horizontalen (8) in den zweiten Quadranten folgt mit der Geraden, die für eine tägliche Arbeitszeit von 8 Stunden steht, der Schnittpunkt. Ausgehend von diesem Punkt ergibt sich durch die Vertikale (9) auf der Abszisse eine Tagesleistung von ca. 400 m3BRI. Die Gerade (9) wird in den dritten Quadranten erweitert und es folgt daraus der Schnittpunkt mit der Geraden (4). Der Schnittpunkt liegt zwischen „DRB = 80 d“ und „DRB = 85 d“. Mit ca. 83 Arbeitstagen ist die Dauer für die Rohbauarbeiten bestimmt. Zur Bestimmung der Summe der Lohnstunden wird im vierten Quadranten bei 0,8 Std/m3BRI die Vertikale (10) nach unten eingezeichnet und es folgt der Schnittpunkt mit der Geraden (5). Der Schnittpunkt liegt zwischen den Kurven „RBLStd = 26.000 Std“ und „RBLStd = 28.000 d“. Damit ist die Lohnstundensumme für das Bauwerk mit ca. 26.500 bestimmt. Mit Hilfe des Diagramms konnten auf einfache und anschauliche Weise Lösungen gefunden werden. Für das Beispiel wird angenommen, dass sich der tatsächliche, in der späteren Ausführung erzielte (erzielbare) Aufwandswert zwischen 0,6 und 0,8 Std/m3BRI bewegen wird. Anhand der Ergebnisse kann eine Aussage über die Bauzeit und in weiterer Folge über die Kosten getroffen werden. Der Planer kann z.B. für die Annahme der Dauer den höheren Wert ansetzen, liegt damit auf der sicheren Seite und kann seinen weiteren Planungen eine realistische Bauzeit zugrunde legen.

5.2

Grobplanung für Erdarbeiten in Ebene 2

Für die Bauablaufplanung im Erdbau kann das Interaktionsdiagramm in Kapitel 7 verwendet werden.

5.3 Grobplanung für Stahlbetonarbeiten in Ebene 2

225

Im Interaktionsdiagramm in (Abb. 7-6) werden auch für den Bauablauf relevante Beziehungen folgender Parameter hergestellt: • • • • • • • •

gesamte Transportmenge [m3] tägliche Transportleistung [m3/d] Dauer des Transportbetriebes [d] Anzahl der Transporte je Arbeitstag [1/d] Fassungsvermögen eines Transportgerätes [m3] Anzahl der Transporte je Stunde [1/h] tägliche Transportzeit [h/d] Transportmenge je Stunde [m3/h]

5.3

Grobplanung für Stahlbetonarbeiten in Ebene 2

Zur Berechnung der Dauer von Stahlbetonarbeiten sind die Schicht-Leistungen und die entsprechenden Produktionsmengen (= Betonkubatur) maßgebend. Bislang wurden dafür Rechenschritte anhand der spezifischen Daten des Projekts vorgenommen, welche die Ermittlung der Baudauer des Einzelvorganges ermöglichten. Im folgenden Abschnitt wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, mittels diesem die Ermittlung der Dauer auf einfache Weise grafisch durchgeführt werden kann. Es können damit sowohl die erforderliche Betonierleistung, die Dauer der Arbeiten, die zugeordnete Lohnstundensumme, die Höhe des – aus wirtschaftlicher Sicht – maximal zulässigen Gesamt-Aufwandswertes bzw. die Anzahl der Arbeitskräfte bestimmt werden. Sowohl für die Projektplanung, als auch für die Grobplanung im Zuge der Angebotsbearbeitung – und natürlich auch für die Arbeitsvorbereitung – stellt das Diagramm eine wesentliche und leicht handhabbare Unterstützung dar. Dieses Diagramm eignet sich besonders zur Aktualisierung der Bauzeitplanung und zum raschen Vergleich von sensitiven Alternativen. In der Phase der Grobplanung reicht es aus, anhand von überschlägigen Mengen die Projektdauer bzw. -kosten zu berechnen. Bei Stahlbetonarbeiten haben die Betonmenge und der spezifische GesamtAufwandswert einen maßgebenden Einfluss auf Bauzeit (Dauer) und Kosten.

226


Neben der Anschaulichkeit ist die Sensitivität von Leistungswerten aufgrund der Variation von Parametern – wie z.B. der Arbeitskräfteanzahl, der Aufwandswerte oder der täglichen Arbeitszeit – feststellbar. Kommt es in der Ausführungsphase zu Verzögerungen, sind zur Kompensation Forcierungsmaßnahmen zur Einhaltung eines unverändert bleibenden Endtermins erforderlich. Im Zuge der Forcierungsmaßnahmen ist eine Erhöhung der täglichen Leistung notwendig. Die Größenordnung der Leistungssteigerung ergibt sich aus der verbleibenden ein zu bauenden Produktionsmenge (= Betonmenge) und der restlichen zur Verfügung stehenden Bauzeit. Die erforderliche Leistungssteigerung kann auf verschiedene Weise erzielt werden. Durch das dargestellte Interaktionsdiagramm können die Wirkungen der verschiedenen Möglichkeiten der Leistungssteigerung grafisch dargestellt werden. Zur Leistungssteigerung trägt z.B. die Erhöhung der Anzahl der Arbeitskräfte oder die Steigerung der täglichen Arbeitszeit bei. Der Wechsel des Bauverfahrens (bzw. der Bauverfahren) kann ebenfalls zu einer Reduktion des Aufwandswertes führen. Je nach Maßgabe kann eine oder mehrere Möglichkeiten zur Forcierung gleichzeitig in Erwägung gezogen werden. Ob und wie die Annahmen in der Grobplanung erfüllt werden, zeigt die Feinplanung – und spätestens die Bauausführung.

5.3.1

Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten

In diesem Abschnitt wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem baubetriebliche Zusammenhänge für die Stahlbetonarbeiten dargestellt sind. Die Anwendung des Interaktionsdiagramms wird anhand eines Beispiels vertieft. Das Interaktionsdiagramm ist das Ergebnis einer Vielzahl von Berechnungen. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Verhältnisse wurden dabei verschiedene Parameter variiert. Die Ergebnisse dieser Variationen sind als Kurven aufgetragen. Je nach Größenordnung der projektspezifischen Eingangsparameter, wie z.B. Aufwandswert oder tägliche Arbeitszeit, sind die zutreffenden Kurven bzw. Ordinaten- und Abszissenwerte im Diagramm zu wählen. Die anschauliche Darstellung ermöglicht für die Projektplanung, aber auch für die Arbeitsvorbereitung und Bauausführung einen raschen Zugriff auf wesentliche, für die Bauablaufplanung wichtige Informationen. Neben der Anschaulichkeit ist die Sensitivität von Leistungswerten aufgrund der Veränderung von Parametern – wie z.B. der Anzahl der Arbeitskräfte, Aufwandswert und tägliche Arbeitzeit – grafisch feststellbar.


227

Durch dieses Interaktionsdiagramm wird der Zusammenhang zwischen • Aufwandswert bezogen auf den Beton [Std/m3], • Anzahl der Arbeitskräfte, • Stundenleistung [m3/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [m3/d], • Dauer der Stahlbetonarbeiten [d], • Stahlbetonmenge des Bauwerks [m3] und • Summe der Lohnstunden für die Stahlbetonarbeiten [Std] hergestellt. Zu der aus dem Diagramm ermittelten Dauer können Pufferzeiten mittels Zuschlägen berücksichtigt werden.

5.3.2


Im I. Quadranten des Interaktionsdiagramms in Abb. 5-3 ist die Beziehung zwischen Gesamt-Aufwandswert, stündlicher Leistung und Anzahl der Arbeitskräfte dargestellt. Auf der Abszisse ist der kleinste Gesamt-Aufwandswert mit 3 und der größte mit 6,5 Std/m3 angesetzt. Das Hauptintervall beträgt 0,25 und das Hilfsintervall 0,125 Std/m3.

Abb. 5-3 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Stahlbetonarbeiten

228


Die stündliche Leistung ist auf der Ordinate von 0 bis 12 m3/h aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall ist 0,5 und für das Hilfsintervall 0,1 m3/h. Die einzelnen Kurven stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Arbeitskräften. Das Spektrum reicht von 10 bis 40 AK. Der Unterschied zwischen den Kurven beträgt dabei konstant 2 AK. Beispielsweise mit der Größe des Aufwandswertes (dieser lässt sich in der Regel anhand der noch wenig detaillierten Projektunterlagen unter Berücksichtigung der Bauwerks- und Baustellenbedingungen nur „grob“ bestimmen) und der Anzahl der Arbeitskräfte kann auf die stündliche Leistung geschlossen werden. Bildet z.B. die Stundenleistung die Eingangsgröße, kann für die jeweilige Anzahl an Arbeitskräften grafisch der dazugehörige Aufwandswert ermittelt werden. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, stündlicher Leistung und täglicher Arbeitszeit ist im II. Quadranten dargestellt. Die Ordinate entspricht jener im I. Quadranten. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung in der Bandbreite von 0 bis 140 m3/d ablesbar. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 10 und jene für das Hilfsintervall 5 m3/d. Die einzelnen Geraden stehen für Tagesarbeitszeiten von 8 bis 16 h (die Schrittweite ist 1 h). Mit der beispielsweise notwendigen stündlichen Leistung kann für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten die dazugehörige Tagesleistung ermittelt werden. Über die Tagesleistung kann andererseits für die jeweilige Arbeitszeit die entsprechende Stundenleistung grafisch ermittelt werden. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Betonmenge und Dauer der Ausführung der Stahlbetonarbeiten wird im III. Quadranten präsentiert. Die Abszisse ist mit jener des II. Quadranten deckungsgleich. Die Betonmenge ist auf der Ordinate von 0 bis 15.000 m3 angeführt. Die Schrittweite beträgt für das Hauptintervall 1.000 und für das Hilfsintervall 200 m3. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer für die Stahlbetonarbeiten. Die Geraden sind mit „DSTB“ bezeichnet und in der Bandbreite von 60 bis 200 Arbeitstagen dargestellt (die Schrittweite beträgt 10 Arbeitstage). Beispielsweise mit der Tagesleistung und der Betonmenge kann die Dauer für das Projekt grafisch ermittelt werden. Andererseits ist für eine bestimmte Betonmenge und der maximal zur Verfügung stehenden Dauer eines Projekts, die Mindest-Tagesleistung aus dem Diagramm ablesbar. Schnittpunkte zwischen den Geraden sind grafisch zu interpolieren. Das Diagramm ist für die Grobplanung sehr gut geeignet. In der Feinplanung ist bei der Berechnung der Dauer für die gesamten Stahlbetonarbeiten der Fertigungsab-


229

lauf (z.B. Fließfertigung, Taktfertigung, Parallelarbeit), unter Beachtung der Anordnungsbeziehungen (z.B Ende-Anfangsbeziehung bzw. versetzte Ende-Anfangsbeziehung), zu berücksichtigen. Der Zusammenhang der Größe des Aufwandswertes, der Betonmenge und der Lohnstunden ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Abszisse ist mit jener des I. Quadranten und die Ordinate mit jener des III. Quadranten deckungsgleich. Die verschiedenen Kurven stehen jeweils für eine bestimmte Summe an Lohnstunden. Die Kurve mit dem niedrigsten Wert steht für 10.000 und jene mit dem höchsten Wert für 60.000 Lohnstunden. Die Differenz zwischen den Kurven beträgt dabei 2.500 Lohnstunden. Bezeichnet sind die Kurven mit „STBLStd“. Aus dem Diagramm kann grafisch – z.B. über die Betonmenge und dem angesetzten Aufwandswert – auf die Summe der Lohnstunden geschlossen werden.

5.3.3


Zur Anwendung des Interaktionsdiagramms wird nachfolgend ein Beispiel gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 5-3, Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Folgende Angaben gelten für das Beispiel „Verwaltungsgebäude aus Stahlbeton“: • • • •

Stahlbetonmenge des Bauwerks: ca. 5.000 m3 max. Anzahl der Arbeitskräfte: 36 AK tägliche Arbeitszeit: 8 h maximale Dauer der Stahlbetonarbeiten (Betonierende des letzten Bauteils): 70 d

Aufgabenstellung: Gesucht werden die Grenzwerte für den Gesamt-Aufwandswert mit denen die Vorgaben erfüllt werden. Zusätzlich sind die Lohnstunden für den kleinsten und größten Aufwandswert zu bestimmen. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Zur Lösung der Aufgabenstellung wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 5-3 herangezogen. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm in Abb. 5-4 auch grafisch dargestellt.

230


Als erster Schritt wird für die vorgegebene Betonmenge und Dauer die notwendige Tagesleistung ermittelt. Es wird dazu im III. Quadranten beim Ordinatenwert von 5.000 m3 die Horizontale (1) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Geraden „DSTB = 70“ (Gerade für die Dauer von 70 Tagen) ergibt. Vom Schnittpunkt aus wird die Vertikale (2) nach oben aufgetragen. Der Schnittpunkt mit der Abszisse ergibt die erforderliche Mindest-Tagesleistung von ca. 71 m3.

Abb. 5-4 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Stahlbetonarbeiten – Anwendungsbeispiel

Als nächstes wird die erforderliche Stundenleistung bestimmt. Mit der Verlängerung der Geraden (2) folgt im II. Quadranten der Schnittpunkt mit der Geraden „AZ = 8“ (Gerade für die Arbeitszeit von 8 Stunden). Von dort ausgehend wird die Horizontale (3) nach rechts eingezeichnet. Auf der Ordinate wird dadurch die Stundenleistung mit ca. 9 m3/h bestimmt. Laut Angabe können aufgrund der vorhandenen Platzverhältnisse höchstens 36 AK für die Stahlbetonarbeiten eingesetzt werden. Es wird in der Folge untersucht, welches die niedrigste Anzahl an Arbeitskräften ist und wie hoch der Gesamt-Aufwandswert dabei höchstens sein darf. Weiters wird ermittelt, wie groß der Gesamt-Aufwandswert bei 36 AK sein darf, um die Forderungen aus der Angabe zu erfüllen. Mit der Verlängerung der Horizontalen (3) ergeben sich im I. Quadranten mehrere Schnittpunkte mit den Kurven, die für die Anzahl der Arbeitskräfte

5.4 Grobplanung für Stahlbetonarbeiten – Leistungsabstimmung in Ebene 2 231

stehen. Der erste Schnittpunkt im Diagramm ergibt sich mit der Kurve „AK = 28“ und der letzte mit der Kurve „AK = 36“. Zwischen diesen beiden Punkten erfüllen alle anderen Lösungen die Forderungen aus der Aufgabe. Beim Schnittpunkt mit der Kurve „AK = 28“ wird die Vertikale (4) nach unten abgetragen bis sie auf die Abszisse trifft. Der Gesamt-Aufwandswert darf bei 28 Arbeitskräften den Wert von ca. 3,13 Std/m3 nicht übersteigen, um eine Dauer von 70 d nicht zu überschreiten. Beim Schnittpunkt mit der maximalen Anzahl an Arbeitskräften wird die Vertikale (5) ebenfalls nach unten abgetragen. Für 36 AK darf der Gesamt-Aufwandswert ca. 4,03 Std/m3 nicht übersteigen. Der linke Aufwandswert bildet dabei mit ca. 3,13 Std/m3 die untere Schranke und der rechte mit ca. 4,03 Std/m3 die obere Schranke. Innerhalb dieser Schranken erfüllen alle Aufwandswerte die Vorgaben. Als Letztes wird die jeweilige Summe der Lohnstunden bestimmt. Für den Gesamt-Aufwandswert von 3,13 Std/m3 wird die Gerade (4) in den IV. Quadranten verlängert. Gleichzeitig wird die Horizontale (6) auf der Ordinate bei 5.000 m3 nach rechts eingezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit (4) ergibt. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Kurven „STBLStd = 15.000“ und „STBLStd = 17.500“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Summe der Lohnstunden mit ca. 15.500 bestimmen. Zur Ermittlung der Summe der Lohnstunden für den Gesamt-Aufwandswert von 4,03 Std/m3 wird die Gerade (5) in den IV. Quadranten verlängert und mit der Verlängerung von (6) zum Schnitt gebracht. Der gesuchte Wert liegt auf der Kurve „STBLStd = 20.000“. Für den Gesamt-Aufwandswert von 4,03 Std/m3 beträgt die Summe der Lohnstunden ca. 20.000.

5.4

Grobplanung für Stahlbetonarbeiten – Leistungsabstimmung in Ebene 2

Die durchschnittliche Tagesleistung für das Schalen, Bewehren und Betonieren wird von der zur Verfügung stehenden Zeit bestimmt. Leistungsspitzen bei den Betonarbeiten – mit einer großen Abweichung von den Durchschnittswerten – ergeben sich z.B. bei Hochbau-Projekten beim Betonieren der Bodenplatte(n) und Deckenabschnitte. Im Kraftwerksbau steht die tägliche Betonierleistung in Wechselbeziehung mit der Blockgröße der Betonierabschnitte.

232


5.4.1

Interaktionsdiagramm für die Leistungsabstimmung bei Stahlbetonarbeiten

Hier wird das zur Leistungsabstimmung der Stahlbetonarbeiten entwickelte Diagramm präsentiert. Es werden damit die Zusammenhänge für Schalungs-, Bewehrungs- und Betonierleistung dargestellt. Nach der Beschreibung des Diagramms wird die Anwendung anhand eines Beispiels gezeigt. Das Interaktionsdiagramm ist das Ergebnis aus einer Vielzahl von Berechnungen. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Konstellationen wurden dabei einzelne Parameter variiert. Die Ergebnisse dieser Variationen sind als Kurven dargestellt. Je nach Größenordnung der projektspezifischen Eingangsgrößen, wie beispielsweise der Leistungswert für die Schalarbeiten oder die Dauer für die Bewehrungsarbeiten, sind die zutreffenden Kurven bzw. Ordinaten- und Abszissenwerte im Diagramm zu wählen. Die anschauliche Darstellung ermöglicht, sowohl für die Grob-, als auch in weiterer Folge für die Feinplanung der Bauausführung, einen raschen Zugriff auf wesentliche Informationen zur gegenseitigen Abstimmung der Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten. Mit dem Interaktionsdiagramm in Abb. 5-5 werden die Beziehungen zwischen • Betonmenge [m3], • täglicher Leistung der Stahlbetonarbeiten [m3/d], • Dauer der Stahlbetonarbeiten [d], • täglicher Leistung der Schalarbeiten [m2/d], • Schalungsgrad [m2/m3], • Schalfläche [m2], • Bewehrungsmenge [to] und • täglicher Leistung für die Bewehrungsarbeiten [to/d] hergestellt.

5.4.2


Der Zusammenhang zwischen Betonmenge, durchschnittlicher Tagesleistung und Dauer der Stahlbetonarbeiten ist in Abb. 5-5 im I. Quadranten dargestellt. Auf der Abszisse ist die Betonmenge von 0 bis 70.000 m3 aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 10.000 und jene für das Hilfsintervall 2.500 m3. Für die tägliche Leistung der Stahlbetonarbeiten


sind auf der Ordinate die Werte von 0 bis 360 d aufgetragen. Als Hilfsintervall wurden 5 und als Hauptintervall 20 d gewählt. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer der Stahlbetonarbeiten. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „DSTB“ bezeichnet, die Bandbreite der Zahlenangaben reicht von 140 bis 360 d. Die Schrittweite beträgt dabei 20 d.

Abb. 5-5 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Leistungsabstimmung von Schalen, Bewehren und Betonieren

Die Beziehung zwischen durchschnittlicher täglicher Leistung der Schalarbeiten, Schalungsgrad und täglicher Leistung der Stahlbetonarbeiten ist im II. Quadranten dargestellt. Zwischen II. und III. Quadranten ist die Ordinate gleich. Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung für die Schalarbeiten von 300 bis 1.000 m2/d aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 50 und jene fürs Hilfsintervall 25. Die verschiedenen Geraden stehen jeweils für einen bestimmten Schalungsgrad. In der Legende sind die Geraden mit „sg,bwk“ bezeichnet, und die Werte reichen von 2 bis 4,2 m2/m3 (die Schrittweite ist 0,2). Im III. Quadranten ist der Zusammenhang zwischen täglicher Schalungsleistung, Dauer der Stahlbetonarbeiten und gesamter zu schalenden Fläche dargestellt. Zwischen dem II. und III. Quadranten sind die Abszissen gleich. Die Bandbreite der Dauer für die Stahlbetonarbeiten reicht auf der Ordinate von 0 bis 360 d. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 20

234


und jene für das Hilfsintervall 5 d. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für verschiedene Schalflächen. Beginnend bei 70.000 (z.B. die Kurve „SF = 80.000 m2“ steht für eine Schalfläche von 80.000 m2) erstrecken sich die Kurven bis zu 240.000 m2. Die Schrittweite zwischen den Kurven wurde für das Diagramm mit 10.000 m2 festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Die Beziehung zwischen Bewehrungsmenge, Dauer der Stahlbetonarbeiten und täglicher Leistung der Bewehrungsarbeiten ist im IV. Quadranten dargestellt. Zwischen dem I. und IV. Quadranten sind die Abszissen verschieden besetzt. Deckungsgleich sind die Ordinaten zwischen III. und IV. Quadranten. Die Bandbereite für die Bewehrungsmenge reicht auf der Abszisse von 1.000 bis 8.000 to. Die Schrittweite beträgt dabei für das Hauptintervall 500 und für das Hilfsintervall 250 to. Jede der Geraden im IV. Quadranten steht für einen bestimmten Leistungswert für das Bewehren. Werte von 15 bis 36 to/d sind durch die einzelnen Geraden dargestellt. Die Schrittweite zwischen den Geraden beträgt 1 to/d.

5.4.3


Anhand eines Beispiels wird die Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Leistungsabstimmung in der Fertigungsablaufplanung der Stahlbetonarbeiten für ein Hochbau-Projekt gezeigt. Durch Nutzung des Diagramms in Abb. 5-5 sind unter Berücksichtigung der Vorgaben Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird dazu grafisch dargestellt und beschrieben. Folgende Angaben bilden die Grundlage für das Beispiel: • • • •

gesamte Betonmenge des Bauwerks: ca. 56.000 m3 Schalungsgrad: 3 m2/m3 maximale Dauer für die Stahlbetonarbeiten: 310 d Bewehrungsgrad: 100 kg/m3

Aufgabenstellung: Für die Stahlbetonarbeiten sind die durchschnittlichen Leistungen für Schalen, Bewehren und Betonieren zu ermitteln. Nach Berücksichtigung eines Zeitpuffers von 15 % verbleiben für die Ausführung der Stahlbetonarbeiten ca. 280 d. Diese Dauer bildet die Basis zur Ermittlung der entsprechenden Leistungswerte.


Lösung: Grafische Ermittlung der Werte Durch Anwendung des Interaktionsdiagramms in Abb. 5-5 wird die Aufgabe gelöst. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden dazu im Interaktionsdiagramm der Abb. 5-6 grafisch dargestellt. Zu Beginn wird die durchschnittliche tägliche Leistung für die Stahlbetonarbeiten bestimmt. Dazu wird im I. Quadranten bei 56.000 m3 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet und mit der Geraden „DSTB = 280“ geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links eingezeichnet, bis sie auf die Ordinate trifft. Die Tagesleistung für die Stahlbetonarbeiten bestimmt sich mit ca. 200 m3/d.

Abb. 5-6 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Leistungsabstimmung von Schalen, Bewehren und Betonieren: Anwendungsbeispiel

Zur Ermittlung der erforderlichen Schalungsleistung wird die Gerade (2) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für den Schalungsgrad von 3 m2/m3 geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (3) nach unten abgetragen. Auf der Abszisse lässt sich eine durchschnittliche Leistung für die Schalarbeiten von ca. 600 m2/d ablesen. Im III. Quadranten wird zur grafischen Bestimmung der zu schalenden Fläche auf der Ordinate bei 280 d die Horizontale (4) nach links eingezeichnet. Gleichzeitig wird die Gerade (3) in den III. Quadranten verlängert und mit (4) geschnitten. Der damit ermittelte Schnittpunkt liegt zwischen den Kur-

236


ven „SF = 160.000 m2“ und „SF = 170.000 m2“. Mit ca. 168.000 m2 ist die gesamte Schalfläche des Bauwerks bestimmt. Der Leistungswert für die Bewehrungsarbeiten wird im IV. Quadranten ermittelt. Mit dem vorgegebenen Bewehrungsgrad und der Betonmenge ist die gesamte Bewehrungsmenge mit ca. 5.600 to bestimmt. Ausgehend von diesem Wert wird auf der Abszisse die Vertikale (5) nach unten eingezeichnet. Bei 280 d wird auf der Ordinate die Horizontale (6) nach rechts eingezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit (5) ergibt. Der gesuchte Wert liegt auf der Geraden „LBW = 20 to/d“. In weiterer Folge ist zu überprüfen, ob die ermittelten Leistungswerte in der Praxis überhaupt erzielt werden können. Die Anzahl der einsetzbaren Hochbaukrane und der zur Verfügung stehende Arbeitsraum bestimmen die Leistungsgrenzen für die einzelnen Tätigkeiten.

5.4.4


Es wird untersucht, wie sich die Reduktion der durchschnittlichen Schalungsleistung von 100 m2/d auf 500 m2/d auf die Dauer der Schalarbeiten und auf die durchschnittliche Leistung für das Bewehren und Betonieren auswirkt. Die Bauwerksangaben bleiben dabei unverändert. Zu Beginn wird im II. Quadranten auf der Abszisse der entsprechende Leistungswert für die Schalarbeiten ausgewählt und die Vertikale (7) nach oben eingezeichnet, bis die Gerade mit dem entsprechenden Schalungsgrad geschnitten wird. Ausgehend von diesem Punkt wird die Horizontale (8) nach rechts eingezeichnet, und der entsprechende Wert für die geänderte Leistung der Stahlbetonarbeiten (= Betonierarbeiten) kann auf der Ordinate abgelesen werden. Aufgrund der geringeren durchschnittlichen täglichen Schalungsleistung hat sich die Leistung der Stahlbetonarbeiten auf ca. 167 m3/d verringert. Dies entspricht einer Reduktion von ca. 17 %. Zur Ermittlung der geänderten Dauer wird die Horizontale (8) in den I. Quadranten verlängert und mit der Geraden (1) geschnitten. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „DSTB = 320 d“ und „DSTB = 340 d“. Mit dem geänderten Leistungswert von 167 m3/d erhöht sich die Dauer um ca. 55 d auf insgesamt 335 d. Wird der gleiche Puffer wie beim Ausgangsbeispiel berücksichtigt, ergibt sich die Dauer für die Stahlbetonarbeiten mit insgesamt ca. 395 d.

5.5 Grobplanung für Mauerwerksarbeiten in Ebene 2

237

Zur Bestimmung der geänderten durchschnittlichen Bewehrungsleistung wird im IV. Quadranten auf der Ordinate bei 335 d die Horizontale (9) nach rechts eingezeichnet und mit der Verlängerung der Geraden (5) geschnitten. Der gesuchte Leistungswert liegt auf der Geraden „LBW = 17 to/d“. Die durchschnittlich erforderliche tägliche Bewehrungsleistung ist somit um ca. 3 to/d gesunken.

5.5

Grobplanung für Mauerwerksarbeiten in Ebene 2

Bei Bauwerken, die in Mauerwerk (die tragenden Wände bestehen aus Mauerwerk) errichtet werden, liegen die entsprechenden Arbeiten dafür in der Regel am kritischen Weg und bestimmen die Dauer für die Rohbauarbeiten. Im folgenden Abschnitt wird das Interaktionsdiagramm für die Mauerwerksarbeiten präsentiert. Anhand dieses Interaktionsdiagramms werden die baubetrieblichen Zusammenhänge grafisch dargestellt. Mit dem Interaktionsdiagramm gelingt beispielsweise die Ermittlung der durchschnittlichen Dauer der Mauerwerksarbeiten für die Grobplanung. Es kann anhand des Diagramms beispielsweise auf Dauer, Leistung oder Anzahl der Lohnstunden geschlossen werden. Auch in der Feinplanung können damit Detailbetrachtungen durchgeführt werden. Neben der Ermittlung der Durchschnittswerte für die Leistung oder Dauer kann in einer genaueren Betrachtung auch in verschiedene Bauphasen unterschieden werden. Für diese können anhand des Interaktionsdiagramms baubetrieblich relevante Daten ermittelt werden.

5.5.1

Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksfläche

Mit dem Interaktionsdiagramm in Abb. 5-7 werden die Beziehungen zwischen • • • • •

Aufwandswert [Std/m2], Anzahl der Arbeitskräfte, Stundenleistung [m2/h], täglicher Arbeitszeit [Std/d], täglicher Leistung [m2/d],

238


• Dauer der Mauerwerksarbeiten [d], • Mauerwerksfläche des Bauwerks [m2] und • Summe der Lohnstunden für das gesamte Bauwerk [Std] hergestellt. Als Produktionsmenge wird im Folgenden die Aufrissfläche des Mauerwerks herangezogen.

5.5.1.1


In Abb. 5-7 ist das Interaktionsdiagramm für die baubetrieblichen Zusammenhänge der Mauerwerksarbeiten dargestellt. Nachfolgend werden die Abszissen, Ordinaten, Geraden und Kurven der einzelnen Quadranten des Diagramms beschrieben. Interaktionsdiagramm Mauerwerksfläche Interaktionsdiagramm für für Mauerwerksarbeiten Bewehrungsarbeiten –- Fundamentplatten 50,000

45,000

45,000

40,000

40,000

35,000 30,000 25,000 AZ = 8 h/d AZ = 9 h/d AZ = 10 h/d AZ = 11 h/d AZ = 12 h/d AZ = 13 h/d AZ = 14 h/d AZ = 15 h/d AZ = 16 h/d

20,000 15,000 10,000

700

650

600

550

500

450 400 350 300 250 Tägliche Leistung Leistung [m²/d] [m²,d] Tägliche

200

150

100

50

0

700

650

600

550

500

450

200

150

100

50

0

400

350

300

250

III DMWK= 10,0 d DMWK= 15,0 d DMWK= 20,0 d DMWK= 25,0 d DMWK= 30,0 d DMWK= 35,0 d DMWK= 40,0 d DMWK= 45,0 d DMWK= 50,0 d

DMWK= 12,5 d DMWK= 17,5 d DMWK= 22,5 d DMWK= 27,5 d DMWK= 32,5 d DMWK= 37,5 d DMWK= 42,5 d DMWK= 47,5 d DMWK= 52,5 d

AK = 4 AK = 12 AK = 20 AK = 28

AK = 6 AK = 14 AK = 22 AK = 30

AK = 8 AK = 16 AK = 24 AK = 32

30,000

I

25,000 20,000 15,000 10,000 5,000

0,000

0,000 0,40 0,50 0,60 0,70

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 11.000 12.000 13.000 14.000 15.000 16.000 17.000 18.000 19.000 20.000

AK = 2 AK = 10 AK = 18 AK = 26

35,000

5,000

Mauerwerksfläche [m²]

II

Stündliche Leistung Leistung [m²/h] [m²/h] Stündliche

50,000

0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40

1,50 1,60 1,70 1,80

Größenordnung Größenordnung der der Aufwandswerte Aufwandswerte [Std/m²] [Std/m²] 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 11.000 12.000 13.000 14.000 MWKLStd = 1.000 Std MWKLStd = 2.000 Std MWKLStd = 3.000 Std MWKLStd = 4.000 Std 15.000 MWKLStd = 5.000 Std MWKLStd = 6.000 Std 16.000 MWKLStd = 7.000 Std MWKLStd = 8.000 Std 17.000 MWKLStd = 9.000 Std MWKLStd = 10.000 Std 18.000 MWKLStd = 11.000 Std MWKLStd = 12.000 Std 19.000 MWKLStd = 13.000 Std MWKLStd = 14.000 Std 20.000

IV

©HOFSTADLER

Abb. 5-7 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Arbeiten bezogen auf die Mauerwerksfläche

Auf der Abszisse im I. Quadranten in Abb. 5-7 sind die Aufwandswerte von 0,4 bis 1,8 Std/m2 dargestellt (die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 0,1 und jene für das Hilfsintervall 0,05 Std/m2). Auf der Ordinate ist die Stundenleistung für die Mauerwerksarbeiten aufgetragen. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine ausgewählte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeich-


239

net und mit der Anzahl der Arbeitskräfte ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmenden Aufwandswerten. Durch die Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte von 2 bis 32 dargestellt (die Schrittweite beträgt 2 Arbeitskräfte). Die getroffene Einteilung kann je nach Erfordernis angepasst werden. Mit zunehmendem Aufwandswert verringert sich die Differenz zwischen den einzelnen Kurven. Vergleicht man die Kurven „AK = 20“ und „AK = 26“, beträgt der Unterschied bei einem Aufwandswert von 0,8 ca. 7,5 m2/h und bei einem Aufwandswert von 1,2 nur mehr 5 m2/h. Das Diagramm kann im Zusammenhang mit den Aufwandswerten auf verschiedene Weise angewendet werden. Die Höhe der Aufwandswerte kann z.B. im Vorhinein bestimmt werden und danach die zugehörige Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch aus den Diagrammen ermittelt werden. Alle Einflüsse auf die Größe der Aufwandswerte sind dabei zu berücksichtigen. Reserven können durch einen Zuschlag zum Aufwandswert berücksichtigt werden. Sind die Anzahl der Arbeitskräfte und ein Aufwandswert die Eingangsparameter, wählt man dazu auf der Abszisse den entsprechenden Wert und die zutreffende Kurve im Diagramm aus. Vom Abszissenwert zeichnet man eine Vertikale nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Ausgehend vom Schnittpunkt zeichnet man eine Gerade horizontal nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab. Im II. Quadranten ist die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung dargestellt. Zur Angabe der Leistung für die Mauerwerksarbeiten wurde der Arbeitstag [d] als Zeiteinheit gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung und auf der Ordinate die Stundenleistung abgebildet. Die Bandbreite für die tägliche Leistung wurde hier mit 0 bis 700 m2/d gewählt; für das Hauptintervall beträgt die Schrittweite 50 und für das Hilfsintervall 25 m2/d. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Im Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit („AZ“) dargestellt. Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, nimmt der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden mit steigender Tagesleistung und zunehmender Stundenleistung zu. Ist z.B. die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden jeweils ein Schnittpunkt für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten. Eine Vertikale, von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet führt zu den entsprechenden Tagesleistungen, d.h. für die erzielbare Tagesleistung werden neun Größenordnun-

240


gen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Mauerwerksfläche des Bauwerks und Dauer für die Mauerwerksarbeiten wird im III. Quadranten präsentiert. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer. Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Mauerwerksfläche dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 20.000 m2; für das Hauptintervall wurde hier 1.000 und für das Hilfsintervall 200 m2 gewählt. Beginnend mit einer Dauer von 10 Tagen (die Gerade „DMWK=10“ steht beispielsweise für eine Dauer von 10 Arbeitstagen) erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 52,5 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 2,5 Tagen festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Anhand der vorgegebenen Mauerwerksfläche und der maximal zulässigen Dauer für die Rohbauarbeiten (z.B. Vorgabe aus dem Projektzeitplan) kann beispielsweise durch Anwendung des Diagramms grafisch die dazu erforderliche Mindest-Tagesleistung bestimmt werden. Für eine bestimmte Mauerwerksfläche und eine erforderliche Mindest-Tagesleistung ist es möglich, die entsprechende Dauer grafisch zu ermitteln. Der Zusammenhang zwischen der Größenordnung des Aufwandswertes, der Mauerwerksfläche und der Summe der Lohnstunden für das Bauwerk ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Abszisse im IV. Quadranten, ist mit jener im I. Quadranten deckungsgleich. Ebenso entspricht die Ordinate im IV. Quadranten jener im III. Quadranten. Die einzelnen Kurven verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme („MWKLStd“). Beginnend bei 1.000 Std, sind die Kurven in 1.000 Stunden Intervallen, bis zum Höchstwert von 14.000 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigenden Aufwandswerten ab.

5.5.1.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 5-7, Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird grafisch dargestellt und auch beschrieben.


241

Für das Beispiel „Mauerwerksarbeiten für einen Wohnbau“ gelten folgende Angaben: • • • • •

Fläche des Mauerwerks für das Bauwerk: 7.500 m2 untere Grenze für den mittleren Aufwandswert: 0,8 Std/m2 obere Grenze für den mittleren Aufwandswert: 1 Std/m2 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d Anzahl der Arbeitskräfte: 20

Für das Beispiel wird angenommen, dass der in der Ausführung tatsächlich erzielbare Aufwandswert zwischen 0,8 und 1 Std/m2 liegt. Deswegen wurde in den Angaben jeweils ein Aufwandswert für die obere und einer für die untere Grenze angegeben. Aufgabenstellung: Unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen sind die Mindest- und Maximaldauer der Mauerwerksarbeiten zu ermitteln. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die Lösung der Aufgabe wird im Diagramm in Abb. 5-8 grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel wurde angenommen, dass maximal 20 Arbeitskräfte für die Mauerwerksarbeiten eingesetzt werden können. In weiterer Folge ist in der Feinplanung (Ebene 4) zu prüfen, ob für 20 Arbeitskräfte genügend Arbeitsfläche zur Verfügung steht. Zur Ermittlung der kürzesten Dauer wird der niedrigere der beiden Aufwandswerte herangezogen. Als erster Schritt wird im I. Quadranten bei dem Ordinatenwert von 0,8 Std/m2 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve (Kurve mit der Bezeichnung „AK= 20“) für 20 Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate folgt daraus eine Stundenleistung von ca. 25 m2. Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich der Schnittpunkt mit der Geraden (Gerade mit der Bezeichnung „AZ = 8“) für eine Arbeitszeit von 8 Stunden. Von dort ausgehend wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch die Tagesleistung mit ca. 200 m2 bestimmt. Nach Verlängerung der Geraden (3) ergeben sich im III. Quadranten mehrere Schnittpunkte mit den Kurven für die Dauer der Rohbauarbeiten. Gleich-

242


zeitig wird im dritten Quadranten bei 7.500 m2 die Horizontale (4) nach links eingezeichnet, bis der Schnittpunkt mit der Geraden (3) folgt. Der Schnittpunkt liegt auf der Geraden „DMWK = 37,5 d“. Mit ca. 37,5 Arbeitstagen ist die Dauer der Mauerwerksarbeiten bestimmt. Zur Bestimmung der Summe der Lohnstunden für die Mauerwerksarbeiten wird im IV. Quadranten bei 7.500 m2 die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet. Es ergibt sich mit der Geraden (6) ein Schnittpunkt. Mit ca. 6.000 Std ist damit die Summe der Lohnstunden für die angeführten Randbedingungen bestimmt. Der höhere Aufwandswert wird zur Berechnung der Maximaldauer herangezogen. Bei 1 Std/m2 wird im I. Quadranten (I) eine Vertikale (7) nach oben gezogen. Vom Schnittpunkt (bei 20 AK) wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet. Auf der Ordinate folgt eine Stundenleistung von 20 m2. Aus der Verlängerung in den zweiten Quadranten folgt mit der Geraden für die tägliche Arbeitszeit von 8 Stunden ein Schnittpunkt. Ausgehend von diesem Punkt ergibt sich durch die Vertikale (9) auf der Abszisse die Tagesleistung mit ca. 160 m2.

Abb. 5-8 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksfläche – Anwendungsbeispiel

Die Gerade (9) wird in den III. Quadranten verlängert und es folgt daraus der Schnittpunkt mit der Geraden (4).


243

Der Schnittpunkt liegt zwischen „DMWK = 45 d“ und „DMWK = 47,5 d“. Mit ca. 47 Arbeitstagen ist die Dauer für die Mauerwerksarbeiten bestimmt. Zur Bestimmung der Summe der Lohnstunden wird im IV. Quadranten bei 1 Std/m2 die Vertikale (10) nach unten eingezeichnet, und es folgt der Schnittpunkt mit der Geraden (5). Der Schnittpunkt liegt zwischen den Kurven „MWKLStd = 7.000“ und „MWKLStd = 8.000“. Damit ist die Lohnstundensumme für das Bauwerk mit ca. 7.500 Std bestimmt. Mit Hilfe des Diagramms konnten die möglichen Lösungen einfach und anschaulich gefunden werden. Für das Beispiel wurde angenommen, dass sich der tatsächliche – später in der Ausführung erzielbare – Aufwandswert zwischen 0,8 und 1 Std/m2 bewegen wird. Anhand der Ergebnisse kann eine Aussage über die Bauzeit und in weiterer Folge auch über die Kosten getroffen werden. Der Planer kann z.B. für die Dauer den höheren Wert ansetzen und liegt damit auf der „sicheren Seite“ und kann in den weiteren Planungen mit einer realistischen Bauzeit rechnen.

5.5.2

Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksmenge

Als Produktionsmenge wird hier die Mauerwerkskubatur [m3] herangezogen. Anhand des Interaktionsdiagramms in Abb. 5-9 werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/m3], • Anzahl der Arbeitskräfte, • Stundenleistung [m3/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [m3/d], • Dauer der Mauerwerksarbeiten [d], • Mauerwerksmenge des Bauwerks [m3] und • Summe der Lohnstunden für das gesamte Bauwerk [Std] hergestellt. In Abb. 5-9 ist das Interaktionsdiagramm für die baubetrieblichen Zusammenhänge für Mauerwerksarbeiten, bezogen auf die Mauerwerkskubatur, dargestellt. Nachfolgend werden die Abszissen, Ordinaten, Geraden und Kurven in den einzelnen Quadranten beschrieben.

244


Auf der Abszisse im I. Quadranten in Abb. 5-9 sind die Aufwandswerte, hier von 2 bis 9 Std/m3, dargestellt. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 0,5 und jene für das Hilfsintervall 0,25 Std/m3. Auf der Ordinate ist die stündliche Leistung für die Mauerwerksarbeiten aufgetragen. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeichnet und mit der jeweiligen Anzahl der Arbeitskräfte ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmender Höhe der Aufwandswerte. Durch die Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte, von 2 bis 32 dargestellt (die Schrittweite beträgt 2 Arbeitskräfte). Die getroffene Einteilung kann je nach Erfordernis angepasst werden. Mit zunehmendem Aufwandswert verringert sich die Differenz zwischen den einzelnen Kurven. Für die Anwendung des Diagramms können im Zusammenhang mit den Aufwandswerten verschiedene Wege eingeschlagen werden. Die Höhe der Aufwandswerte kann z.B. im Vorhinein bestimmt werden und dann die zugehörige Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch aus den Diagrammen ermittelt werden. Alle quantifizierbaren Einflüsse auf die Größe der Aufwandswerte sind dabei zu berücksichtigen. Reserven können durch einen Zuschlag im Aufwandswert berücksichtigt werden. Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksmenge 10,000

9,000

9,000

8,000

8,000

7,000 6,000 AZ = 8 h/d AZ = 9 h/d AZ = 10 h/d AZ = 11 h/d AZ = 12 h/d AZ = 13 h/d AZ = 14 h/d AZ = 15 h/d AZ = 16 h/d

4,000 3,000 2,000

140

130

120

110

100

90 80 70 60 50 TäglicheLeistung Leistung[m³/d] [m³/d] Tägliche

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

40

30

20 20

10 10

III DMWK= 10,0 d DMWK= 15,0 d DMWK= 20,0 d DMWK= 25,0 d DMWK= 30,0 d DMWK= 35,0 d DMWK= 40,0 d DMWK= 45,0 d DMWK= 50,0 d

DMWK= 12,5 d DMWK= 17,5 d DMWK= 22,5 d DMWK= 27,5 d DMWK= 32,5 d DMWK= 37,5 d DMWK= 42,5 d DMWK= 47,5 d DMWK= 52,5 d

AK AK AK AK

=2 = 10 = 18 = 26

AK = 4 AK = 12 AK = 20 AK = 28

AK = 6 AK = 14 AK = 22 AK = 30

AK = 8 AK = 16 AK = 24 AK = 32

7,000 6,000

I

5,000 4,000 3,000 2,000

1,000

1,000

0,000

0,000 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 Größenordnung Größenordnungder derAufwandswerte Aufwandswerte[Std/m³] [Std/m³]

0 0 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800 3.000 3.200 3.400 3.600 3.800 4.000

Mauerwerksmenge [m³]

II

5,000

Stündliche Leistung Leistung [m³/h] [m³/h] Stündliche

10,000

2,00 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800 3.000 3.200 3.400 3.600 3.800 4.000

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

6,50

7,00

7,50

8,00

8,50

9,00

IV MWKLStd = 1.000 Std MWKLStd = 3.000 Std MWKLStd = 5.000 Std MWKLStd = 7.000 Std MWKLStd = 9.000 Std MWKLStd = 11.000 Std MWKLStd = 13.000 Std

MWKLStd = 2.000 Std MWKLStd = 4.000 Std MWKLStd = 6.000 Std MWKLStd = 8.000 Std MWKLStd = 10.000 Std MWKLStd = 12.000 Std MWKLStd = 14.000 Std

©HOFSTADLER

Abb. 5-9 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksmenge [m3]

Wenn die Anzahl der Arbeitskräfte und ein Aufwandswert die Eingangsparameter sind, wählt man dazu auf der Abszisse den entsprechenden Wert


245

und die zutreffende Kurve im Diagramm aus. Ausgehend vom Abszissenwert zeichnet man eine Vertikale nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt aus, zieht man eine Horizontale nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab. Die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung ist im II. Quadranten dargestellt. Zur Angabe der Leistung für die Mauerwerksarbeiten, wurde der Arbeitstag [d] als Zeiteinheit gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung und auf der Ordinate die Stundenleistung abgebildet. Die Bandbreite für die tägliche Leistung wurde hier von 0 bis 140 m3/d gewählt; für das Hauptintervall beträgt die Schrittweite 10 und für das Hilfsintervall 5 m3/d. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Für das Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit („AZ“) dargestellt. Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, nimmt der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden mit steigender Tagesleistung und mit zunehmender Stundenleistung zu. Ist beispielsweise die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale, von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, führt zu den entsprechenden Tagesleistungen, d.h. für die erzielbare Tagesleistung werden insgesamt neun Größenordnungen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Im III. Quadranten wird der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Mauerwerksmenge des Bauwerks und Dauer für die Mauerwerksarbeiten präsentiert. Die einzelnen Geraden im Diagramm, stehen jeweils für eine bestimmte Dauer. Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Mauerwerksmenge dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 4.000 m3; für das Hauptintervall wurden hier 200 und für das Hilfsintervall 50 m3 gewählt. Beginnend bei einer Dauer von 10 Tagen (die Gerade „DMWK = 10“ steht beispielsweise für die Dauer von 10 Arbeitstagen) erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 52,5 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 2,5 Tagen festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Beispielsweise kann anhand der vorgegebenen Mauerwerksmenge und der maximal zulässigen Dauer für die Rohbauarbeiten (z.B. Vorgabe aus dem Projektzeitplan) durch Anwendung des Diagramms grafisch die dazu erforderliche Mindest-Tagesleistung bestimmt werden. Für eine bestimmte

246


Mauerwerksmenge und eine erforderliche Mindest-Tagesleistung ist es möglich, die entsprechende Dauer grafisch zu ermitteln. Der Zusammenhang zwischen Aufwandswerten, Mauerwerksmenge und Summe der Lohnstunden ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Abszisse im IV. Quadranten ist mit jener im I. Quadranten deckungsgleich. Ebenso entspricht die Ordinate im IV. Quadranten jener im III. Quadranten. Die einzelnen Kurven verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme („MWKLStd“). Beginnend bei 1.000 Std sind die Kurven in 1.000 Stunden Intervallen bis zum Höchstwert von 14.000 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigendem Aufwandswert ab.

6

Bauablaufplanung im Baubetrieb – Feinplanung für Stahlbetonarbeiten

In diesem Kapitel steht die Feinplanung des Bauablaufs für Stahlbetonarbeiten im Zentrum der Betrachtungen. Zur Unterstützung der Planung des Fertigungsablaufs der Stahlbetonarbeiten wird das Interaktionsdiagramm zur Leistungsabstimmung (Ebene 3) vorgestellt. Anhand dieses Diagramms kann die Abstimmung der Vorgänge Schalen, Bewehren und Betonieren vorgenommen werden, um damit den gewünschten Arbeitsrhythmus für die Fertigungsabschnitte zu erzielen. Weiters werden für die gesamtheitliche Betrachtung der Schal- und Bewehrungsarbeiten eines Bauwerks die entsprechenden Interaktionsdiagramme (Ebene 3) dargestellt. Je nach Bauwerks- und Baustellenbedingungen ist der Arbeitsaufwand für die Schalarbeiten unterschiedlich. In der Literatur gibt es dazu eine Einteilung in vier Schwierigkeitsklassen. Diese Unterteilung wird in das Interaktionsdiagramm für die Schalarbeiten (Ebene 3) aufgenommen. Zur Ablaufplanung der Schalarbeiten und Bewehrungsarbeiten (Ebene 4) werden für die verschiedenen Bauteile entsprechende Interaktionsdiagramme vorgestellt. Für Stützen und Wände wird der baubetriebliche Einfluss der Steiggeschwindigkeit auf die Leistung bei den Betonarbeiten grafisch dargestellt (Ebene 4). Am Ende des Kapitels wird der Einfluss der Einarbeitung auf den Bauablauf anhand der Schalarbeiten behandelt, und es wird in „Schalungsphasen“ unterschieden. Die baubetriebliche Bedeutung dieser Differenzierung wird beschrieben und in Diagrammen abgebildet. Anhand von praktischen Beispielen wird die Anwendung der einzelnen Interaktionsdiagramme gezeigt. Diese Diagramme können nach Bedarf auch für die Grobplanung angewendet werden.

248

6 Bauablaufplanung im Baubetrieb – Feinplanung für Stahlbetonarbeiten

6.1

Feinplanung des Fertigungsablaufs für Stahlbetonarbeiten in Ebene 3

Wird in der Fertigungsablaufplanung für die Stahlbetonarbeiten ein bestimmter Betonierrhythmus (z.B. Wochentakt) als Ziel angesehen, sind die Arbeiten für Schalen, Bewehren und Betonieren darauf abzustimmen. Ist ein Wochenrhythmus geplant, sind die Arbeiten in der Weise abzustimmen, dass am Ende einer jeden Arbeitswoche das Betonieren eines Abschnittes abgeschlossen werden kann. Bei Wänden kann z.B. ein Tagesrhythmus oder – bei größeren Fertigungsabschnitten – ein 2-Tages-Rhythmus angestrebt werden. Im Brückenbau wird je nach Abschnittsgröße und eingesetztem Bauverfahren ein 1-Wochen- oder 2-Wochenrhythmus für das Betonieren angestrebt.

6.1.1

Grundlagen zur Fertigungsablaufplanung

Bei Fließfertigung wird das Schalen, Bewehren und Betonieren von jeweils eigenen Arbeitgruppen ausgeführt. In der reinen Taktfertigung führt dieselbe Arbeitsgruppe das Schalen, Bewehren und Betonieren aus. Deswegen herrschen bei der reinen Taktfertigung Ende-Anfangsbeziehungen zwischen den Ablaufabschnitten vor. Bei Fließfertigung hingegen sind Überlappungen zwischen den Vorgängen Schalen und Bewehren möglich und im Sinne einer kurzen Bauzeit auch erstrebenswert. Zur Fertigungsablaufplanung siehe auch Kapitel 2. Die Dauer DSTB, i, j [d] für die Herstellung eines Fertigungsabschnittes kann nach Glg.(6-1) berechnet werden. Von der Summe der Dauer für das Schalen DS, i, j [d], Bewehren DBW, i, j [d] und Betonieren DBT, i, j wird der Versatz A S, BW, i, j [d] (auch als A BW bezeichnet) abgezogen. D STB, i, j = D S, i, j + D BW, i, j + D BT, i, j – A S, BW, i, j

(6-1)

Zu beachten ist, dass bei den Schalarbeiten der Einarbeitungseffekt – vor allem in den ersten Fertigungsabschnitten – einen maßgeblichen Einfluss auf die Leistung, und damit auf die Dauer, hat. Zur Erzielung einer konstanten Leistung sind beispielsweise kapazitive oder zeitliche Anpassungen zielführend. Kann in einem vorangehenden Fertigungsabschnitt die Schalung ausgeschalt werden, erhöht sich der Schalaufwand um den Aufwandswert für das Ausschalen. Zum Einarbeitungseffekt und zu den verschiede-

6.1 Feinplanung des Fertigungsablaufs für Stahlbetonarbeiten in Ebene 3

249

nen Schalungsphasen siehe Abschnitt 6.7. Pufferzeiten können durch einen Zuschlag in Glg.(6-1) berücksichtigt werden.

6.1.2

Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung der Stahlbetonarbeiten1)

Im Folgenden wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem baubetriebliche Zusammenhänge für die Fertigungsablaufplanung der Stahlbetonarbeiten dargestellt sind. Nach der Beschreibung des Diagramms wird die Anwendung anhand eines Beispiels vertieft. Das Interaktionsdiagramm ist das Ergebnis aus einer Vielzahl von Berechnungen. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Konstellationen wurden dabei einzelne Parameter variiert. Die Ergebnisse dieser Variationen sind als Kurven dargestellt. Je nach Größenordnung der projektspezifischen Eingangsgrößen – wie z.B. der Leistungswert für die Schalarbeiten oder die Dauer für die Bewehrungsarbeiten – sind die zutreffenden Kurven bzw. Ordinaten- und Abszissenwerte im Diagramm zu wählen. Die anschauliche Darstellung ermöglicht sowohl für die Grobplanung als auch in weiterer Folge für die Feinplanung der Bauausführung einen raschen Zugriff auf wesentliche Informationen. Anhand des Interaktionsdiagramms in Abb. 6-1 werden die Beziehungen zwischen • Schalfläche eines Fertigungsabschnittes [m2], • Dauer der Schalarbeiten [d], • Leistungswert für die Schalarbeiten [m2/d], • Dauer der Schalarbeiten (abzüglich Versatz) [d], • Höhe des Versatzes zwischen den Vorgängen Schalen und Bewehren [d], • Dauer für das Bewehren [d], • Dauer für das Schalen (inklusive Bewehren) [d], • Bewehrungsmenge des Fertigungsabschnittes [to] und • Leistungswert für die Bewehrungsarbeiten [to/d] hergestellt.

1)

vgl. Hofstadler (2005). Anwendung von Interaktionsdiagrammen im Baubetrieb – Leistungsabstimmung bei Stahlbetonarbeiten. 89ff

250


6.1.2.1


Im I. Quadranten des Interaktionsdiagramms in Abb. 6-1 wird der Zusammenhang zwischen Schalfläche des Fertigungsabschnittes, Dauer und Leistungswert für die Schalarbeiten dargestellt. Auf der Abszisse ist die Schalfläche von 0 bis 700 m2 aufgetragen; die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 50 und jene für das Hilfsintervall 25 m2. Für die Dauer der Schalarbeiten eines Abschnitts sind auf der Ordinate Werte von 0 bis 5 d aufgetragen. Als Hilfsintervall wurden 0,5 und als Hauptintervall 0,1 d gewählt. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für einen bestimmten Leistungswert für die Schalarbeiten. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „LS,i“ bezeichnet, die Bandbreite der Zahlenangaben reicht von 100 bis 320 m2/d. Die Schrittweite beträgt 20 m2/d.

Abb. 6-1 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Fertigungsablaufplanung

Der Zusammenhang zwischen der Dauer (abzüglich Versatz), Dauer der Schalarbeiten und dem Versatz zwischen Schalen und Bewehren ist im II. Quadranten dargestellt. Auf der Abszisse ist dabei die Dauer (abzüglich Versatz) von 0,25 bis 3,75 d aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 0,25 und jene für das Hilfsintervall 0,125. Die einzelnen Geraden stehen jeweils als Maß für den Versatz zwischen Schalen und Bewehren. Im Diagramm sind die Geraden mit „AS,BW“ bezeichnet und das Spektrum für die Zahlenangaben reicht von 0 bis 2,75 d (die Schrittweite ist 0,25).


251

Im III. Quadranten ist die Beziehung zwischen Dauer, abzüglich Versatz, Dauer für das Bewehren und Dauer für das Schalen, inklusive Bewehren, dargestellt. Zwischen dem II. und III. Quadranten sind die Abszissen gleich. Die Bandbreite der Dauer für die Rohbauarbeiten auf der Ordinate reicht von 0 bis 8 d. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 0,5 und jene für das Hilfsintervall 0,1 d. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer für das Schalen inklusive Bewehren. Beginnend bei 3 (die Gerade „DS+BW = 5 d“ steht beispielsweise für 5 d) erstrecken sich die Geraden bis zu 7,25 d. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 0,25 festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Wenn beispielsweise die maximale Dauer für das Schalen, inklusive Bewehren, vorgegeben ist, wird die entsprechende Gerade im III. Quadranten ausgewählt und dazu die maximale Dauer für das Bewehren bzw. Schalen, abzüglich des Versatzes, bestimmt. In weiterer Folge kann im I. Quadranten auf den dafür notwendigen Leistungswert für die Schalarbeiten bzw. im IV. Quadranten auf den notwendigen Leistungswert für die Bewehrungsarbeiten geschlossen werden. Die Beziehung zwischen Bewehrungsmenge des Fertigungsabschnitts, Dauer der Bewehrungsarbeiten und Leistungswert ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Abszissen zwischen I. und IV. Quadranten sind verschieden. Deckungsgleich sind die Ordinaten zwischen dem III. und IV. Quadranten. Die Bandbereite für die Bewehrungsmenge reicht auf der Abszisse von 0 bis 14 to. Die Schrittweite beträgt dabei für das Hauptintervall 1 und für das Hilfsinterfall 0,5 to. Jede der Geraden im Quadranten steht jeweils für einen bestimmten Leistungswert für das Bewehren. Für Werte von 1 bis 6,25 to/d sind die einzelnen Geraden dargestellt. Die Schrittweite zwischen den Geraden beträgt 0,25 to/d.

6.1.2.2


Nachfolgend wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Fertigungsablaufplanung der Stahlbetonarbeiten für eine Flachdecke gezeigt. Mittels Nutzung des Diagramms in Abb. 6-1 sind unter Berücksichtigung der angeführten Vorgaben Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird dazu grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • gesamte Schalfläche der Geschossdecke: ca. 2.000 m2 • Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschossdecke: 4 • Versatz zwischen Schalen und Bewehren: 1 d

252

• • • •


Bewehrungsgrad: 80 kg/m3 Deckendicke: 25 cm geplanter Betoniertag: Freitag Dauer für das Schalen (inklusive Bewehren): 4 d

Aufgabenstellung: Für die Herstellung eines jeden Fertigungsabschnitts der Flachdecken eines Verwaltungsgebäudes ist ein Wochenrhythmus geplant. Die Arbeiten für das Schalen und Bewehren sollen innerhalb von 4 d abgeschlossen sein. Am fünften Tag (dies ist in der Regel der Freitag) soll das Betonieren erfolgen. Gesucht sind die erforderlichen Leistungswerte für das Schalen und Bewehren, um den geplanten Wochenrhythmus einhalten zu können. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Zur Lösung der Aufgabe wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 6-1 verwendet. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm in Abb. 6-2 grafisch dargestellt. Mit 4 Fertigungsabschnitten ergibt sich je Abschnitt eine Schalfläche von 500 m2. Für die Bewehrung ergibt sich mit der Deckendicke, der Deckenfläche des Fertigungsabschnitts und dem Bewehrungsgrad eine Bewehrungsmenge von 10 to. Der Betonierbeginn ist nach 4 Arbeitstagen geplant. Im III. Quadranten wird dazu die Gerade „DS+BW = 4 d“ ausgewählt. Jeder Punkt auf der Geraden würde die Anforderung theoretisch erfüllen, dass das Betonieren nach 4 d beginnen kann. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Dauer für das Schalen und jene für das Bewehren in der Ausführungspraxis in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen. Der Punkt auf der Geraden wird für das erste so gewählt, dass sich für das Bewehren und für die Dauer, abzüglich Versatz, jeweils 2 d ergeben. Die dazugehörigen Geraden (1) und (2) werden in den III. Quadranten entsprechend eingezeichnet. Für einen geplanten Versatz von 2 d wird im II. Quadranten die zutreffende Gerade „AS,BW = 1 d“ ausgewählt und die Gerade (1) verlängert, bis der Schnittpunkt folgt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (3) nach rechts eingezeichnet, bis auf der Abszisse der Wert für die Dauer der Schalarbeiten abgelesen werden kann. Die Schalarbeiten dürfen demnach 3 d dauern. Zur Bestimmung der erforderlichen Leistung, um die Schalarbeiten in 3 d abschließen zu können, wird die Gerade (3) in den I. Quadranten verlängert. Bei 500 m2 wird die Vertikale (4) nach oben eingezeichnet und mit (3) geschnitten. Der gesuchte Wert für die Leistung liegt zwischen den Geraden


253

„LS,i = 160 m2/d“ und „LS,i = 180 m2/d“. Durch grafisches Interpolieren ermittelt sich der gesuchte Leistungswert mit ca. 167 m2/d. Der Leistungswert für die Bewehrungsarbeiten wird im IV. Quadranten ermittelt. Es wird dazu bei der Bewehrungsmenge von 4 to auf der Abszisse die Vertikale (5) nach unten gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Verlängerung der Horizontalen (2) aus dem III. Quadranten ergibt. Der damit bestimmte Wert liegt auf der Geraden „LBW,i = 5 to/d“. Der Leistungswert für die Bewehrungsarbeiten ist somit mit 5 to/d bestimmt.

Abb. 6-2 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Fertigungsablaufplanung für die Stahlbetonarbeiten: Anwendungsbeispiel

In weiterer Folge ist zu überprüfen, ob die zuvor ermittelten Leistungswerte überhaupt erzielt werden können. Die Verifizierungen können z.B. anhand der in Abschnitt 6.3.4 (Schalarbeiten) und Abschnitt 6.5.4 (Bewehrungsarbeiten) präsentierten Interaktionsdiagramme durchgeführt werden. Im Hinblick auf die Schalarbeiten wären beispielsweise, bei einer täglichen Arbeitszeit von 8 h und einem Aufwandswert von 0,3 Std/m2 ca. 6,5 Arbeitskräfte für das Einschalen notwendig. Für die Bewehrungsarbeiten wären, bei 8 h täglicher Arbeitszeit und dem Aufwandswert von 15 Std/to ca. 9,5 AK erforderlich. Zu Beginn der Bewehrungsarbeiten wären im betrachteten Fertigungsabschnitt ca. 15 Arbeitskräfte eingesetzt. Durchschnittlich würden jeder Arbeitskraft ca. 30 m2 Arbeitsfläche zur Verfügung stehen. Diese Arbeitsfläche kann als ausreichend betrachtet werden

254


(siehe dazu auch in Kapitel 2.5.7). Zur Planung des Fertigungsablaufs ist es wichtig, die Größe der tatsächlich zur Verfügung stehenden Arbeitsfläche zu überprüfen. Die Arbeitsfläche bildet meist die obere Schranke für die maximale Anzahl der einsetzbaren Arbeitskräfte.

6.1.2.3


In weiterer Folge wird untersucht, wie sich eine Reduktion des Versatzes zwischen Schalen und Bewehren von 1 d auf 0,5 d baubetrieblich auswirkt. Dazu wird im II. Quadranten die entsprechende Gerade „AS,BW = 0,5 d“ ausgewählt und mit der Verlängerung der Vertikalen (1) geschnitten. Ausgehend von diesem Punkt wird die Horizontale (6) nach rechts eingezeichnet. Auf der Ordinate folgt der geänderte Wert für die maximale Dauer der Schalarbeiten. Die Schalarbeiten dürfen demnach nur mehr 2,5 d in Anspruch nehmen (Annahme: die Dauer der Bewehrungsarbeiten bleibt unverändert). Zur Ermittlung des geänderten Leistungswertes wird die Horizontale (6) in den I. Quadranten hinein verlängert und mit der Geraden (4) geschnitten. Der gesuchte Wert liegt auf der Geraden „LS,i = 200 m2/d. Mit dem geänderten Leistungswert von 200 m2/d wären die Schalarbeiten nach ca. 2,5 d abgeschlossen. Durch eine Reduktion des Versatzes in der Anordnungsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren um 0,5 d wäre eine um ca. 20 % höhere Schalungsleistung – bei sonst unveränderten Randbedingungen – notwendig, um den Wochenrhythmus einhalten zu können. Wenn der erzielbare Leistungswert für die Schalarbeiten begrenzt ist (z.B. durch ein vorgegebenes Schalungssystem), sind die Bewehrungsarbeiten auf diese Engpassleistung abzustimmen, damit der gewünschte Betonierrhythmus dennoch erzielt (bzw. in weiterer Folge auch aufrechterhalten) werden kann.

6.2

Feinplanung der Schalarbeiten in Ebene 3

Im Hinblick auf die Stahlbetonarbeiten haben die Schalarbeiten, mit Schalungsgraden zwischen 3 und 6, die größte Bedeutung hinsichtlich Kosten und Zeit für das gesamte Bauwerk. Bei den Stahlbetonarbeiten wird der

6.2 Feinplanung der Schalarbeiten in Ebene 3

255

größte Kostenanteil2) 3) in der Regel von den Schalarbeiten verursacht. Der Anteil beträgt dabei durchschnittlich 50 % und variiert mit dem Schalungsgrad und dem Arbeitsaufwand. Die Schalarbeiten prägen auch den Bauablauf auf der Baustelle. Sie liegen in der Regel am kritischen Weg und sind damit maßgebend für die gesamte Baudauer. Von der Dauer der Schalarbeiten hängt der früheste Beginn der darauf folgenden Arbeiten, wie z.B. Bewehren und Betonieren, ab. Zur Ermittlung der Dauer der Schalarbeiten sind zu Beginn die Leistung (z.B. m2 eingeschalte Fläche je Arbeitstag) und die entsprechende Schalfläche zu ermitteln bzw. über den Schalungsgrad abzuschätzen. Bisher erfolgte dies in der Regel anhand von in der Praxis bekannten Berechnungsformeln, in die die projektspezifischen eingesetzt werden. Das hier vorgestellte Interaktionsdiagramm kann von der Angebotsbearbeitung bis zum Abschluss der Baustelle verwendet werden. In der Arbeitsvorbereitung dient das Interaktionsdiagramm beispielsweise als Hilfe zur Fertigungsablaufplanung oder beim Vergleich zweier Schalungssysteme. In der Bauausführung stellt das Interaktionsdiagramm eine wertvolle Unterstützung der Bauleitung dar (z.B. zur Leistungskontrolle oder zur Planung von Forcierungsmaßnahmen für das gesamte Bauwerk). Für die Bauaufsicht dienen die Diagramme als hilfreiches Instrument zur Kontrolle des Arbeitsfortschrittes. Anhand dieser Diagramme können eventuelle Verzögerungen grafisch rasch aufgezeigt werden. Bei der Bearbeitung von Nachträgen kann das Interaktionsdiagramm (und natürlich auch die anderen Diagramme im Buch) als wesentliche und anschauliche Unterstützung in der Argumentation zur Durchsetzung, bzw. zur Abwehr, von Forderungen eingesetzt werden. Das Bau-Ist kann dem BauSoll im nachfolgend gezeigten Interaktionsdiagramm grafisch gegenübergestellt werden.

6.2.1

Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten4)

Das Interaktionsdiagramm ist das Ergebnis einer Vielzahl von Berechnungen. Zur Berücksichtigung unterschiedlicher Verhältnisse wurden dabei 2) 3) 4)

vgl. Hofstadler (2003). Der Anteil der Schalarbeiten an den Kosten für die Stahlbetonarbeiten in Österreich. 19ff vgl. Hofstadler. (2003). Einsparpotenzial bei Stahlbetonarbeiten. 52ff vgl. Hofstadler in Hoffmann/Fricke/Franz/Motzko (Hrsg.)(2004). Interaktionsdiagramme für Schalarbeiten (Aufwandswertbestimmung) – Baubetriebliche Anwendung in der Grob- und Feinplanung. C3-1ff

256


einzelne Parameter variiert. Die Ergebnisse dieser Variationen sind als Kurven aufgetragen. Je nach Größenordnung der projektspezifischen Eingangsgrößen, wie z.B. Aufwandswert oder tägliche Arbeitszeit, sind die zutreffenden Kurven bzw. Ordinaten- und Abszissenwerte im Diagramm zu wählen. Die anschauliche Darstellung ermöglicht für die Arbeitsvorbereitung und die Bauausführung einen raschen Zugriff auf wesentliche Informationen für die Bauablaufplanung. Neben der Anschaulichkeit ist die Sensitivität von Leistungswerten – aufgrund der Veränderung von Parametern (wie z.B. Anzahl der Arbeitskräfte, Aufwandswert oder tägliche Arbeitzeit) – grafisch feststellbar. Kommt es in der Ausführungsphase zu Verzögerungen (Störungen), sind Forcierungsmaßnahmen erforderlich um einen unveränderlich bleibenden Endtermin gewährleisten zu können. Zur Gegensteuerung ist eine Erhöhung der Leistung notwendig. Die Größenordnung der Leistungssteigerung ergibt sich aus der verbleibenden Schalfläche und der noch zur Verfügung stehenden Bauzeit. Die erforderliche Leistungssteigerung kann auf verschiedene Art und Weise erzielt werden. Anhand des dargestellten Interaktionsdiagramms können die verschiedenen Möglichkeiten der Leistungssteigerung grafisch dargestellt werden. Zur Leistungssteigerung trägt beispielsweise die Erhöhung der Anzahl der Arbeitskräfte oder eine Anhebung der täglichen Arbeitszeit bei. Je nach Erfordernis können eine oder mehrere Möglichkeiten gleichzeitig in Betracht gezogen werden. Anhand dieses Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/m2], • Anzahl an Arbeitskräften, • Stundenleistung [m2/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [m2/d], • Vorgangsdauer [d], • Schalfläche des gesamten Bauwerks [m2] und • Summe der Lohnstunden für die Schalarbeiten [Std] hergestellt.


257

Bei der – aus dem Diagramm ermittelten – Dauer sind Pufferzeiten mittels Zuschlägen zu berücksichtigen.

6.2.1.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 6-3 wird aus vier Quadranten gebildet. Die Achsen und Kurven der Diagramme in den einzelnen Quadranten werden nachfolgend beschrieben. Im ersten Quadranten (I) des Diagramms sind auf der Abszisse die Aufwandswerte und auf der Ordinate die Schalungsleistung aufgetragen. Auf der Abszisse reichen die Aufwandswerte von 0,60 bis 3,4 Std/m2; für das Hauptintervall wurde hier 0,20 und für das Hilfsintervall 0,10 Std/m2 gewählt. Die Skala auf der Ordinate reicht von 0 bis 50 m2/h (das Hauptintervall ist 5 und das Hilfsintervall ist 1 m2/h). Als Zeiteinheit zur Angabe der Schalungsleistung wurde die Zeitstunde [h] gewählt. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine ausgewählte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeichnet und mit der Zahl der Arbeitskräfte ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmenden Aufwandswerten. Durch die Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte von 6 bis 36 dargestellt (die Schrittweite ist 2). Die getroffene Einteilung kann beliebig geändert und erweitert werden. Mit zunehmendem Aufwandswert verringert sich die Differenz zwischen den einzelnen Kurven. Im II. Quadranten ist die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung dargestellt. Zur Angabe der Schalungsleistung wurde der Arbeitstag [d] als Zeiteinheit gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung (die Bandbreite wurde hier mit 0 bis 350 m2/d gewählt) und auf der Ordinate die Stundenleistung abgebildet. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Im Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit abgebildet (die Gerade „AZ = 12“ steht beispielsweise für eine Tagesarbeitszeit von 12 Stunden). Eine andere Einteilung, bzw. eine Erweiterung des Diagramms, ist beliebig möglich. Wie aus dem Diagramm in Abb. 6-3 ersichtlich ist, nimmt der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden mit steigender Tagesleistung und zunehmender Stundenleistung zu. Leistungsabminderungen (z.B. mittels der Leistungskurve nach Winter) aufgrund von Ermüdungseffekten – bedingt etwa durch längere Arbeitszeiten – sind in den einzelnen Geraden nicht berücksichtigt. Der Ansatz nach Winter kann in den Geraden im Diagramm leicht eingearbeitet werden (die entsprechenden Diagramme sind hier nicht dargestellt). Eine andere Möglichkeit wäre, die Ermüdungsauswirkungen schon in die Aufwandswerte

258


einzurechnen. Bereits im Aufwandswert wird dadurch der Leistungsabfall mittels Zuschlag, in Abhängigkeit von der Größenordnung der Tagesarbeitszeit, entsprechend berücksichtigt. Im III. Quadranten wird der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Schalfläche und Dauer der Schalarbeiten hergestellt. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer („DS = 35“ bedeutet beispielsweise eine Dauer von 35 Arbeitstagen). Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Schalfläche dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 15.000 m2. Beginnend mit einer Dauer von 20 Tagen, erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 75 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 5 Tagen festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Interaktionsdiagramm für für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Bauwerke Interaktionsdiagramm Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten 50,000

50,000

45,000

45,000

40,000

40,000

35,000 30,000

II

25,000 20,000 15,000 10,000

350

325

300

275

250

225 200 175 150 125 Tägliche Tägliche Leistung Leistung [m²/d] [m²/d]

100

75

50

25

0

350

325

300

275

250

225

100

75

50

25

0

200

175

150

125

Stündliche Leistung Leistung [m²/h] [m²/h] Stündliche


10,000

1.000

2.000

2.000

3.000

3.000

8.000 9.000 10.000 11.000 12.000

1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40

Größenordnung Größenordnung der der Aufwandswerte Aufwandswerte [Std/m²] [Std/m²] 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 0

Schalfläche des Bauwerks [m²]

III

I

15,000

1.000

7.000

= 12 = 20 = 28 = 36

20,000

0,000 0,60 0,80 1,00 1,20

6.000

AK AK AK AK

25,000

5,000

0

DS = 20 d DS = 25 d DS = 30 d DS = 35 d DS = 40 d DS = 45 d DS = 50 d DS = 55 d DS = 60 d DS = 65 d DS = 70 d DS = 75 d

AK = 10 AK = 18 AK = 26 AK = 34

30,000

0,000

5.000

AK = 8 AK = 16 AK = 24 AK = 32

35,000

5,000

4.000

AK = 6 AK = 14 AK = 22 AK = 30

4.000 5.000 6.000

IV

7.000 8.000 9.000 10.000 11.000 12.000

13.000

13.000

14.000

14.000

15.000

15.000

SLStd = 1.250 Std SLStd = 3.750 Std SLStd = 6.250 Std SLStd = 8.750 Std SLStd = 11.250 Std SLStd = 13.750 Std SLStd = 16.250 Std

SLStd = 2.500 Std SLStd = 5.000 Std SLStd = 7.500 Std SLStd = 10.000 Std SLStd = 12.500 Std SLStd = 15.000 Std SLStd = 17.500 Std

©HOFSTADLER

Abb. 6-3 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Bauwerke

Der Zusammenhang zwischen Größenordnung des Aufwandswerts, Schalfläche und Summe der Lohnstunden ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Abszisse entspricht jener im I. Quadranten und die Ordinate jener im III. Quadranten. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme („SLStd“). Beginnend bei 1.250 Std sind die Kurven in Intervallen von 1.250 Stunden bis zum Höchstwert von 17.500 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigendem Aufwandswert ab.


259

Für Abszissen- bzw. Ordinatenwerte und Angaben, die außerhalb der im Interaktionsdiagramm dargestellten Bandbreiten liegen, sind die entsprechend angepassten (hier nicht abgebildeten) Diagramme zu verwenden. Liegen Schnittpunkte im Diagramm zwischen den einzelnen Geraden und Kurven, sind die entsprechenden Werte grafisch zu interpolieren. Die Anwendung des Diagramms kann individuell von jedem der Quadranten ausgehend gestartet werden. Die anhand des Interaktionsdiagramms ermittelten Werte stellen Durchschnittswerte für das gesamte Bauwerk dar. Je nach Bauwerksteil schwanken diese Werte um den Durchschnittswert. Eine weitergehende detaillierte Betrachtung der Schalarbeiten für die verschiedenen Bauteile eines Bauwerks erfolgt in der Feinplanung in Ebene 4.

6.2.1.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 6-3 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel sollen hier folgende Angaben gelten: • • • • •

Stahlbetonmenge des Bauwerks: 3.500 m3 Schalungsgrad des Bauwerks: 3 m2/m3 durchschnittliche Anzahl an Arbeitskräften für die Schalarbeiten: 30 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d durchschnittlicher Aufwandswert für die Schalarbeiten: 1,2 Std/m2

Aufgabenstellung: Gesucht sind die Dauer, die Schalungsleistung und Summe der Lohnstunden für die Schalarbeiten des Bauwerks. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die Vorgangsweise zur grafischen Lösung ist in Abb. 6-4 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Mit der Stahlbetonmenge und dem Schalungsgrad ergibt sich die zu schalende Fläche mit 10.500 m2. Bei einem Aufwandswert von 1,2 Std/m2 wird im ersten Quadranten von der Abszisse ausgehend die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für die Anzahl von 30 Arbeitskräften wird die entsprechende Gerade („AK = 30“) ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale

260


(2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit ca. 25 m2/h ist der Wert für die stündliche Leistung bestimmt. Die Horizontale (2) wird in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für eine tägliche Arbeitszeit von 8 h (im Diagramm als „AZ = 8“ bezeichnet) geschnitten. Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet, bis der Wert für die tägliche Leistung auf der Ordinate bestimmt ist. Dieser beträgt ca. 200 m2/d. Zur Bestimmung der Dauer der Schalarbeiten wird die entsprechende Schalfläche auf der Ordinate im III. Quadranten ausgewählt. Bei 10.500 m2 wird die Horizontale (4) nach links eingezeichnet und mit der Verlängerung der Geraden (3) zum Schnitt gebracht. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DS = 50 d“ und „DS = 55 d“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Dauer mit ca. 53 d bestimmen.

Abb. 6-4 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für ein Bauwerk – Anwendungsbeispiel

Zur Ermittlung der Summe der Lohnstunden wird im IV. Quadranten bei 10.500 m2 die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet. Auf der Abszisse wird bei 1,2 Std/m2 die Vertikale (6) nach unten gezeichnet und mit (5) geschnitten. Der erzielte Punkt liegt auf der Kurve „SLStd = 12.500 Std“. Mit ca. 12.500 Std somit ist die Anzahl der Lohnstunden bestimmt.


6.2.1.3

261


Es wird untersucht, wie sich die Werte für Dauer, Einschalleistung und Lohnstunden nach Erhöhung des Aufwandswertes auf 1,4 Std/m2 ändern. Alle anderen Parameter werden dabei konstant gehalten. Im ersten Quadranten wird bei 1,4 Std/m2 die Vertikale (7) nach oben aufgetragen, bis der Schnittpunkt mit der Kurve für 30 Arbeitskräfte folgt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet, bis diese auf die Ordinate trifft. Auf der Ordinate lässt sich der Wert für die stündliche Leistung mit 21,5 m2/h ablesen. Die stündliche Leistung hat sich um ca. 3,5 m2/h reduziert. Zur Ermittlung der täglichen Leistung wird die Gerade (8) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden, die für eine tägliche Arbeitszeit von 8 h steht, zum Schnitt gebracht. Ausgehend von diesem Punkt wird die Vertikale (9) nach unten abgetragen. Auf der Abszisse folgt der Wert für die tägliche Leistung mit ca. 172 m2/d. Durch Verlängerung der Vertikalen (9) in den III. Quadranten ergibt sich mit der Geraden (4) der Schnittpunkt, der zwischen der Geraden „DS = 60 d“ und „DS = 65 d“ liegt. Die Dauer für die Schalarbeiten lässt sich durch Interpolation mit ca. 61 d bestimmen. Aufgrund der Erhöhung des Aufwandswertes auf 1,4 Std/m2 hat sich die Dauer um ca. 8 d auf 61 d erhöht. Zur Ermittlung der geänderten Anzahl der Lohnstunden wird im vierten Quadranten bei 1,4 Std/m2 die Vertikale (10) nach unten eingezeichnet, bis sich mit der Verlängerung der Geraden (5) der Schnittpunkt ergibt. Der Punkt liegt zwischen den Kurven „SLStd = 13.750 Std“ und „SLStd = 15.000 Std“. Durch Interpolation lässt sich die Anzahl der Lohnstunden mit ca. 14.700 Std bestimmen. Der Anstieg der Lohnstunden beträgt somit ca. 18 %.

6.2.2

Kategorien für den Arbeitsaufwand der Schalarbeiten für verschiedene Bauwerkstypen5)

Im Zuge der Betrachtung der gesamten Schalarbeiten für ein Bauwerk benötigt man erste Anhaltspunkte für den Arbeitsaufwand. Hoffmann6) teilt 5) 6)

vgl. Hofstadler (2005). Schwierigkeitsgrad von Schalarbeiten – Darstellung der Auswirkungen im IAD. 33-37 Hoffmann (1997). Aufwand und Kosten zeitgemäßer Schalverfahren, ztv-ZeittechnikVerlag GmbH, 29

262


dazu Bauwerke hinsichtlich des Arbeitsaufwands für die Schalarbeiten in vier Kategorien ein. Er führt zu jeder Kategorie eine Bandbreite für die Aufwandswerte an und betont, dass diese Werte grobe Richtwerte darstellen und bei Bedarf entsprechend anzupassen sind. Für jede Kategorie wird im Folgenden kurz beschrieben, für welche Bauten die angeführten Aufwandswerte gelten. Bei Bauwerken wird nach Hoffmann in folgende vier Kategorien unterschieden: • • • •

Kategorie 1: „Bauten mit geringem Aufwand“ Kategorie 2: „Bauten mit normalem Aufwand“ Kategorie 3: „Bauten mit hohem Aufwand“ Kategorie 4: „Bauten mit außergewöhnlich hohem Aufwand“

Zur Kategorie 1 zählen: Wohn- und Hochbauten (Schottenbau) mit • • • •

geometrisch klaren Formen gleich bleibenden Geschosshöhen ≤ 3, 25m gleich bleibenden Betonquerschnitten gleich bleibenden Großflächen- bzw. Raumschalungselementen

Zur Kategorie 2 zählen: a) Hochbauten mit gehobenen Ansprüchen mit • geringen veränderlichen Geschosshöhen • gering veränderlichen Betonquerschnitten b) lang gestreckte, querschnittsgleiche • U-Bahn- und Unterführungsbauten • Stützmauern • einfache Industriebauten Zur Kategorie 3 zählen: • aufwändigere U-Bahn- und Unterführungsbauten • Brückenbauwerke • Industrie- und Skelettbauten mit z.T. unterschiedlichen Geschosshöhen und wechselnden Querschnitten der Konstruktion


263

Zur Kategorie 4 zählen: • Sonderbauten und Rundbehälter • Faulbehälter • Wetterkanäle, Lüfter u.a. mit meist hohem Anteil an Traggerüsten

6.2.2.1


Die Bandbreiten der Aufwandswerte der vier Kategorien werden in das Interaktionsdiagramm in Abb. 6-3 einbezogen. Das Interaktionsdiagramm mit den Kategorien ist in Abb. 6-5 dargestellt. Im I. Quadranten reicht die Bandbreite der Aufwandswerte für die 1. Kategorie von 0,75 bis 1,15 Std/m2. Die Richtwerte der Kategorie 2 gehen von 1,2 bis 1,6 Std/m2, für die 3. Kategorie gehen die Werte von 1,3 bis 2,2 Std/m2. In der 4. Kategorie erstrecken sich die Aufwandswerte von 2 bis 3 Std/m2. Zwischen Kategorie 2 und 3 und zwischen Kategorie 3 und 4 gibt es jeweils einen Überschneidungsbereich in den Aufwandswerten.

Abb. 6-5 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Bauwerke – Bauwerkskategorien

Für bauausführende Unternehmen ist zu empfehlen, bereits abgeschlossene Bauwerke hinsichtlich des Arbeitsaufwands in Kategorien einzuteilen. Durch eine systematische Beschreibung, ergänzt mit Plänen zur Grund- und

264


Aufrissgestaltung, ist somit eine Kategorisierung für neue Projekte leichter durchführbar.

6.2.2.2

Baubetrieblicher Vergleich anhand der vier Bauwerkskategorien

Zur Verdeutlichung des Einflusses der Größenordnung der Aufwandswerte der Schalarbeiten auf den Baubetrieb wird ein fiktiver Vergleich durchgeführt. Für das Beispiel wird angenommen, dass die Grund- und Aufrissgestaltung in der Weise geändert wird, dass sich bei gleich bleibender Schalfläche, jeweils der Schwierigkeitsgrad des Bauwerks ändert. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • Schalfläche des gesamten Bauwerks: 7.000 m2 • Aufwandswert für die Schalarbeiten: der jeweilige Mittelwert der betrachteten Kategorie • tägliche Arbeitszeit: 8 h/d • Anzahl der Arbeitskräfte: 30 Aufgabenstellung: Gesucht sind Dauer, Leistungswerte und Summe der Lohnstunden für ein Bauwerk der entsprechenden Bauwerkskategorie. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die Vorgangsweise zur grafischen Lösung ist in Abb. 6-6 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Bauwerk nach Kategorie 1 Der Mittelwert im I. Quadranten liegt für die 1. Kategorie bei 0,95 Std/m2. Ausgehend von diesem Wert wird die Vertikale (1) nach oben gezogen, bis diese die Gerade mit der entsprechenden Anzahl an Arbeitskräften schneidet. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links eingezeichnet, bis auf der Ordinate der Wert für die stündliche Leistung folgt. Mit ca. 31,5 m2/h ist der Wert für die stündliche Leistung bestimmt. Zur Ermittlung der täglichen Leistung wird die Horizontale (2) in den II. Quadranten verlängert, bis diese auf die Gerade für die Arbeitszeit von 8 h trifft. Von diesem Punkt wird die Vertikale (3) nach unten abgetragen, bis auf der Abszisse der Wert für die tägliche Leistung mit ca. 253 m2/d folgt.


265

Zur Ermittlung der Dauer der Schalarbeiten wird die entsprechende Schalfläche auf der Ordinate im III. Quadranten ausgewählt. Bei 7.000 m2 wird die Horizontale (4) nach links eingezeichnet und mit der Verlängerung der Geraden (3) zum Schnitt gebracht. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DS = 25 d“ und „DS = 30 d“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Dauer mit ca. 28 d bestimmen. Im vierten Quadranten wird zur Ermittlung der Anzahl der Lohnstunden die Horizontale (5) bei 7.000 m2 nach rechts eingezeichnet. Auf der Abszisse wird beim entsprechenden Aufwandswert die Vertikale (6) nach unten gezeichnet und mit (5) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Kurven „SLStd = 6.250 Std“ und „SLStd = 7.500 Std“. Mit ca. 6.600 Std ist somit die Anzahl der Lohnstunden durch grafisches Interpolieren ermittelt. Bauwerk nach Kategorie 2 Für ein Bauwerk nach Kategorie 2 beträgt der mittlere Aufwandswert 1,4 Std/m2. Von diesem Wert wird die Vertikale nach oben eingezeichnet, bis sie die Kurve für die Anzahl an Arbeitskräften schneidet. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale nach links eingezeichnet und auf der Ordinate ergibt sich die stündliche Leistung mit ca. 21,5 m2/h. Gegenüber Kategorie 1 hat sich der Wert somit um ca. 32 % verringert.

Abb. 6-6 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für ein Bauwerk – Anwendungsbeispiel zu den Bauwerkskategorien

266


Im II. Quadranten wird die Horizontale bei ca. 21,5 m2/h nach links verlängert, bis sie auf die Gerade „AZ = 8 h/d“ trifft. Von dort wird die Vertikale nach unten eingezeichnet und führt auf der Abszisse zu einer täglichen Leistung von ca. 172 m2/d. Die tägliche Leistung ist somit um ca. 80 m2 niedriger als bei Kategorie 1. Der Schnittpunkt für die geänderte Dauer liegt im III. Quadranten auf der Geraden „DS = 40 d“. Die Dauer hat sich gegenüber der Kategorie 1 um ca. 43 % verlängert. Auf der Kurve „SLStd = 10.000 Std“ liegt der gesuchte Wert für die Summe der Lohnstunden. Mit ca. 10.000 Std hat sich die Anzahl der Lohnstunden um ca. 3.400 erhöht. Bauwerk nach Kategorie 3 Der mittlere Aufwandswert für diese Kategorie beträgt 1,75 Std/m2. Im ersten Quadranten ergibt sich durch Einzeichnen der Geraden eine stündliche Leistung von ca. 17 m2/h. Die Leistung ist gegenüber jener in Kategorie 1 um ca. 14 m2/h niedriger. Im II. Quadranten ergibt sich die tägliche Leistung mit ca. 137 m2. Gegenüber der Leistung in Kategorie 1, hat sich die tägliche Leistung um 116 m2 reduziert. Die Dauer ergibt sich aus dem III. Quadranten mit ca. 50 d. Gegenüber der Ausgangsberechnung (Kategorie 1) hat sich die Dauer um ca. 80 % vergrößert. Im IV. Quadranten liegt der gesuchte Schnittpunkt zwischen den Kurven „SLStd = 11.250 Std“ und „SLStd = 12.500 Std“. Mit ca. 12.300 Std ist die Anzahl der Lohnstunden durch grafisches Interpolieren ermittelt. Gegenüber der Berechnung mit einem Aufwandswert von 0,95 Std/m2 ist die Summe der Lohnstunden um ca. 5.600 Std gestiegen. Bauwerk nach Kategorie 4 Die Linien für die baubetriebliche Betrachtung von Bauwerken der 4. Kategorie sind in Abb. 6-6 in roter Farbe eingezeichnet. Im I. Quadranten ergibt sich mit einem Aufwandswert von 2,5 Std/m2 für die stündliche Leistung ca. 12 m2/h. Die Leistung ist gegenüber jener in Kategorie 1 um ca. 21 m2/h gesunken. Der Wert für die tägliche Leistung lässt sich im zweiten Quadranten mit ca. 95 m2/d ablesen. Die Leistung ist somit im Vergleich zur Kategorie 1 um ca. 60 % gefallen.


267

Im III. Quadranten liegt der gesuchte Schnittpunkt zwischen den Geraden „DS = 70 d“ und „DS = 75 d“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Dauer mit ca. 73 d bestimmen. Um etwa 160 % hat sich somit die Dauer, im Vergleich zu jener in Kategorie 1, vergrößert. Der grafisch ermittelte Wert für die Summe der Lohnstunden liegt auf der Kurve „SLStd,i = 17.500 Std“. Die Summe der Lohnstunden hat sich somit, im Vergleich zu jener in Kategorie 1, um ca. 11.000 erhöht. Wie im Interaktionsdiagramm grafisch dargestellt, hat der Schwierigkeitsgrad des Bauwerks große baubetriebliche Auswirkungen. In der Angebotsbearbeitung gilt es, auf Basis einer wenig detaillierten Planung einen zutreffenden Aufwandswert für die Schalarbeiten des Bauwerks anzusetzen. Bei Auftragserteilung muss mit dem veranschlagten Aufwandswert das spätere Auslangen gefunden werden.

6.3

Feinplanung der Schalarbeiten in Ebene 4

Für die Ebene 4 werden im Zusammenhang mit den Schalarbeiten die Bauteile • Fundamentplatten, • Stützen, • Wände und • Decken betrachtet. Innerhalb der, in den später gezeigten Diagrammen, angebotenen Bandbreiten für Achsen, Geraden und Kurven können die Interaktionsdiagramme auch für beliebige andere Bauteile (hinsichtlich Abmessungen und Form) herangezogen werden.

6.3.1

Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten – Ebene 4: Fundamentplatten

Mittels Interaktionsdiagramm in Abb. 6-7 werden baubetriebliche Zusammenhänge für die Schalarbeiten von Fundamentplatten grafisch dargestellt.

268


Durch dieses Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/m2], • Anzahl an Arbeitskräften [Std/h], • Stundenleistung [m2/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [m2/d], • Vorgangsdauer [d], • Fläche der Randabschalung der Fundamentplatte [m2] und • Summe der Lohnstunden für die Schalarbeiten [Std] hergestellt.

6.3.1.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 6-7 wird aus vier Quadranten gebildet. Die Achsen und Kurven der Diagramme in den einzelnen Quadranten werden nachfolgend beschrieben. Auf der Abszisse im I. Quadranten des Diagramms sind die Aufwandswerte für die Schalarbeiten aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 0,5 und gehen bis 1,9 Std/m2. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 0,1 und für das Hilfsintervall 0,05 Std/m2. Von 0 bis 26 m2/h ist die stündliche Leistung auf der Ordinate dargestellt; das Hauptintervall ist mit 2 und das Hilfsintervall mit 0,5 m2/h gewählt. Die Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Arbeitskräften. Die Kurve mit dem kleinsten Wert steht für 1 und jene mit dem größten für 16 Arbeitskräfte (die Schrittweite ist 1). Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener im I. Quadranten. Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung von 0 bis 280 m2/d aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde hier 20 und für das Hilfsintervall 10 m2/d gewählt. Die Geraden im Diagramm stehen für unterschiedliche Tagesarbeitszeiten. In dieser Darstellung werden Werte zwischen 8 und 16 h angeboten (der Unterschied zwischen den Geraden beträgt jeweils 1 h). Die Abszisse zwischen dem II. und III. Quadranten ist gleich. Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Schalfläche aufgetragen. Die Werte reichen von 0 bis 200 m2 (das Hilfsintervall ist 5 und das Hauptintervall ist 20 m2). Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer der Schalarbeiten. Die Gerade mit der niedrigsten Dauer steht für 0,25 und jene für die höchste für 3,5 d (das Intervall ist 0,25).


269

Zwischen dem III. und IV. Quadranten ist die Ordinate gleich, ebenso sind die Abszissen zwischen I. und IV. Quadranten gleich. Die Kurven im vierten Quadranten geben jeweils die Summe der Lohnstunden an. Die Kurven repräsentieren Werte von 10 bis 180 Std (die Schrittweite beträgt 10 Std). Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Fundamentplatten 26,0

24,0

24,0

22,0

22,0

20,0

20,0

18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0

280

260

240

220

200

180 160 140 120 100 Tägliche Leistung Leistung [m²/d] [m²/d] Tägliche

80

60

40

20

0

280

260

240

220

200

180

80

60

40

20

0

DS,i = 0,25 d DS,i = 0,75 d DS,i = 1,25 d DS,i = 1,75 d DS,i = 2,25 d DS,i = 2,75 d DS,i = 3,25 d


160

140

120

100

16,0

10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0,50

40

80 100 120 140 160 180 200

I

12,0

0,0

20


14,0

2,0

0,50 0

0


18,0

4,0

60

III

Stündliche Stündliche Leistung Leistung [m²/h] [m²/h]

II

26,0

Schalfläche der Fundamentplatte [m²]


0,60

0,70

0,80

0,90

1,50

1,60

1,70

1,80

1,90

0,60

0,70

0,80

Aufwandswerte Aufwandswerte für für Schalarbeiten Schalarbeiten [Std/m²] [Std/m²] 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,60

1,70

1,80

1,90

20 40 60 80

IV

100 120 140 160 180 200

SLStd,i = 10 Std SLStd,i = 30 Std SLStd,i = 50 Std SLStd,i = 70 Std SLStd,i = 90 Std SLStd,i = 110 Std SLStd,i = 130 Std SLStd,i = 150 Std SLStd,i = 170 Std


©HOFSTADLER

Abb. 6-7 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Fundamentplatten

6.3.1.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms für eine Randabschalung der Fundamentplatte gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 6-7 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • • • • • •

Länge der Fundamentplatte: 40 m Breite der Fundamentplatte: 30 m Dicke der Fundamentplatte: 60 cm Anzahl der Arbeitskräfte: 9 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d Aufwandswert für die Randabschalung (Einschalen): 0,8 Std/m2

270


Aufgabenstellung: Gesucht sind Dauer, Einschalleistung und Summe der Lohnstunden für die Schalarbeiten der Fundamentplatte. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die Vorgangsweise zur grafischen Lösung ist in Abb. 6-8 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Mit den Abmessungen der Fundamentplatte ergibt sich die Schalfläche mit 84 m2.

Abb. 6-8 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Fundamentplatten – Anwendungsbeispiel

Bei einem Aufwandswert von 0,8 Std/m2 wird im ersten Quadranten, von der Abszisse ausgehend, die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für die Anzahl von 9 Arbeitskräften wird die entsprechende Gerade („AK = 9“) ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit ca. 11,25 m2/h ist der Wert für die stündliche Leistung bestimmt. Die Horizontale (2) wird in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für die tägliche Arbeitszeit von 8 h (entspricht im Diagramm der Geraden „AZ = 8 h/d“) geschnitten. Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet, bis der Wert für die tägliche Leistung auf der Ordinate bestimmt ist. Diese beträgt ca. 90 m2/d.


271

Zur Bestimmung der Dauer des Einschalens wird die entsprechende Schalfläche auf der Ordinate im III. Quadranten ausgewählt. Bei 84 m2 wird die Horizontale (4) nach links eingezeichnet und mit der Verlängerung der Geraden (3) zum Schnitt gebracht. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DS,i = 0,75 d“ und „DS,i = 1 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 0,9 d. Zur Ermittlung der Summe der Lohnstunden wird im vierten Quadranten bei 84 m2 die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet. Auf der Abszisse wird bei 0,8 Std/m2 die Vertikale (6) nach unten gezeichnet und mit (5) geschnitten. Der erzielte Punkt liegt zwischen den Kurven „SLStd,i = 60 Std“ und „SLStd,i = 70 Std“. Mit ca. 67 Std ist die Anzahl der Lohnstunden durch grafisches Interpolieren ermittelt.

6.3.1.3


Nachfolgend wird untersucht, wie sich die Erhöhung des Aufwandswertes auf 1 Std/m2 auswirkt. Alle anderen Parameter werden dabei konstant gehalten. Im ersten Quadranten wird bei 1 Std/m2 die Vertikale (7) nach oben aufgetragen, bis der Schnittpunkt mit der Kurve für 9 Arbeitskräfte folgt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet, bis sie auf die Ordinate trifft. Auf der Ordinate lässt sich der Wert für die stündliche Leistung mit 9 m2 ablesen. Die stündliche Leistung hat sich um ca. 2,25 m2 reduziert. Zur Ermittlung der täglichen Leistung wird die Gerade (8) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden, die für eine tägliche Arbeitszeit von 8 h steht, zum Schnitt gebracht. Ausgehend von diesem Punkt wird die Vertikale (9) nach unten gezeichnet. Auf der Abszisse folgt der Wert für die tägliche Leistung mit ca. 72 m2/d. Durch Verlängerung der Vertikalen (9) in den III. Quadranten ergibt sich mit der Geraden (4) der Schnittpunkt, der zwischen der Geraden „DS,i = 1 d“ und „DS,i = 1,25 d“ liegt. Die Dauer für das Einschalen bestimmt sich durch Interpolation mit ca. 1,2 d. Aufgrund der Erhöhung des Aufwandswertes auf 1 Std/m2 hat sich die Dauer um ca. 0,3 d auf 1,2 d vergrößert.

272


6.3.2

Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten – Ebene 4: Stützen

Mittels Interaktionsdiagramm in Abb. 6-9 werden baubetriebliche Zusammenhänge für die Schalarbeiten von Stützen grafisch dargestellt. Mit diesem Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/m2], • Anzahl an Arbeitskräften, • Stundenleistung [m2/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [m2/d], • Vorgangsdauer [d], • Schalfläche der Stütze [m2] und • Summe der Lohnstunden für eine Stütze [Std] hergestellt.

6.3.2.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 6-9 wird aus vier Quadranten gebildet. Nachfolgend werden die Achsen und Kurven in den einzelnen Quadranten beschrieben. Auf der Abszisse im ersten Quadranten (I) des Diagramms sind die Aufwandswerte für die Schalarbeiten der Stütze aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 0,5 und gehen bis 1,9 Std/m2. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 0,1 und für das Hilfsintervall 0,05 Std/m2. Von 0 bis 6 m2/h ist die stündliche Leistung auf der Ordinate dargestellt. Das Hauptintervall ist hier mit 0,5 und das Hilfsintervall mit 0,1 m2/h gewählt. Die Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Arbeitskräften. Die Kurve mit dem kleinsten Wert steht hier für 1 und jene mit dem größten für 6 Arbeitskräfte (die Schrittweite ist 1). Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener des ersten Quadranten. Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung von 0 bis 35 m2/d aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde hier 2,5 und für das Hilfsintervall 1,25 m2/d gewählt. Die Geraden im Diagramm stehen für unterschiedliche Tagesarbeitszeiten. Werte zwischen 8 und 16 h werden hier angeboten (der Unterschied zwischen den Geraden ist 1 h).


273

Die Abszisse zwischen dem II. und III. Quadranten ist gleich. Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Schalfläche aufgetragen. Die Werte reichen von 0 bis 5 m2 (das Hilfsintervall 0,1 und das Hauptintervall 0,5 m2). Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer der Schalarbeiten. Die Gerade mit der niedrigsten Dauer steht für 0,05 und jene mit der höchsten für 0,375 d (das Intervall ist 0,025). Interaktionsdiagramm für für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Stützen Interaktionsdiagramm Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten 6,0

5,5

5,5

AK = 1

AK = 2

AK = 3

5,0

5,0

AK = 4

AK = 5

AK = 6

4,5

4,5

4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5

35,0

32,5

30,0

27,5

25,0

22,5 20,0 17,5 15,0 12,5 Tägliche Leistung Leistung [m²/d] [m²/d] Tägliche

10,0

7,5

5,0

2,5

0,0

35,0

32,5

30,0

27,5

25,0

22,5

10,0

7,5

5,0

2,5

0,0



20,0

17,5

15,0

12,5

4,0 3,5

2,5 2,0 1,5 1,0

0,5

0,5

0,0

0,0 0,50

0,0

0,50 0,0

0,5

0,5

1,0

1,0

1,5

2,5 3,0 3,5 4,0

I

3,0

1,0

2,0

III


II

6,0

Schalfläche [m²] Schalflächeder derStütze(n) Stütze [m²]


0,60

0,70

0,80

0,90

1,50

1,60

1,70

1,80

1,90

0,60

0,70

0,80

Aufwandswerte für [Std/m²] Aufwandswerte für Schalarbeiten Schalarbeiten [Std/m²] 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,60

1,70

1,80

1,90

1,5 2,0

IV

2,5 3,0 3,5 4,0

4,5

4,5

5,0

5,0

SLStd,i = 0,25 Std SLStd,i = 0,75 Std SLStd,i = 1,25 Std SLStd,i = 1,75 Std SLStd,i = 2,25 Std SLStd,i = 2,75 Std SLStd,i = 3,25 Std SLStd,i = 3,75 Std SLStd,i = 4,25 Std


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Abb. 6-9 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Stützen

Zwischen dem III. und IV. Quadranten ist die Ordinate gleich, ebenso sind die Abszissen im I. und IV. Quadranten gleich. Die Kurven im Diagramm geben jeweils die Summe der Lohnstunden an. Werte von 0,25 bis 4,5 Std werden durch die einzelnen Kurven repräsentiert (die Schrittweite beträgt 0,25 Std).

6.3.2.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Schalarbeiten einer Stütze gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 6-9 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben.

274


Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • • • • • •

Länge der Stütze: 30 cm Breite der Stütze: 30 cm Höhe der Stütze: 3 m Anzahl der Arbeitskräfte: 3 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d Aufwandswert (Einschalen): 1,05 Std/m2

Aufgabenstellung: Gesucht sind Dauer und Einschalleistung für die Stütze. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Aus den Abmessungen der Stütze ergibt sich die Schalfläche mit 3,6 m2. Die Vorgangsweise zur grafischen Lösung ist in Abb. 6-10 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Interaktionsdiagramm für für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Stützen Interaktionsdiagramm Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten 6,0

5,5

5,5

AK = 1

AK = 2

AK = 3

5,0

5,0

AK = 4

AK = 5

AK = 6

4,5

4,5

4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5

(3)

(9)

35,0

32,5

30,0

27,5

25,0

22,5 20,0 17,5 15,0 12,5 Tägliche Leistung Leistung [m²/d] [m²/d] Tägliche

10,0

7,5

5,0

2,5

0,0

35,0

32,5

30,0

27,5

25,0

22,5

10,0

7,5

5,0

2,5

0,0


20,0

17,5

15,0

12,5


3,5

1,5

0,0

0,0 0,50

0,0

0,50 0,0

0,5

0,5

1,0

1,0

3,5 4,0

(8)

2,0

0,5

3,0

I

2,5

1,0

2,5

(2)

3,0

0,5

2,0

(4)

4,0

1,0

1,5

III


II

6,0

Schalfläche [m²] Schalflächeder derStütze(n) Stütze [m²]


(1)

(7)

0,60

0,70

0,80

0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 Aufwandswerte für [Std/m²] Aufwandswerte für Schalarbeiten Schalarbeiten [Std/m²]

1,60

1,70

1,80

1,90

0,60

0,70

0,80

0,90

1,60

1,70

1,80

1,90

1,00

1,10

(6)

1,20

1,30

1,40

1,50

(10)

1,5 2,0

IV

2,5 3,0 3,5 4,0

4,5

4,5

5,0

5,0

(5)



©HOFSTADLER

Abb. 6-10 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Stützen – Beispiel

Beim Aufwandswert von 1,05 Std/m2 wird im I. Quadranten, von der Abszisse ausgehend, die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für 3 Arbeitskräfte wird die entsprechende Gerade („AK = 3“) ausgewählt und mit (1) geschnitten.


275

Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit ca. 2,85 m2/h ist der Wert für die stündliche Leistung bestimmt. Die Horizontale (2) wird in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für eine tägliche Arbeitszeit von 8 h (entspricht im Diagramm der Geraden „AZ = 8“) geschnitten. Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet, bis der Wert für die tägliche Leistung auf der Ordinate bestimmt ist. Diese beträgt ca. 22,8 m2/d. Zur Bestimmung der Dauer des Einschalens wird die entsprechende Schalfläche auf der Ordinate im III. Quadranten ausgewählt. Bei 3,6 m2 wird die Horizontale (4) nach links eingezeichnet und mit der Verlängerung der Geraden (3) zum Schnitt gebracht. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DS,i = 0,15 d“ und „DS,i = 0,175 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 0,16 d. Zur Ermittlung der Summe der Lohnstunden wird im vierten Quadranten bei 3,6 m2 die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet. Auf der Abszisse wird bei 1,05 Std/m2 die Vertikale (6) nach unten gezeichnet und mit (5) geschnitten. Der erzielte Punkt liegt auf der Kurve „SLStd,i = 3,75 Std“. Mit ca. 3,75 Std ist somit die Anzahl der Lohnstunden bestimmt.

6.3.2.3


Im Nachfolgenden wird untersucht, wie sich eine Erhöhung des Aufwandswertes von 1,05 Std/m2 auf 1,2 Std/m2 auswirkt. Alle anderen Parameter werden dabei konstant gehalten. Im ersten Quadranten wird bei 1,2 Std/m2 die Vertikale (7) nach oben aufgetragen, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve für 3 Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet, bis sie auf die Ordinate trifft. Auf der Ordinate lässt sich der Wert für die stündliche Leistung mit 2,5 m2/h ablesen. Die stündliche Leistung hat sich somit um ca. 0,35 m2/h reduziert. Zur Ermittlung der täglichen Leistung wird die Gerade (8) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden, die für die tägliche Arbeitszeit von 8 h steht, zum Schnitt gebracht. Ausgehend von diesem Punkt wird die Vertikale (9) nach unten abgetragen. Auf der Abszisse folgt der Wert für die tägliche Leistung mit ca. 20 m2/d.

276


Durch Verlängerung der Vertikalen (9) in den III. Quadranten ergibt sich der Schnittpunkt mit der Geraden (4), der zwischen der Geraden „DS,i = 0,175 d“ und „DS,i = 0,2 d“ liegt. Die Dauer für das Einschalen bestimmt sich durch Interpolation mit ca. 0,18 d. Aufgrund der Erhöhung des Aufwandswertes um 0,15 Std/m2 auf 1,2 Std/m2 hat sich somit die Dauer um ca. 0,02 d (das entspricht ca. 9,6 min) auf 0,18 d erhöht.

6.3.3

Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten – Ebene 4: Wände

Im Folgenden werden baubetriebliche Zusammenhänge für die Schalarbeiten von Wänden mittels Interaktionsdiagramm in Abb. 6-11 dargestellt. Durch dieses Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/m2], • Anzahl an Arbeitskräften, • Stundenleistung [m2/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [m2/d], • Vorgangsdauer [d], • Schalfläche der Wand [m2] und • Summe der Lohnstunden für die Schalarbeiten der Wand [Std] hergestellt.

6.3.3.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 6-11 wird aus vier Quadranten gebildet. Nachfolgend werden die Achsen und Kurven in den einzelnen Quadranten beschrieben. Auf der Abszisse im I. Quadranten des Diagramms sind auf der Abszisse die Aufwandswerte für die Schalarbeiten der Wände aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 0,2 und gehen bis 1,6 Std/m2. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 0,1 und für das Hilfsintervall 0,05 Std/m2. Von 0 bis 35 m2/h ist die stündliche Leistung auf der Ordinate dargestellt. Das Hauptintervall ist mit 5 und das Hilfsintervall mit 1 m2/h gewählt. Die Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Arbeitskräften.


277

Die Kurve mit dem kleinsten Wert steht hier für 1 und jene mit dem größten für 12 Arbeitskräfte (die Schrittweite beträgt 1). Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener des I. Quadranten. Auf der Abszisse ist eine tägliche Leistung von 0 bis 350 m2/d aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde 25 und für das Hilfsintervall 12,5 m2/d gewählt. Die Geraden im Diagramm stehen für unterschiedliche Tagesarbeitszeiten. Werte zwischen 8 und 16 h werden hier angeboten (der Unterschied zwischen den Geraden ist 1 h). Interaktionsdiagramm für für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Wände Interaktionsdiagramm Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten

II

35,00

35,00

30,00

30,00

25,00 20,00 15,00 10,00

350

325

300

275

250

225 200 175 150 125 Tägliche Tägliche Leistung Leistung [m²/d] [m²/d]

100

75

50

25

0

350

325

300

275

250

225

100

75

50

25

0

200

175

150

125



0,20 0,0

180,0 200,0 220,0

0,50 0,50

0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 Aufwandswerte Schalarbeiten [Std/m²] [Std/m²] Aufwandswerte für für Schalarbeiten 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,30

1,40

1,50

1,60

60,0

60,0

160,0

0,40 0,40

40,0

40,0

140,0

0,30 0,30

20,0

20,0

120,0

III

10,00

0,00 0,20

100,0

I

15,00

5,00

80,0

AK = 2 AK = 4 AK = 6 AK = 8 AK = 10 AK = 12

20,00

0,00

Schalfläche der Wand [m²]


25,00

5,00

0,0 DS,i = 0,40 d DS,i = 0,80 d DS,i = 1,20 d DS,i = 1,60 d DS,i = 2,00 d DS,i = 2,40 d DS,i = 2,80 d

AK = 1 AK = 3 AK = 5 AK = 7 AK = 9 AK = 11

80,0 100,0 120,0

IV

140,0 160,0 180,0 200,0 220,0

240,0

240,0

260,0

260,0

280,0

280,0

300,0

300,0



©HOFSTADLER

Abb. 6-11 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Wände

Die Abszisse zwischen dem II. und III. Quadranten ist gleich. Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Schalfläche aufgetragen. Die Werte reichen von 0 bis 300 m2 (das Hilfsintervall ist 5 und das Hauptintervall ist 20 m2). Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer der Schalarbeiten. Die Gerade mit der niedrigsten Dauer steht für 0,4 und jene für die höchste für 3 d (das Intervall ist 0,2). Zwischen dem III. und IV. Quadranten ist die Ordinate deckungsgleich. Ebenso sind die Abszissen zwischen I. und IV. Quadranten gleich. Die Kurven im Diagramm geben jeweils die Summe der Lohnstunden an. Werte von 10 bis 180 Std werden durch die Kurven repräsentiert (die Schrittweite beträgt 10 Std).

278


6.3.3.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Schalarbeiten eines Fertigungsabschnitts für eine Wand gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 611, Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • • • • • •

Länge des Wandabschnitts: 20 m Wanddicke: 30 cm Höhe der Wand: 3 m Anzahl der Arbeitskräfte: 6 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d Aufwandswert für die Wandschalung (Einschalen): 0,8 Std/m2

Aufgabenstellung: Gesucht sind Dauer und Einschalleistung für den entsprechenden Wandabschnitt. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Aus den Abmessungen der Wand ergibt sich die Schalfläche mit 121,8 m2 (inkl. Randabschalung). Die Vorgangsweise zur grafischen Lösung ist in Abb. 6-12 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Bei einem Aufwandswert von 0,8 Std/m2 wird im ersten Quadranten, von der Abszisse ausgehend die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für die 6 Arbeitskräfte wird die entsprechende Gerade („AK = 6“) ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit ca. 7,5 m2/h ist der Wert für die stündliche Leistung bestimmt. Die Horizontale (2) wird in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für eine tägliche Arbeitszeit von 8 h (entspricht im Diagramm der Geraden „AZ = 8“) geschnitten. Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet, bis der Wert für die tägliche Leistung auf der Ordinate bestimmt ist. Dieser beträgt ca. 60 m2/d. Zur Bestimmung der Dauer des Einschalens wird die entsprechende zu schalende Fläche auf der Ordinate im III. Quadranten ausgewählt. Bei ca. 120 m2 wird die Horizontale (4) nach links eingezeichnet und mit der


279

Verlängerung der Geraden (3) zum Schnitt gebracht. Der Schnittpunkt liegt auf der Geraden „DS,i = 2 d“. Die Dauer für die Schalarbeiten beträgt ca. 2 d.

Abb. 6-12 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Wände – Beispiel

Zur Ermittlung der Summe der Lohnstunden wird im vierten Quadranten bei ca. 120 m2 die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet. Auf der Abszisse wird bei 0,8 Std/m2 die Vertikale (6) nach unten abgetragen und mit (5) geschnitten. Der erzielte Punkt liegt zwischen der Kurve „SLStd,i = 90 Std“ und „SLStd,i = 100 Std“. Mit ca. 97 Std. ist die Anzahl der Lohnstunden bestimmt.

6.3.3.3


Wie sich die Reduktion des Aufwandswertes von 0,8 Std/m2 auf 0,6 Std/m2 (dies wird beispielsweise durch ein anderes Schalsystem oder durch Verwendung einer Großflächenschalung ermöglicht) auswirkt, wird nachfolgend untersucht. Im ersten Quadranten wird bei 0,6 Std/m2 die Vertikale (7) nach oben aufgetragen, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve für 6 Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet, bis sie auf die Ordinate trifft. Auf der Ordinate lässt sich der Wert für die stündli-

280


che Leistung mit 10 m2/h ablesen. Die stündliche Leistung hat sich gegenüber dem Ausgangsbeispiel um ca. 2,5 m2/h vergrößert. Zur Ermittlung der täglichen Leistung wird die Gerade (8) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden, die für eine tägliche Arbeitszeit von 8 h, steht zum Schnitt gebracht. Ausgehend von diesem Punkt wird die Vertikale (9) nach unten abgetragen. Auf der Abszisse folgt der Wert für die tägliche Leistung mit 80 m2/d. Der niedrigere Aufwandswert führt somit zu einer Leistungssteigerung von 20 m2/d. Durch Verlängerung der Vertikalen (9) in den III. Quadranten ergibt sich aus der Erweiterung der Geraden (4) der Schnittpunkt, der zwischen der Geraden „DS,i = 1,4 d“ und „DS,i = 1,6 d“ liegt. Die Dauer für das Einschalen bestimmt sich durch Interpolation mit ca. 1,5 d. Aufgrund der Reduktion des Aufwandswertes auf 0,6 Std/m2 hat sich die Dauer um ca. 0,5 d verringert. Zur Ermittlung der Summe der Lohnstunden wird im vierten Quadranten auf der Abszisse bei 0,6 Std/m2 die Vertikale (10) nach unten eingezeichnet und mit (5) geschnitten. Der erzielte Punkt liegt zwischen der Kurve „SLStd,i = 70 Std“ und „SLStd,i = 80 Std“. Mit ca. 73 Std. ist somit die Anzahl der Lohnstunden bestimmt. Die Anzahl der Lohnstunden hat sich um 24 Std reduziert.

6.3.4

Interaktionsdiagramm für Schalarbeiten – Ebene 4: Decken

Mit dem Interaktionsdiagramm in Abb. 6-13 werden baubetriebliche Zusammenhänge für die Schalarbeiten von Decken grafisch dargestellt. Durch dieses Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/m2], • Anzahl an Arbeitskräften, • Stundenleistung [m2/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [m2/d], • Vorgangsdauer [d], • Fläche eines Fertigungsabschnittes [m2] und • Summe der Lohnstunden für einen Fertigungsabschnitt [Std] hergestellt.


6.3.4.1

281


Auf der Abszisse im I. Quadranten sind die Aufwandswerte (hier dargestellt von 0,20 bis 0,90 Std/m2) und auf der Ordinate die Schalungsleistung aufgetragen. Für die Abszisse ist das Hauptintervall 0,05 Std/m2 und für das Hilfsintervall 0,0225 Std/m2. Die Skala auf der Ordinate reicht von 0 bis 60 m2/h (das Hauptintervall ist 5 und das Hilfsintervall ist 1 m2/h). Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine ausgewählte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeichnet und mit der Zahl an Arbeitskräften ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmender Höhe der Aufwandswerte. Anhand der Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte beginnend von 3 bis 18 dargestellt. Die getroffene Einteilung kann beliebig geändert und erweitert werden. Mit zunehmendem Aufwandswert verringert sich die Differenz zwischen den einzelnen Kurven. Vergleicht man die Kurven „AK = 9“ und „AK = 10“, beträgt der Unterschied bei einem Aufwandswert von 0,20 Std/m2 ca. 5 m2/h, bei einem Aufwandswert von 0,50 Std/m2 jedoch nur mehr 2 m2/h. Interaktionsdiagramm für für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Decken Interaktionsdiagramm Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten 60,00

55,00

55,00

50,00

50,00

45,00

45,00

40,00 35,00

II

30,00


25,00 20,00 15,00

700

650

600

550

500

450 400 350 300 250 Tägliche Leistung Leistung [m²/d] [m²/d] Tägliche

200

150

100

50

0

700

650

600

550

500

450

200

150

100

50

0

400

350

300

250


60,00

20,00 15,00

5,00 0,00 0,20 0,20 0

500 600 700 800 900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400

Fläche eines Fertigungsabschnittes [m²]

400

I

25,00

0,00

300


30,00

10,00

200

III

35,00

5,00

100

DS,i = 0,25 d DS,i = 0,50 d DS,i = 0,75 d DS,i = 1,00 d DS,i = 1,25 d DS,i = 1,50 d DS,i = 1,75 d DS,i = 2,00 d DS,i = 2,25 d DS,i = 2,50 d DS,i = 2,75 d DS,i = 3,00 d

40,00

10,00

0


0,25

0,30

0,35

0,25

0,30

0,35

0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 Aufwandswerte Schalarbeiten [Std/m²] [Std/m²] Aufwandswerte für für Schalarbeiten 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,75

0,80

0,85

0,90

100 200 300 400 500 600

IV

700 800 900 1.000 1.100 1.200 1.300 1.400



©HOFSTADLER

Abb. 6-13 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Decken

Das Diagramm kann im Zusammenhang mit den Aufwandswerten auf verschiedene Weise angewendet werden. Die Höhe des Aufwandswertes kann

282


z.B. im Vorhinein bestimmt werden und dann dazu die dazugehörige Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch aus den Diagrammen ermittelt werden. Alle Einflüsse auf die Größe des Aufwandswertes sind dabei zu berücksichtigen. Andererseits kann aufgrund der Vorgaben (Zwischentermine, Endtermine) der maximale Aufwandswert aus den Diagrammen ermittelt werden, um die notwendige Leistung zu erzielen. Dazu gilt es, in weiterer Folge ein Bauverfahren (Schalungssystem, Fertigungsablauf) zu finden, mit dem dieser Aufwandswert auch tatsächlich eingehalten werden kann. Sind die Anzahl der Arbeitskräfte und ein Aufwandswert die Eingangsparameter, wählt man auf der Abszisse den entsprechenden Wert und die zutreffende Kurve im Diagramm aus. Ausgehend vom Abszissenwert zeichnet man eine Vertikale nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt geht man horizontal nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab. Die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung ist im II. Quadranten dargestellt. Zur Angabe der Schalungsleistung wurde der Arbeitstag [d] als Zeiteinheit gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung von 0 bis 700 m2 aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall ist 50 und für das Hilfsintervall 25 m2/h. Auf der Ordinate ist die Stundenleistung abgebildet. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Für das Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit dargestellt (die Gerade „AZ = 12 h/d“ steht beispielsweise für eine Tagesarbeitszeit von 12 Stunden). Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden nimmt mit steigender Tagesleistung und mit zunehmender Stundenleistung zu. Ist z.B. die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale wird von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, bis sie auf die entsprechenden Tagesleistungen auf der Abszisse trifft, d.h. für die erzielbare Tagesleistung werden neun Größenordnungen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Fläche eines Fertigungsabschnittes und Dauer der Schalarbeiten wird im III. Quadranten präsentiert. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimm-


283

te Dauer („DS,E,i = 2“ bedeutet beispielsweise eine Dauer von 2 Arbeitstagen). Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Fläche des Fertigungsabschnittes dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 1.400 m2. Für das Hauptintervall wurde 100 und für das Hilfsintervall 25 m2 gewählt. Beginnend mit einer Dauer von 0,25 Tagen, erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 3 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 0,25 Tagen festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Mit der vorgegebenen Fertigungsabschnittsfläche und der maximal zulässigen Dauer für das Einschalen (z.B. Vorgabe aus dem Bauzeitplan aufgrund von Zwischenterminen und des Endtermins) kann durch Anwendung des Diagramms grafisch die dazu erforderliche Mindest-Tagesleistung bestimmt werden. Für eine vorgegebene Fertigungsabschnittsfläche und eine erforderliche Mindest-Tagesleistung ist es möglich, die entsprechende Vorgangsdauer grafisch zu ermitteln. Umgekehrt kann anhand der vorgegebenen Dauer die aus baubetrieblicher Sicht maximal mögliche Größe eines Fertigungsabschnittes bestimmt werden. Der Zusammenhang zwischen der Größenordnung des Aufwandswertes, der Fläche eines Fertigungsabschnittes und der Summe der Lohnstunden für einen Fertigungsabschnitt ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Abszisse im Diagramm zwischen I. und IV. Quadranten ist gleich. Ebenso ist die Ordinate zwischen III. und IV. Quadranten gleich. Die einzelnen Kurven verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme. Beginnend bei 25 Std, sind die Kurven in 25 Stunden-Intervallen bis zum Höchstwert von 450 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigenden Aufwandswerten ab.

6.3.4.2


Im Folgenden werden zwei Beispiele zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 6-13 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird für jedes Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben.

284


6.3.4.2.1 Beispiel A Für das Beispiel A „Schalarbeiten für eine Flachdecke“ gelten folgende Angaben: • • • •

Fläche des Fertigungsabschnitts: 500 m2 tägliche Arbeitszeit: 8 h maximale Vorgangsdauer: 2 d maximale Anzahl an einsetzbaren Arbeitskräften (Beschränkung aufgrund des Arbeitsraums): 10

Aufgabenstellung: Gesucht ist die Bandbreite der Aufwandswerte mit denen die Vorgaben erfüllt werden. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Als erster Schritt wird im III. Quadranten (Vorgangsweise dazu siehe in Abb. 6-14) bei dem Ordinatenwert von 500 m2 eine Horizontale (1) nach links gezeichnet, bis sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (Gerade mit der Bezeichnung „DS,E,i = 2“) für eine Vorgangsdauer von 2 Tagen ergibt.

Abb. 6-14 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Decken – Beispiel A


285

In weiterer Folge wird, ausgehend vom Schnittpunkt, eine Vertikale (2) nach oben aufgetragen. Auf der Abszisse ergibt sich damit eine Tagesleistung von ca. 250 m2. Aus der Verlängerung der Geraden (2) folgt im II. Quadranten der Schnittpunkt mit der Geraden, die für die Arbeitszeit von 8 Stunden steht (Gerade mit der Bezeichnung „AZ = 8“). Ausgehend von diesem Punkt wird eine Horizontale (3) nach rechts eingezeichnet. Auf der Ordinate wird dadurch die Stundenleistung bestimmt (ca. 31 m2/h). Durch die Verlängerung der Geraden ergeben sich im I. Quadranten mehrere Schnittpunkte mit den Kurven, die für die Anzahl der Arbeitskräfte stehen. Daraus folgt mit der Kurve für 7 Arbeitskräfte (Bezeichnung „AK = 7“) der erste und mit jener für 10 (Bezeichnung „AK = 10“) der letzte Schnittpunkt im Diagramm. Ausgehend von den beiden Schnittpunkten wird jeweils eine zur Ordinate parallele Gerade ((4) und (5)) auf die Abszisse abgetragen. Es ergibt sich dabei jeweils ein Wert auf der Abszisse. Der linke Aufwandswert bildet dabei mit ca. 0,22 Std/m2 die untere Schranke und der rechte mit ca. 0,32 Std/m2 die obere Schranke. Innerhalb dieser Schranken erfüllen alle Aufwandswerte die Vorgaben. Als nächstes wird die Summe der jeweiligen Lohnstunden bestimmt. Die Gerade (4) wird in den vierten Quadranten verlängert und ergibt einen Schnittpunkt mit der Geraden (6). Der Schnittpunkt liegt zwischen den Kurven „SLStd,i = 100 Std“ und „SLStd,i = 125 Std“. Damit ist die Lohnstundensumme für den Fertigungsabschnitt durch grafische Interpolation mit ca. 112 bestimmt. Aus der Verlängerung der Geraden (5) folgt die Lohnstundensumme mit 160 (diese liegt zwischen den Kurven „SLStd,i = 150 Std“ und „SLStd,i = 175 Std“). Mit Hilfe des Diagramms konnten die möglichen Lösungen einfach und anschaulich gefunden werden. Es gilt sodann, unter Berücksichtigung des Bauverfahrens und der anderen Einflussfaktoren auf den Aufwandswert, die projektspezifische Größenordnung des Aufwandswertes zu ermitteln. Liegt der dabei ermittelte Aufwandswert außerhalb der Schranke (rechts der oberen Schranke = Gerade (5)), kann z.B. eine Verlängerung der Tagesarbeitszeit eine mögliche Lösung darstellen, damit die maximale Vorgangsdauer von 2 Tagen nicht überschritten wird.

286


6.3.4.2.2 Beispiel B Für das Beispiel B „Schalarbeiten für eine Flachdecke“ gelten folgende Angaben: • Größenordnung des Aufwandswertes: 0,30 Std/m2 • Fläche des Fertigungsabschnitts: 500 m2 • minimale Tages-Arbeitszeit: 8 h • maximale Tages-Arbeitszeit: 12 h • Anzahl der Arbeitskräfte: 9 Aufgabenstellung: Gesucht sind alle mit den Vorgaben erzielbaren täglichen Leistungen. Zu den erzielbaren Leistungen ist die jeweilige Vorgangsdauer zu bestimmen. Zuletzt ist die Summe der Lohnstunden für die angegebene Fertigungsabschnittsfläche zu ermitteln. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Im I. Quadranten (Vorgangsweise siehe dazu in Abb. 6-15) wird von der Abszisse ausgehend bei 0,30 Std/m2 eine Vertikale (1) nach oben aufgetragen, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve „AK= 9“ ergibt. Von diesem Punkt ermittelt sich mit der Horizontalen (2) auf der Ordinate eine stündliche Leistung von 30 m2/h.

Abb. 6-15 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Decken – Beispiel B

6.4 Feinplanung der Bewehrungsarbeiten in Ebene 3

287

Durch die Verlängerung der Geraden (3) in den II. Quadranten ergeben sich mit den Geraden für die tägliche Arbeitszeit die jeweiligen Schnittpunkte; der erste mit der Geraden für eine Tagesarbeitszeit von 8 Stunden („AZ = 8 h/d“) und der letzte mit der Geraden für eine Tagesarbeitszeit von 12 Stunden („AZ = 12 h/d“). Von diesen beiden Schnittpunkten wird jeweils eine Gerade nach unten gezeichnet und es ergeben sich zwei Werte auf der Abszisse. Der kleinere Wert von ca. 240 m2/d stellt dabei die untere und der größere Wert von ca. 360 m2/d die obere Schranke dar. Damit ist die Bandbreite der anhand der Vorgaben erzielbaren Tagesleistung bestimmt. Zur Ermittlung der spezifischen Vorgangsdauer wird im III. Quadranten bei 500 m2 die Gerade (6) nach links gezogen, bis sich mit den Geraden (4) und (5) jeweils ein Schnittpunkt ergibt. Für die untere Schranke (240 m2/d) beträgt die Vorgangsdauer ca. 2,1 Tage und für die obere Schranke (360 m2/d) ca. 1,4 Tage. Zur Bestimmung der Lohnstundensumme wird im IV. Quadranten bei 0,30 Std/m2 die Vertikale (7) nach unten gezogen. Ebenso wird bei 500 m2 eine Horizontale (8) nach rechts gezogen, bis sich mit der Geraden (7) ein Schnittpunkt ergibt. Durch den Schnittpunkt ist die Summe der Lohnstunden mit ca. 150 bestimmt. Anhand des gegebenen Aufwandswertes von 0,30 Std/m2 wurde die minimale Tagesleistung mit ca. 240 m2 (bei einer Tagesarbeitszeit von 8 Stunden) und die maximale Tagesleistung mit ca. 360 m2 ermittelt. Dabei beträgt die Vorgangsdauer für die minimale Leistung ca. 2,1 Tage und jene für die maximale Leistung ca. 1,4 Tage.

6.4

Feinplanung der Bewehrungsarbeiten in Ebene 3

Die Bewehrungsarbeiten haben eine wichtige baubetriebliche Funktion im Rahmen der Stahlbetonarbeiten, da sie bei bestimmten Bauteilen bauzeitbestimmend sind (wenn sie am kritischen Weg liegen), oder bei Verzögerungen die Bauzeit beeinflussen (verlängern). Bei doppelhäuptig geschalten Wänden kann beispielsweise die Wandschalung erst nach Abschluss der Bewehrungsarbeiten im betreffenden Wandabschnitt geschlossen werden.

288


Zur Berechnung der Dauer der Bewehrungsarbeiten sind die spezifische Leistung (zu den Einflüssen auf den Leistungswert bei den Stahlbetonarbeiten siehe Abb. 6-16) und die entsprechende Bewehrungsmenge zu ermitteln. In der Regel setzt man in Gleichungen ein, um z.B. die Leistung – und damit in weiterer Folge die Dauer – zu berechnen. Im folgenden Abschnitt werden die dazugehörigen baubetrieblichen Zusammenhänge grafisch dargestellt. Durch das folgende Interaktionsdiagramm, werden die Beziehungen zwischen Größenordnung der Aufwandswerte, Anzahl der Arbeitskräfte, Stundenleistung, Tagesleistung, Dauer der Bewehrungsarbeiten, Produktionsmenge (Bewehrungsmenge) und Summe der Lohnstunden hergestellt.

Bauweise

Art des Bauvorhabens Ort des Bauvorhabens

Arbeitszeitmodell

Generelle Baustellenbedingungen

Tägliche Arbeitszeit



Extern

Leistung

Aufwandswert

Störeinflüsse Intern


Anzahl der Arbeitskräfte

Qualität

Verfügbarkeit in der Ausführung

Arbeitsraum

Anzahl der Krane

Bauweise Bauvertrag Termine

HOFSTADLER

Abb. 6-16 Einflussfaktoren auf die Leistung bei Bewehrungsarbeiten

Die Anwendung der Diagramme bringt großen Nutzen für bauausführende Firmen (z.B. in der Arbeitsvorbereitung oder Ablaufkontrolle), für die örtliche Bauaufsicht (z.B. bei der Leistungskontrolle) und für die Ausbildung an Universitäten und sonstigen Bildungseinrichtungen.


6.4.1

289

Interaktionsdiagramm für die Bewehrungsarbeiten

Die Vorgänge Einschalen, Bewehren, Betonieren und Ausschalen stellen den bekannten Arbeitsablauf bei Stahlbetonarbeiten im Ortbetonbau dar. Die einzelnen Vorgänge sind bestmöglich aufeinander abzustimmen, damit Ressourcen effizient eingesetzt und vereinbarte Terminvorgaben eingehalten werden können. Im vorliegenden Abschnitt werden Diagramme präsentiert, die für Bewehrungsarbeiten wichtige baubetriebliche Zusammenhänge grafisch darstellen. Die Grundlage für die einzelnen Diagramme bilden dabei Berechnungen, welche durch Variation von ausgewählten Parametern durchgeführt werden. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden miteinander verbunden und werden für ausgewählte Bandbreiten in den nachfolgenden Diagrammen dargestellt. Die anschauliche Darstellung der baubetrieblichen Zusammenhänge in den Diagrammen ermöglicht für die Arbeitsvorbereitung und die Bauausführung einen raschen Zugriff auf wesentliche Informationen. Neben der Anschaulichkeit ist die Sensitivität von Leistungswerten aufgrund der Veränderung von Parametern, wie z.B. der Anzahl der Arbeitskräfte, Aufwandswert und täglicher Arbeitzeit, anhand der Diagramme leicht feststellbar. Sollte es in der Ausführungsphase zu Verzögerungen kommt, sind Forcierungsmaßnahmen – bei einem unveränderlich bleibenden Endtermin – erforderlich, um den zeitlichen Verzug kompensieren zu können. Zur Gegensteuerung ist eine Erhöhung der Leistung notwendig. Die Größenordnung der Leistungssteigerung ergibt sich aus der verbleibenden Bewehrungsmenge und der noch zur Verfügung stehenden Produktionszeit. Die erforderliche Leistung kann auf verschiedene Art und Weise erzielt werden. Anhand des dargestellten Interaktionsdiagramms können die verschiedenen Möglichkeiten der Leistungssteigerung grafisch ermittelt werden. Zur Leistungssteigerung trägt beispielsweise die Erhöhung der Anzahl der Arbeitskräfte oder eine Steigerung der täglichen Arbeitszeit bei. Zur Steigerung der Leistung können – je nach Erfordernis – eine oder gleichzeitig mehrere Möglichkeiten in Erwägung gezogen werden.

6.4.1.1

Formel zur Berechnung des Aufwandswertes für die Bewehrungsarbeiten

Aufwandswerte bilden die Basis für die Ermittlung der Lohnkosten in der Angebotskalkulation und Arbeitskalkulation (mit spezifischen Anpassun-

290


gen), und in der Arbeitsvorbereitung zur Berechnung der Dauer von Vorgängen. Im Abschnitt 3.3 werden verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, um die Größenordnung der Aufwandswerte zu bestimmen. Der „richtige“ Ansatz der Aufwandswerte ist maßgebend für die Qualität der Arbeitsvorbereitung (Bauzeitplanung mit „wirklichkeitsnahen“ Werten) – und damit für den gesamten Projekterfolg. Hier wird eine Möglichkeit aufgezeigt, wie anhand der Berechnungsformel nach Toffel7) die Größenordnung des Aufwandswertes ermittelt werden kann. In Glg.(6-2) ist die Formel zur Berechnung des Aufwandswertes T Toffel ( µ, d ) [Std/to] für Betonrundstähle (nach Toffel) dargestellt. 2

( µ + 3, 9796 ) ⋅ ( d + 310, 7 )T Toffel ( µ, d ) = – 18, 7580 + 0, 0380 ⋅ ----------------------------------------------------------------------2 + 310, 7· § µ + 3, 9796· § d-------------------------– --------------------------© 98, 4379 ¹ © 2, 2885 ¹

(6-2)

Der „Grund-Aufwandswert“ für das Bewehren hängt hier vom Bewehrungsdurchmesser d [mm] und der Bewehrungsdichte [%] ab. Toffel eröffnet weiters die Möglichkeit, die Einflüsse von Wetter, Mitarbeiterqualifikation, Gleichartigkeit der Bewehrungsstruktur, Einarbeitungseffekt, Bewehrungsabschnitte, Bauablauf, Betonstahlbereitstellung und Planbeistellung mittels Faktoren zu berücksichtigen. In Abhängigkeit von den vorherrschenden Baustellen-, Bauwerks- und Betriebsbedingungen wirken sich diese Faktoren erhöhend oder mindernd auf den Grundwert TToffel ( µ, d ) aus. Das Produkt dieser Faktoren wird hier als fToffel [-] bezeichnet. Der Aufwandswert AW BW, v, i [Std/to] für die Bewehrungsarbeiten kann mit dem Ansatz von Toffel nach Glg.(6-3) berechnet werden. AW BW, v, i = T Toffel ( µ, d ) ⋅ f Toffel

6.4.1.2

(6-3)


In Abb. 6-17 ist das Interaktionsdiagramm für baubetriebliche Zusammenhänge für die Bewehrungsarbeiten dargestellt.

7)

vgl. Toffel/Klein/Bötzkes (2001). Ein Bewehrungs-Leistungs-Nomogramm. 60


291

Anhand dieses Interaktionsdiagramms werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/to], • Anzahl an Arbeitskräften, • Stundenleistung [to/h], • täglicher Arbeitszeit [Std/d], • täglicher Leistung [to/d], • Vorgangsdauer [d], • Bewehrungsmenge [to] und • Summe der Lohnstunden [Std] hergestellt. Nachfolgend werden die Abszissen, Ordinaten, Geraden und Kurven in den einzelnen Quadranten beschrieben. Auf der Abszisse im I. Quadranten sind die Aufwandswerte, hier von 6 bis 34 Std/to, dargestellt. Das Hauptintervall ist 2 und das Hilfsintervall ist 1 Std/to. Auf der Ordinate ist die stündliche Bewehrungsleistung aufgetragen. Die Skala auf der Ordinate reicht von 0 bis 3 to/h (das Hauptintervall ist 0,2 und das Hilfsintervall ist 0,05 to/h). Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Bauwerke 3,000

2,800

2,800

2,600

2,600

2,400

2,400

2,200 2,000 1,800 1,600

II

1,400 1,200


1,000 0,800

Stündliche Leistung [to/h]

3,000


2,200 2,000 1,800 1,600

I

1,400 1,200 1,000 0,800

0,600

0,600

0,400

0,400

0,200

0,200

0,000

0,000

26

24

22

20

18 16 14 12 10 Tägliche Tägliche Leistung Leistung [to/d] [to/d]

8

6

4

2

0

6

8

10

12

28

26

24

22

20

18

8

6

4

2

0

6

8

10

12

14

12

10

III DBW DBW DBW DBW DBW DBW DBW

=4d = 12 d = 20 d = 28 d = 36 d = 44 d = 52 d

DBW DBW DBW DBW DBW DBW DBW

=8d = 16 d = 24 d = 32 d = 40 d = 48 d = 56 d

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 450,0 500,0 550,0 600,0 650,0 700,0 750,0 800,0


28

16


0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 450,0 500,0 550,0 600,0 650,0 700,0 750,0 800,0

14 16 18 20 22 24 26 28 Aufwandswerte Aufwandswerte für für Bewehrungsarbeiten Bewehrungsarbeiten [Std/to] [Std/to] 14 16 18 20 22 24 26 28

30

32

34

30

32

34

IV BWLStd= 500 Std BWLStd= 2.000 Std BWLStd= 3.500 Std BWLStd= 5.000 Std BWLStd= 6.500 Std BWLStd= 8.000 Std BWLStd= 9.500 Std

BWLStd= 1.000 Std BWLStd= 2.500 Std BWLStd= 4.000 Std BWLStd= 5.500 Std BWLStd= 7.000 Std BWLStd= 8.500 Std BWLStd= 10.000 Std

BWLStd= 1.500 Std BWLStd= 3.000 Std BWLStd= 4.500 Std BWLStd= 6.000 Std BWLStd= 7.500 Std BWLStd= 9.000 Std BWLStd= 10.500 Std

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Abb. 6-17 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Bauwerke

Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine ausgewählte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit

292


„AK“ bezeichnet und mit der Zahl der Arbeitskräfte ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmender Höhe der Aufwandswerte. Durch die Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte, von 2 bis 32 (die Schrittweite ist 2) dargestellt. Die getroffene Einteilung kann beliebig geändert und erweitert werden. Für die Anwendung des Diagramms können, im Zusammenhang mit den Aufwandswerten, verschiedene Wege eingeschlagen werden. Es kann beispielsweise die Höhe des Aufwandswertes im Vorhinein bestimmt werden und dann die dazugehörige Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch aus den Diagrammen ermittelt werden. Alle Einflüsse auf die Größe des Aufwandswertes sind dabei zu berücksichtigen. Aufgrund der Vorgaben (Zwischentermine, Endtermine) kann andererseits der maximale Aufwandswert aus den Diagrammen ermittelt werden, um die notwendige Leistung erzielen zu können. Für den Fall, dass die Anzahl der Arbeitskräfte und der Aufwandswert die Eingangsparameter sind, wählt man auf der Abszisse den entsprechenden Wert und die zutreffende Kurve im Diagramm aus. Ausgehend vom Abszissenwert zeichnet man die Vertikale nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt geht man horizontal nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab. Die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung ist im II. Quadranten dargestellt. Zur Angabe der Bewehrungsleistung wurde der Arbeitstag [d] als Zeiteinheit gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung (die Bandbreite wurde hier von 0 bis 28 to/d gewählt, die Schrittweite für das Hauptintervall ist 2 und für das Hilfsintervall 1 to/d) und auf der Ordinate die Stundenleistung abgebildet. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Für das Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit dargestellt (die Gerade „AZ = 12 h/d“ steht beispielsweise für eine Tagesarbeitszeit von 12 Stunden). Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden nimmt mit steigender Tagesleistung und mit zunehmender Stundenleistung zu. Ist z.B. die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale wird von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, bis diese auf die entsprechenden Tagesleistungen auf der Abszisse trifft, d.h. für die erzielbare Ta-


293

gesleistung werden neun Größenordnungen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Bewehrungsmenge und Dauer wird im III. Quadranten hergestellt. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer („DBW = 16“ steht z.B. für eine Dauer von 16 Arbeitstagen). Beginnend mit einer Dauer von 4 Tagen, erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 56 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 4 Tagen festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Bewehrungsmenge der Fundamentplatte dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 800 to. Für das Hauptintervall wurden 50 und für das Hilfsintervall 10 to gewählt. Anhand der vorgegebenen Bewehrungsmenge und der maximal zulässigen Dauer für das Bewehren (z.B. Vorgabe aus dem Bauzeitplan aufgrund von Zwischenterminen und des Endtermins) kann beispielsweise durch Anwendung des Diagramms grafisch die dazu erforderliche Mindest-Tagesleistung bestimmt werden. Für die Bewehrungsmenge und die erforderliche Mindest-Tagesleistung kann die entsprechende Vorgangsdauer grafisch ermittelt werden. Der Zusammenhang zwischen der Größenordnung des Aufwandswertes, der Bewehrungsmenge und der Summe der Lohnstunden für einen Fertigungsabschnitt, ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Ordinate im Diagramm zwischen III. und IV. Quadranten ist deckungsgleich. Ebenso entspricht die Abszisse jener im ersten Quadranten. Die einzelnen Kurven verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme. Beginnend bei 500 Std, sind die Kurven in 500 Stunden-Intervallen bis zum Höchstwert von 10.500 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigendem Aufwandswert ab.

6.4.1.3


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 6-17 Lösungen auszuarbeiten. Für das Beispiel „Bewehrungsarbeiten für ein Bauwerk“ gelten folgende Angaben: • Stahlbetonmenge des Bauwerks: 5.000 m3

294

• • • •


mittlerer Bewehrungsgrad: 100 kg/m3 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d mittlerer Aufwandswert: 14 Std/to Anzahl der Arbeitskräfte: 20

Aufgabenstellung: Gesucht sind Leistungswerte, Dauer und Summe der Lohnstunden. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die Lösung der Aufgabe wird mittels Diagramm in Abb. 6-18 grafisch dargestellt und auch beschrieben. Als erster Schritt wird im I. Quadranten des Diagramms bei dem Aufwandswert von 14 Std/to die Vertikale (1) nach oben eingezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve für 20 Arbeitskräfte (Gerade mit der Bezeichnung „AK = 20“) ergibt. Ausgehend vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate ergibt sich daraus die gesuchte Stundenleistung mit ca. 1,43 to/h. Aus der Verlängerung der Geraden (2) folgt im II. Quadranten ein Schnittpunkt mit der Geraden die für die Arbeitszeit von 8 Stunden steht (= Gerade mit der Bezeichnung „AZ = 8 h/d“). Ausgehend von diesem Punkt wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Ordinate wird dadurch die Tagesleistung bestimmt (ca. 11,5 to/h). Im III. Quadranten wird auf der Ordinate die Bewehrungsmenge von 500 to (folgt aus der Betonmenge und dem durchschnittlichen Bewehrungsgrad) aufgetragen. Von diesem Punkt wird die Horizontale (4) nach links gezogen, bis sich mit der Verlängerung der Geraden (3) der Schnittpunkt ergibt. Der Schnittpunkt liegt auf der Geraden „DBW,i = 44 d“. Die Dauer ist dadurch mit ca. 44 d bestimmt. Als nächstes wird die entsprechende Summe der Lohnstunden aus dem IV. Quadranten bestimmt. Die Gerade (5) wird mit der Geraden (6) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt auf der Kurve „BWLStd,i = 7.000 Std“. Die Lohnstundensumme für die gesamten Bewehrungsarbeiten des Bauwerks beträgt somit ca. 7.000 Std.

6.4.1.4


Hier wird untersucht, wie sich Dauer, Leistungswerte und Anzahl der Lohnstunden ändern, wenn der Aufwandswert von 14 Std/to auf 16 Std/to


295

erhöht wird. Alle übrigen Parameter werden dabei konstant gehalten. Beim Aufwandswert von 16 Std/to wird im I. Quadranten die Vertikale (7) nach oben eingezeichnet, bis sie auf die Kurve für 20 Arbeitskräfte trifft. Ausgehend von diesem Punkt wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet, bis sich die stündliche Leistung auf der Abszisse ablesen lässt. Diese beträgt für den erhöhten Aufwandswert nunmehr ca. 1,25 to/h. Zur Bestimmung der täglichen Leistung wird die Gerade (8) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für die tägliche Arbeitszeit von 8 h geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (9) nach unten eingezeichnet, bis sich auf der Abszisse der entsprechende Wert ablesen lässt. Die Leistung reduziert sich um ca. 1,5 to/d gegenüber dem Ausgangsbeispiel. Zur Ermittlung der geänderten Dauer wird die Gerade (9) in den III. Quadranten verlängert, bis sie auf die Horizontale (4) trifft. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 48 d“ und „DBW,i = 52 d“. Durch grafisches Interpolieren ermittelt sich die Dauer mit ca. 50 d. Die Dauer für die Bewehrungsarbeiten hat sich somit um ca. 14 % erhöht.

Abb. 6-18 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für ein Bauwerk – Anwendungsbeispiel

Zur Ermittlung der Änderung der Anzahl der Lohnstunden wird im IV. Quadranten bei dem Aufwandswert von 16 Std/to die Vertikale (10) nach unten abgetragen und mit der Verlängerung der Geraden (5) geschnit-

296


ten. Der Punkt liegt auf der Kurve „BWLStd,i = 8.000 Std“. Durch den geänderten Aufwandswert ist die Summe der Lohnstunden von 7.000 auf ca. 8.000 Std gestiegen.

6.5

Feinplanung der Bewehrungsarbeiten in Ebene 4

Im folgenden Abschnitt werden für die Bauteile Fundamentplatten, Stützen, Wände und Decken Interaktionsdiagramme für die Bewehrungsarbeiten präsentiert.

6.5.1

Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten – Ebene 4: Fundamentplatten

Anhand des Interaktionsdiagramms in Abb. 6-19 werden baubetriebliche Zusammenhänge für die Bewehrungsarbeiten der Fundamentplatten grafisch dargestellt. Durch dieses Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/to], • Anzahl an Arbeitskräften, • Stundenleistung [to/h], • täglicher Arbeitszeit [h/d], • täglicher Leistung [to/d], • Vorgangsdauer [d], • Bewehrungsmenge eines Fertigungsabschnittes [to] und • Summe der Lohnstunden für einen Fertigungsabschnitt [Std] hergestellt. Die Nutzung der Diagramme ist dabei auf verschiedene Art und Weise möglich.

6.5.1.1


Auf der Abszisse im I. Quadranten sind die Aufwandswerte (hier von 6 bis 34 Std/to dargestellt; das Hauptintervall ist 2 und das Hilfsintervall ist 1 Std/to) und auf der Ordinate ist die stündliche Bewehrungsleistung aufge-


297

tragen. Die Skala auf der Ordinate reicht von 0 bis 3,5 to/h (das Hauptintervall ist 0,25 und das Hilfsintervall ist 0,0125 to/h). Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine ausgewählte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeichnet und mit der Zahl der Arbeitskräfte ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmenden Aufwandswerten. Durch die Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte von 4 bis 34 (die Schrittweite ist 2) dargestellt. Die getroffene Einteilung kann beliebig geändert und erweitert werden. Zur Anwendung des Diagramms können im Zusammenhang mit den Aufwandswerten verschiedene Wege eingeschlagen werden. Die Höhe des Aufwandswertes kann z.B. im Vorhinein bestimmt und dann die dazugehörige Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch ermittelt werden. Alle Einflüsse auf die Größe des Aufwandswertes sind dabei zu berücksichtigen. Für den Fall, dass die Anzahl der Arbeitskräfte und ein Aufwandswert die Eingangsparameter sind, wählt man auf der Abszisse den entsprechenden Wert und die zutreffende Kurve im Diagramm aus. Ausgehend vom Abszissenwert zeichnet man eine Vertikale nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt geht man horizontal nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab. Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Fundamentplatten 3,500

3,250

3,250

3,000

3,000

AZ = 11 h/d

2,750

2,750

AZ = 12 h/d

2,500

AZ = 10 h/d

AZ = 13 h/d

2,250

AZ = 14 h/d

II

AZ = 15 h/d

2,000

AZ = 16 h/d

1,750 1,500 1,250 1,000 0,750

28

26

24

22

20

18 16 14 12 10 Tägliche Tägliche Leistung Leistung [to/d] [to/d]

8

6

4

2

0

28

26

24

22

20

18

8

6

4

2

0

16

14

12

10

DBW,i = 0,80 d DBW,i = 1,60 d DBW,i = 2,40 d DBW,i = 3,20 d DBW,i = 4,00 d DBW,i = 4,80 d DBW,i = 5,60 d DBW,i = 6,40 d

1,250 1,000 0,750

0,000

0,0

0,0

10,0

10,0

20,0

20,0

70,0 80,0

I

1,500

0,250

60,0


1,750

0,500

50,0


2,000

0,000

40,0

III

2,250

0,250

30,0


2,500

0,500


AZ = 9 h/d

Stündliche Leistung [to/h]

3,500 AZ = 8 h/d

6

8

10

12

6

8

10

12


30

32

34

30

32

34

30,0 40,0

IV

50,0 60,0 70,0 80,0

90,0

90,0

100,0

100,0

BWLStd,i = 100 Std BWLStd,i = 200 Std BWLStd,i = 300 Std BWLStd,i = 400 Std BWLStd,i = 500 Std BWLStd,i = 600 Std BWLStd,i = 700 Std BWLStd,i = 800 Std BWLStd,i = 900 Std BWLStd,i = 1.000 Std

BWLStd,i = 150 Std BWLStd,i = 250 Std BWLStd,i = 350 Std BWLStd,i = 450 Std BWLStd,i = 550 Std BWLStd,i = 650 Std BWLStd,i = 750 Std BWLStd,i = 850 Std BWLStd,i = 950 Std BWLStd,i = 1.050 Std

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Abb. 6-19 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Fundamentplatten

298


Die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung ist im II. Quadranten dargestellt. Zur Angabe der Bewehrungsleistung wurde der Arbeitstag [d] als Zeiteinheit gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung (die Bandbreite wurde hier von 0 bis 28 to/d gewählt, die Schrittweite für das Hauptintervall ist 2 und für das Hilfsintervall 1 to/d) und auf der Ordinate die Stundenleistung abgebildet. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Im Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit dargestellt (die Gerade „AZ = 12“ steht beispielsweise für eine Tagesarbeitszeit von 12 Stunden). Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden nimmt mit steigender Tagesleistung und mit zunehmender Stundenleistung zu. Ist z.B. die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, dann wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale wird von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, bis sie auf die entsprechenden Tagesleistungen auf der Abszisse trifft, d.h. für die erzielbare Tagesleistung werden neun Größenordnungen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Bewehrungsmenge und Dauer wird im III. Quadranten präsentiert. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer („DBW,i = 2“ steht beispielsweise für eine Dauer von 2 Arbeitstagen). Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Bewehrungsmenge der Fundamentplatte dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 100 to. Für das Hauptintervall wurden hier 10 und für das Hilfsintervall 1 to gewählt. Beginnend mit einer Dauer von 0,4 Tagen, erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 6,4 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 0,4 Tagen festgelegt und kann an die spezifischen Randbedingungen angepasst werden. Anhand der vorgegebenen Bewehrungsmenge und der maximal zulässigen Dauer für das Bewehren (z.B. Vorgabe aus dem Bauzeitplan aufgrund von Zwischenterminen und des Endtermins) kann beispielsweise durch Anwendung des Diagramms grafisch die dazu erforderliche Mindest-Tagesleistung bestimmt werden. Für eine vorgegebene Bewehrungsmenge und eine erforderliche Mindest-Tagesleistung ist es möglich, die entsprechende Vorgangsdauer grafisch zu ermitteln.


299

Der Zusammenhang zwischen der Größenordnung des Aufwandswertes, der Bewehrungsmenge eines Fertigungsabschnittes und der Summe der Lohnstunden für einen Fertigungsabschnitt ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Ordinate zwischen III. und IV. Quadranten ist deckungsgleich. Ebenso entspricht die Abszisse im IV. Quadranten jener im I. Quadranten. Die einzelnen Kurven verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme. Beginnend bei 100 Std, sind die Kurven in 50 Stunden-Intervallen bis zum Höchstwert von 1.050 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigendem Aufwandswert ab.

6.5.1.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 6-19 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird für jedes Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel „Bewehrungsarbeiten für eine Fundamentplatte“ gelten folgende Angaben: • • • • • • •

Länge der Fundamentplatte: 40 m Breite der Fundamentplatte: 30 m Dicke der Fundamentplatte: 60 cm tägliche Arbeitszeit: 8 h/d Aufwandswert: 16 Std/to Anzahl der Arbeitskräfte: 22 Bewehrungsgrad: 80 kg/m3

Aufgabenstellung: Gesucht sind Leistungswerte, Dauer und Summe der Lohnstunden. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Anhand der Deckenfläche, Deckendicke und dem Bewehrungsgrad lässt sich grafisch die Bewehrungsmenge aus dem Diagramm in Abb. 3-25 mit ca. 58 to bestimmen. Die Lösung der Aufgabe wird mittels Diagramm in Abb. 6-20 grafisch dargestellt und auch beschrieben.

300


Als erster Schritt wird im I. Quadranten beim Abszissenwert von 16 Std/to die Vertikale (1) nach oben eingezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve für 22 Arbeitskräfte (Gerade mit der Bezeichnung „AK = 22“) ergibt. In weiterer Folge wird, ausgehend vom Schnittpunkt, die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate ergibt sich damit die Stundenleistung mit ca. 1,38 to/h. Aus der Verlängerung der Geraden (2) folgt im II. Quadranten der Schnittpunkt mit der Geraden (Gerade mit der Bezeichnung „AZ = 8 h/d“), die für eine Arbeitszeit von 8 Stunden steht. Ausgehend von diesem Punkt wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Ordinate wird dadurch die Tagesleistung bestimmt (ca. 11 to/h).

Abb. 6-20 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Fundamentplatten – Anwendungsbeispiel

Im III. Quadranten wird auf der Ordinate die Bewehrungsmenge von 58 to (folgt aus den Abmessungen und dem Bewehrungsgrad) aufgetragen. Von diesem Punkt wird die Horizontale (4) nach links gezogen, bis sich mit der Verlängerung der Geraden (3) der Schnittpunkt ergibt. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 5,2 d“ und „DBW,i = 5,6 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 5,3 d. Als nächstes wird die entsprechende Summe der Lohnstunden aus dem IV. Quadranten bestimmt. Die Gerade (5) wird mit der Geraden (6) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Kurven „BWLStd,i =


301

900 Std“ und „BWLStd,i = 950 Std“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Lohnstundensumme für den Fertigungsabschnitt mit ca. 930.

6.5.1.3


Wie ändern sich die Dauer und die Leistungswerte, wenn die tägliche Arbeitszeit von 8 auf 9 h erhöht wird (Annahme: es gibt keine Leistungsverluste aufgrund der täglichen Mehrarbeit)? Alle übrigen Parameter bleiben dabei konstant. Im II. Quadranten wird die Gerade (2) verlängert, bis sich der Schnittpunkt mit der Geraden „AZ = 9 h/d“ ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (7) nach unten eingezeichnet, bis sich die stündliche Leistung auf der Abszisse bestimmen lässt. Mit ca. 12,4 to/d hat sich die tägliche Leistung somit um ca. 1,4 to/d vergrößert. Zur Ermittlung der geänderten Dauer wird die Gerade (7) in den III. Quadranten verlängert; gleichzeitig wird die Gerade (4) verlängert und es folgt mit (7) der Schnittpunkt. Der ermittelte Wert liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 4,4 d“ und „DBW,i = 4,8 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 4,7 d. Die Dauer für die Bewehrungsarbeiten der Fundamentplatte hat sich somit um ca. 11 % verringert.

6.5.2

Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten – Ebene 4: Stützen

Anhand des Interaktionsdiagramms in Abb. 6-21 werden für die Bewehrungsarbeiten für Stützen baubetriebliche Zusammenhänge grafisch dargestellt. Mit diesem Interaktionsdiagramm werden für Stützen die Beziehungen zwischen • • • • • • •

Aufwandswert [Std/to], Anzahl an Arbeitskräften, Stundenleistung [to/h], täglicher Arbeitszeit [h/d], täglicher Leistung [to/d], Vorgangsdauer [d], Bewehrungsmenge einer Stütze [to] und

302


• Summe der Lohnstunden für eine Stütze [Std] hergestellt. Die Nutzung der Diagramme ist dabei auf verschiedene Art und Weise möglich.

6.5.2.1


Im I. Quadranten sind auf der Abszisse die Aufwandswerte von 6 bis 34 Std/to aufgetragen. Auf der Ordinate ist die Bewehrungsleistung je Stunde dargestellt. Für die Abszisse beträgt das Hauptintervall 2 Std/to und für das Hilfsintervall 1 Std/to. Die Skala auf der Ordinate reicht von 0 bis 500 kg/h (das Hauptintervall ist 50 und das Hilfsintervall ist 10 kg/h). Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine ausgewählte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeichnet und mit der Anzahl der Arbeitskräfte ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmender Höhe der Aufwandswerte. Durch die Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte von 1 bis 6 (die Schrittweite ist 1) dargestellt. Die getroffene Einteilung kann beliebig geändert und erweitert werden. Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Stützen 500

450

450

400

400

350 300

II

250 200 150

3,50

3,25

3,00

2,75

2,50

2,25 2,00 1,75 1,50 1,25 Tägliche Leistung [to/d] [to/d] Tägliche Leistung

1,00

0,75

0,50

0,25

3,50

3,25

3,00

2,75

2,50

2,25

1,00

0,75

0,50

0,25

2,00

1,75

1,50

1,25



50

100

100

150

150

450

6

8

10

12

6

8

10

12


30

32

34

30

32

34

0

50

400

I

150

0

0,00 0

350

AK = 6

200

50

300

AK = 4

AK = 5

250

100

250

AK = 2

AK = 3

300

50 0 0,00

AK = 1

350

100

200

III

Stündliche Leistung [kg/h]

500



200 250

IV

300 350 400 450

500

500

550

550

600

600

BWLStd,i = 0,50 Std BWLStd,i = 1,50 Std BWLStd,i = 2,50 Std BWLStd,i = 3,50 Std BWLStd,i = 4,50 Std BWLStd,i = 5,50 Std BWLStd,i = 6,50 Std BWLStd,i = 7,50 Std BWLStd,i = 8,50 Std BWLStd,i = 9,50 Std


©HOFSTADLER

Abb. 6-21 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Stützen


303

Zur Anwendung des Diagramms können im Zusammenhang mit den Aufwandswerten verschiedene Wege eingeschlagen werden. Die Höhe des Aufwandswertes kann z.B. im Vorhinein bestimmt werden und dann dazu die Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch aus den Diagrammen ermittelt werden. Alle Einflüsse auf die Größe des Aufwandswertes sind dabei zu berücksichtigen. Aufgrund der Vorgaben (Zwischentermine, Endtermine) kann andererseits der maximale Aufwandswert aus den Diagrammen ermittelt werden, um die notwendige Leistung erzielen zu können. Für den Fall, dass die Anzahl der Arbeitskräfte und ein Aufwandswert die Eingangsparameter sind, wählt man auf der Abszisse den entsprechenden Wert und die zutreffende Kurve im Diagramm. Vom Abszissenwert zeichnet man eine Vertikale nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Ausgehend vom Schnittpunkt zieht man eine Horizontale nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab. Die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung ist im II. Quadranten dargestellt. Als Zeiteinheit zur Angabe der Bewehrungsleistung wurde der Arbeitstag [d] gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung (die Bandbreite wurde hier von 0 bis 3,5 to/d gewählt, die Schrittweite für das Hauptintervall ist 0,25 und für das Hilfsintervall 0,125 to/h) und auf der Ordinate die Stundenleistung abgebildet. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Im Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit dargestellt (die Gerade „AZ = 10“ steht beispielsweise für eine Tagesarbeitszeit von 10 Stunden). Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden nimmt mit steigender Tagesleistung und mit zunehmender Stundenleistung zu. Ist z.B. die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, wird die Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale wird von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, bis sie auf die entsprechenden Tagesleistungen auf der Abszisse trifft, d.h. für die erzielbare Tagesleistung werden neun Größenordnungen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Bewehrungsmenge einer Stütze und Dauer wird im III. Quadranten präsentiert. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer („DBW,i = 0,2“ bedeutet beispielsweise eine Dauer von 0,2 Arbeitstagen).

304


Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Bewehrungsmenge für eine Stütze dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 600 kg. Für das Hauptintervall wurden 50 und für das Hilfsintervall 10 kg gewählt. Beginnend mit einer Dauer von 0,02 Tagen, erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 0,32 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 0,02 Tagen festgelegt und kann an die spezifischen Verhältnisse angepasst werden. Mit der vorgegebenen Bewehrungsmenge und der maximal zulässigen Dauer für das Bewehren (z.B. Vorgabe aus dem Bauzeitplan aufgrund von Zwischenterminen und des Endtermins) kann beispielsweise durch Anwendung des Diagramms grafisch die dazu erforderliche Mindest-Tagesleistung bestimmt werden. Für eine vorgegebene Bewehrungsmenge und eine erforderliche Mindest-Tagesleistung ist es möglich, die entsprechende Vorgangsdauer grafisch zu ermitteln. Der Zusammenhang zwischen Größenordnung des Aufwandswertes, Bewehrungsmenge einer Stütze und Summe der Lohnstunden ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Ordinate zwischen III. und IV. Quadranten ist gleich. Ebenso entspricht die Abszisse im IV. Quadranten jener im I. Quadranten. Die einzelnen Kurven im Diagramm verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme. Beginnend bei 0,50 Std, sind die Kurven in 0,5 Stunden-Intervallen bis zum Höchstwert von 10 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigendem Aufwandswert ab.

6.5.2.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 6-21 Lösungen auszuarbeiten. Für das Beispiel „Bewehrungsarbeiten für eine Stütze“ gelten folgende Angaben: • • • • • • •

Länge der Stütze: 50 cm Breite der Stütze: 50 cm Höhe der Stütze: 3 m Anzahl der Arbeitskräfte: 3 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten: 18 Std/to Bewehrungsgrad: 300 kg/m3


305

Aufgabenstellung: Gesucht sind Leistungswerte, Dauer und Summe der Lohnstunden. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Anhand der Abmessungen der Stütze wird die Bewehrungsmenge bestimmt (z.B. grafisch mit dem entsprechenden Interaktionsdiagramm aus Kapitel 3.5.3). Die Bewehrungsmenge für eine Stütze beträgt jeweils ca. 225 kg. Die Lösung der Aufgabe wird mittels Diagramm in Abb. 6-22 grafisch dargestellt und beschrieben. Als erster Schritt wird im I. Quadranten des Diagramms beim Abszissenwert von 18 Std/to die Vertikale (1) nach oben eingezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve für 3 Arbeitskräfte (Gerade mit der Bezeichnung „AK = 3“) ergibt. Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Stützen 500

450

450

400

400

350 300

II

250 200 150

(3)

(9)

3,50

3,25

3,00

2,75

2,50

2,25 2,00 1,75 1,50 1,25 Tägliche Leistung [to/d] [to/d] Tägliche Leistung

1,00

0,75

0,50

0,25

3,50

3,25

3,00

2,75

2,50

2,25

1,00

0,75

0,50

0,25

2,00

1,75

1,50

1,25

(4)



150

50

100

100

150

150

450

(8) (1) 6

8

10

(7)

6

8

10

12

14 16 18 20 22 24 26 28 Aufwandswerte Aufwandswerte für für Bewehrungsarbeiten Bewehrungsarbeiten [Std/to] [Std/to] 12 14 16 18 20 22 24 26 28

30

32

34

30

32

34

0

50

400

I

0

0,00 0

350

AK = 6

(2)

200

50

300

AK = 4

AK = 5

250

100

200

AK = 2

AK = 3

300

50 0 0,00

AK = 1

350

100

250

III


500



200

(6)

(10)

(5)

250

IV

300 350 400 450

500

500

550

550

600

600



©HOFSTADLER

Abb. 6-22 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Stützen – Anwendungsbeispiel

In weiterer Folge wird, ausgehend vom Schnittpunkt, eine Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate ergibt sich damit die Stundenleistung mit ca. 170 kg/h. Aus der Verlängerung der Geraden (2) folgt im zweiten Quadranten ein Schnittpunkt mit der Geraden die für die Arbeitszeit von 8 Stunden (= Gerade mit der Bezeichnung „AZ = 8“) steht.

306


Ausgehend von diesem Punkt wird eine Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch die Tagesleistung bestimmt (ca. 1,3 to/d). Im dritten Quadranten wird auf der Ordinate eine Bewehrungsmenge von 225 kg aufgetragen. Von diesem Punkt wird die Horizontale (4) nach links gezogen, bis sich mit der Verlängerung der Geraden (3) der Schnittpunkt ergibt. Dieser liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 0,16 d“ und „DBW,i = 0,18 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 0,17 d (dies entspricht in diesem Beispiel ca. 1,5 h). Als nächstes wird die entsprechende Summe der Lohnstunden aus dem IV. Quadranten bestimmt. Die Gerade (5) wird mit der Geraden (6) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Kurven „BWLStd,i = 4 Std“ und „BWLStd,i = 4,5 Std“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Lohnstundensumme für eine Stütze mit ca. 4,1 Std.

6.5.2.3


Nachfolgend wird untersucht wie sich eine Erhöhung des Aufwandswertes von 18 to/h auf 22 to/h auswirkt. Ausgehend vom Aufwandswert von 22 Std/to wird im I. Quadranten die Vertikale (7) nach oben eingezeichnet, bis diese auf die Kurve für 3 Arbeitskräfte trifft. Von diesem Punkt wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet, bis sich die stündliche Leistung auf der Abszisse ablesen lässt. Diese beträgt für den erhöhten Aufwandswert nunmehr ca. 135 kg/h. Zur Bestimmung der täglichen Leistung wird die Gerade (8) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für die tägliche Arbeitszeit von 8 h geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (9) nach unten eingezeichnet, bis sich auf der Abszisse der entsprechende Wert mit 1,1 to/d ablesen lässt. Die Leistung hat sich somit um ca. 0,2 to/d gegenüber dem Ausgangsbeispiel reduziert. Zur Ermittlung der geänderten Dauer wird die Gerade (9) in den III. Quadranten verlängert, bis sie auf die Horizontale (4) trifft. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 0,2 d“ und „DBW,i = 0,22 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 0,21 d. Die Dauer der Bewehrungsarbeiten der Fundamentplatte hat sich somit um ca. 23 % erhöht.


307

Zur Ermittlung der Änderung der Anzahl der Lohnstunden wird im IV. Quadranten bei dem Aufwandswert von 22 Std/to die Vertikale (10) nach unten abgetragen und mit der Verlängerung der Geraden (5) geschnitten. Der Punkt liegt auf der Kurve „BWLStd,i = 5 Std“. Durch den geänderten Aufwandswert ist die Summe der Lohnstunden somit von 4,1 auf ca. 5 Std gestiegen.

6.5.3

Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten – Ebene 4: Wände

Anhand des Interaktionsdiagramms in Abb. 6-23 werden baubetriebliche Zusammenhänge für die Bewehrungsarbeiten grafisch dargestellt. Mit diesem Interaktionsdiagramm werden für Wände die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/to], • Anzahl an Arbeitskräften, • Stundenleistung [to/h], • täglicher Arbeitszeit [h/d], • täglicher Leistung [to/d], • Vorgangsdauer [d], • Bewehrungsmenge einer Stütze [to] und • Summe der Lohnstunden [Std] hergestellt. Die Nutzung der Diagramme ist dabei auf verschiedene Art und Weise möglich.

6.5.3.1


Im I. Quadranten sind auf der Abszisse die Aufwandswerte (hier von 6 bis 34 Std/to) dargestellt (das Hauptintervall ist 2 und das Hilfsintervall ist 1 Std/to) und auf der Ordinate die Bewehrungsleistung je Stunde aufgetragen. Die Skala auf der Ordinate reicht von 0 bis 900 kg/h (das Hauptintervall ist 50 und das Hilfsintervall ist 10 kg/h). Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine ausgewählte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeichnet und mit der Anzahl der Arbeitskräfte ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmender Höhe der Aufwandswer-

308


te. Durch die Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte von 1 bis 12 (die Schrittweite ist 1) dargestellt. Die getroffene Einteilung kann beliebig geändert und erweitert werden. Zur Anwendung des Diagramms können im Zusammenhang mit den Aufwandswerten verschiedene Wege eingeschlagen werden. Die Höhe des Aufwandswertes kann z.B. im Vorhinein bestimmt werden und dann die dazugehörige Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch aus den Diagrammen ermittelt werden. Alle Einflüsse auf die Größe des Aufwandswertes sind dabei zu berücksichtigen. Andererseits kann aufgrund der Vorgaben (Zwischentermine, Endtermine) der maximale Aufwandswert aus den Diagrammen ermittelt werden, um die notwendige Leistung erzielen zu können.

AZ AZ AZ AZ AZ AZ AZ AZ AZ

900,0 850,0 800,0 750,0 700,0 650,0 600,0 550,0 500,0 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0

= 8 h/d = 9 h/d = 10 h/d = 11 h/d = 12 h/d = 13 h/d = 14 h/d = 15 h/d = 16 h/d

II

3,5

3,0

900,0 850,0 800,0 750,0 700,0 650,0 600,0 550,0 500,0 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0

AK = 1 AK = 3 AK = 5 AK = 7 AK = 9 AK = 11

AK = 2 AK = 4 AK = 6 AK = 8 AK = 10 AK = 12

I

7,0

6,5

6,0

5,5

5,0

4,5

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

6

8

10

30

32

34

6,5

6,0

5,5

5,0

Tägliche Tägliche Leistung Leistung [to/d] [to/d] 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5

12 14 16 18 20 22 24 26 28 Aufwandswerte Aufwandswerte für für Bewehrungsarbeiten Bewehrungsarbeiten [Std/to] [Std/to]

7,0

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

6

8

10

12

30

32

34

III DBW,i = 0,20 d DBW,i = 0,60 d DBW,i = 1,00 d DBW,i = 1,40 d DBW,i = 1,80 d DBW,i = 2,20 d DBW,i = 2,60 d DBW,i = 3,00 d


0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00


4,0


Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Wände

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 10,00

14

16

18

20

22

24

26

28

IV BWLStd,i = 10 Std BWLStd,i = 20 Std BWLStd,i = 30 Std BWLStd,i = 40 Std BWLStd,i = 50 Std BWLStd,i = 60 Std BWLStd,i = 70 Std BWLStd,i = 80 Std BWLStd,i = 90 Std BWLStd,i = 100 Std

BWLStd,i = 15 Std BWLStd,i = 25 Std BWLStd,i = 35 Std BWLStd,i = 45 Std BWLStd,i = 55 Std BWLStd,i = 65 Std BWLStd,i = 75 Std BWLStd,i = 85 Std BWLStd,i = 95 Std BWLStd,i = 105 Std

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Abb. 6-23 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Wände

Für den Fall, dass die Anzahl der Arbeitskräfte und ein Aufwandswert die Eingangsparameter sind, wählt man auf der Abszisse den entsprechenden Wert und die zutreffende Kurve im Diagramm aus. Ausgehend vom Abszissenwert zeichnet man eine Vertikale nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt geht man horizontal nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab.


309

Die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung ist im II. Quadranten dargestellt. Als Zeiteinheit zur Angabe der Bewehrungsleistung wurde der Arbeitstag [d] gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung (die Bandbreite wurde hier von 0 bis 7 to/d gewählt, die Schrittweite für das Hauptintervall ist 0,5 und für das Hilfsintervall 0,25 to/h) und auf der Ordinate die Stundenleistung abgebildet. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Im Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit dargestellt (die Gerade „AZ = 10 h/d“ steht beispielsweise für eine Tagesarbeitszeit von 10 Stunden). Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden nimmt mit steigender Tagesleistung und mit zunehmender Stundenleistung zu. Ist z.B. die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale wird von den jeweiligen Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, bis auf der Abszisse die entsprechenden Tagesleistungen abzulesen sind, d.h. für die erzielbare Tagesleistung werden neun Größenordnungen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Bewehrungsmenge der Wand und Dauer wird im III. Quadranten präsentiert. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer („DBW,i = 0,2“ bedeutet beispielsweise eine Dauer von 0,2 Arbeitstagen). Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Bewehrungsmenge dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 10 to. Für das Hauptintervall wurden hier 0,5 und für das Hilfsintervall 0,1 to gewählt. Beginnend mit einer Dauer von 0,2 Tagen, erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 3,2 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 0,2 Tagen festgelegt und kann spezifisch angepasst werden. Mit der vorgegebenen Bewehrungsmenge und der maximal zulässigen Dauer für das Bewehren (z.B. Vorgabe aus dem Bauzeitplan aufgrund von Zwischenterminen und des Endtermins) kann beispielsweise durch Anwendung des Diagramms grafisch die dazu erforderliche MindestTagesleistung bestimmt werden. Für die Bewehrungsmenge und eine erforderliche Mindest-Tagesleistung ist es möglich, die entsprechende Vorgangsdauer grafisch zu ermitteln.

310


Der Zusammenhang zwischen Größenordnung des Aufwandswertes, Bewehrungsmenge und Summe der Lohnstunden, ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Ordinate zwischen III. und IV. Quadranten ist gleich. Ebenso entspricht die Abszisse im IV. jener im I. Quadranten. Die einzelnen Kurven im Diagramm verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme. Beginnend bei 10 Std, sind die Kurven in 5 Stunden-Intervallen bis zum Höchstwert von 105 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigendem Aufwandswert ab.

6.5.3.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 6-23 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird für jedes Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel „Bewehrungsarbeiten für einen Fertigungsabschnitt einer Wand“ gelten folgende Angaben: • • • • • • •

Länge des Wandabschnitts: 20 m Wanddicke: 30 cm Höhe der Wand: 3 m Anzahl der Arbeitskräfte: 7 tägliche Arbeitszeit: 8 h/d Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten: 15 Std/to Bewehrungsgrad: 150 kg/m3

Aufgabenstellung: Gesucht sind Leistungswerte, Dauer und Summe der Lohnstunden. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Anhand der Abmessungen und des Bewehrungsgrads des Wandabschnitts wird die Bewehrungsmenge grafisch durch Anwendung des Diagramms in Abb. 3-27 bestimmt. Die Bewehrungsmenge beträgt für den Wandabschnitt ca. 2.700 kg. Die Lösung der Aufgabe wird mittels Diagramm in Abb. 6-24 grafisch dargestellt und beschrieben.


311

Als erster Schritt wird im I. Quadranten bei dem Abszissenwert von 15 Std/to die Vertikale (1) nach oben eingezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve für 7 Arbeitskräfte (= Gerade mit der Bezeichnung „AK = 7“) ergibt. In weiterer Folge wird ausgehend vom Schnittpunkt die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate ergibt sich damit die Stundenleistung mit ca. 470 kg/h. Aus der Verlängerung der Geraden (2) folgt im II. Quadranten der Schnittpunkt mit der Geraden, welche für die Arbeitszeit von 8 Stunden steht (= Gerade mit der Bezeichnung „AZ = 8“). Ausgehend von diesem Punkt wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Ordinate wird dadurch die Tagesleistung bestimmt (ca. 3,75 to/d). Im III. Quadranten wird auf der Ordinate die Bewehrungsmenge von 2,7 to aufgetragen. Von diesem Punkt wird die Horizontale (4) nach links gezogen, bis sich mit der Verlängerung der Geraden (3) der Schnittpunkt ergibt. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 0,6 d“ und „DBW,i = 0,8 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 0,7 d (dies entspricht in diesem Beispiel ca. 5,8 h). Als nächstes wird die entsprechende Summe der Lohnstunden aus dem IV. Quadranten bestimmt. Die Gerade (5) wird mit der Geraden (6) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt auf der Kurve „BWLStd,i = 40 Std“. Die Anzahl der Lohnstunden beträgt ca. 40.

6.5.3.3


Wie sich die Erhöhung des Aufwandswertes von 15 Std/to auf 18 Std/to in baubetrieblicher Hinsicht auswirkt, wird nachfolgend untersucht. Ausgehend von einem Aufwandswert von 18 Std/to wird im I. Quadranten die Vertikale (7) nach oben eingezeichnet, bis sie auf die Kurve für 7 Arbeitskräfte trifft. Von diesem Punkt ausgehend wird die Horizontale (8) nach links eingezeichnet, bis sich die stündliche Leistung auf der Abszisse ablesen lässt. Diese beträgt für den erhöhten Aufwandswert nunmehr ca. 390 kg/h. Zur Bestimmung der täglichen Leistung wird die Gerade (8) in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für eine tägliche Arbeitszeit von 8 h geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Vertikale (9) nach unten eingezeichnet, bis sich auf der Abszisse der entsprechende Wert ablesen lässt. Die Leistung hat sich um ca. 0,65 to/d gegenüber dem Ausgangsbeispiel reduziert.

312


Abb. 6-24 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Wände – Anwendungsbeispiel

Zur Ermittlung der geänderten Dauer wird die Gerade (9) in den III. Quadranten verlängert, bis sie auf die Horizontale (4) trifft. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 0,8 d“ und „DBW,i = 1 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 0,85 d. Die Dauer für die Bewehrungsarbeiten des Wandabschnitts hat sich somit um ca. 21 % erhöht. Zur Ermittlung der Änderung der Anzahl der Lohnstunden wird im IV. Quadranten bei dem Aufwandswert von 18 Std/to die Vertikale (10) nach unten abgetragen und mit der Verlängerung der Geraden (5) geschnitten. Der Punkt liegt zwischen der Kurve „BWLStd,i = 45 Std“ und „BWLStd,i = 50 Std“. Durch den geänderten Aufwandswert ist die Summe der Lohnstunden von 40 auf ca. 49 Std gestiegen.

6.5.4

Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten – Ebene 4: Decken

Anhand des Interaktionsdiagramms in Abb. 6-25 werden baubetriebliche Zusammenhänge für die Bewehrungsarbeiten von Decken grafisch dargestellt.


313

Durch dieses Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • Aufwandswert [Std/to], • Anzahl an Arbeitskräften, • Stundenleistung [to/h], • täglicher Arbeitszeit [h/d], • täglicher Leistung [to/d], • Vorgangsdauer [d], • Bewehrungsmenge eines Fertigungsabschnittes [to] und • Summe der Lohnstunden für einen Fertigungsabschnitt [Std] hergestellt. Die Nutzung der Diagramme ist dabei auf verschiedene Weise möglich.

6.5.4.1


Auf der Abszisse im I. Quadranten sind die Aufwandswerte (hier von 6 bis 34 Std/to) dargestellt und auf der Ordinate die Bewehrungsleistung aufgetragen. Für die Abszisse ist das Hauptintervall 2 Std/to und für das Hilfsintervall 1 Std/to, die Skala auf der Ordinate reicht von 0 bis 2,4 to/h (das Hauptintervall ist 0,2 und das Hilfsintervall ist 0,05 to/h).

Abb. 6-25 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Decken

314


Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine ausgewählte Anzahl an Arbeitskräften. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „AK“ bezeichnet und mit der Anzahl der Arbeitskräfte ergänzt. Die Neigung der Kurven verringert sich mit zunehmenden Aufwandswerten. Durch die Kurven ist die Anzahl der Arbeitskräfte von 3 bis 18 dargestellt. Die getroffene Einteilung kann beliebig geändert und erweitert werden. Zur Anwendung des Diagramms können im Zusammenhang mit den Aufwandswerten verschiedene Wege eingeschlagen werden. Die Höhe des Aufwandswertes kann z.B. im Vorhinein bestimmt und dann die dazugehörige Leistung oder die Anzahl der Arbeitskräfte grafisch aus den Diagrammen ermittelt werden. Alle Einflüsse auf die Größe des Aufwandswertes sind dabei zu berücksichtigen. Andererseits kann aufgrund der Vorgaben (Zwischentermine, Endtermine) der maximale Aufwandswert aus den Diagrammen ermittelt werden, um die notwendige Leistung erzielen zu können. Für den Fall, dass die Anzahl der Arbeitskräfte und ein Aufwandswert die Eingangsparameter sind, wählt man auf der Abszisse den entsprechenden Wert und die zutreffende Kurve im Diagramm aus. Ausgehend vom Abszissenwert zeichnet man eine vertikale Gerade nach oben, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve für die Anzahl der Arbeitskräfte ergibt. Vom Schnittpunkt geht man horizontal nach links, bis man die Ordinate trifft und liest den entsprechenden Leistungswert ab. Die Beziehung zwischen Stundenleistung, Tagesarbeitszeit und Tagesleistung ist im II. Quadranten dargestellt. Zur Angabe der Bewehrungsleistung wurde der Arbeitstag [d] als Zeiteinheit gewählt. Auf der Abszisse ist die Tagesleistung (die Bandbreite wurde hier von 0 bis 28 to/d gewählt, die Schrittweite für das Hauptintervall ist 2 und für das Hilfsintervall 1 to/h) und auf der Ordinate die Stundenleistung abgebildet. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Tagesarbeitszeit. Für das Diagramm ist jeweils eine Gerade für 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 Stunden Tagesarbeitszeit dargestellt (die Gerade „AZ = 12“ steht beispielsweise für eine Tagesarbeitszeit von 12 Stunden). Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden nimmt mit steigender Tagesleistung und mit zunehmender Stundenleistung zu. Ist z.B. die erforderliche Stundenleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Tagesarbeitszeiten jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale wird von den Schnittpunkten nach unten


315

eingezeichnet, bis sie auf die entsprechenden Tagesleistungen auf der Abszisse trifft. D.h. für die erzielbare Tagesleistung werden neun Größenordnungen angegeben. Die Auswahl richtet sich nach der erforderlichen Mindestleistung und dem Arbeitszeitmodell. Der Zusammenhang zwischen täglicher Leistung, Bewehrungsmenge eines Fertigungsabschnittes und Dauer eines Vorgangs wird im III. Quadranten präsentiert. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Dauer („DBW,i = 1,4“ bedeutet beispielsweise eine Dauer von 1,4 Arbeitstagen). Auf der Abszisse ist die tägliche Leistung und auf der Ordinate die Bewehrungsmenge des Fertigungsabschnittes dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 60 to. Für das Hauptintervall wurden hier 5 und für das Hilfsintervall 1 to gewählt. Beginnend mit einer Dauer von 0,2 Tagen, erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 3,2 Tagen. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 0,2 Tagen festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Mit der vorgegebenen Bewehrungsmenge und der maximal zulässigen Dauer für das Bewehren (z.B. Vorgabe aus dem Bauzeitplan aufgrund von Zwischenterminen und des Endtermins) kann beispielsweise durch Anwendung des Diagramms grafisch die dazu erforderliche Mindest-Tagesleistung bestimmt werden. Für die Bewehrungsmenge und eine erforderliche Mindest-Tagesleistung ist es möglich die entsprechende Vorgangsdauer grafisch zu ermitteln. Der Zusammenhang zwischen der Größenordnung des Aufwandswertes, der Bewehrungsmenge eines Fertigungsabschnittes und der Summe der Lohnstunden für einen Fertigungsabschnitt ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Ordinate im Diagramm zwischen III. und IV. Quadranten ist gleich. Ebenso entspricht die Abszisse im IV. jener im I. Quadranten. Die einzelnen Kurven verlaufen regressiv. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Lohnstundensumme. Beginnend bei 40 Std, sind die Kurven in 40 Stunden-Intervallen bis zum Höchstwert von 800 Stunden dargestellt. Der Unterschied zwischen den einzelnen Kurven nimmt mit steigendem Aufwandswert ab.

6.5.4.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Dia-

316


gramms in Abb. 6-25 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird für jedes Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel „Bewehrungsarbeiten für eine Flachdecke“ gelten folgende Angaben: • • • • • •

Fläche des Fertigungsabschnitts: 500 m2 Deckendicke: 22,5 cm tägliche Arbeitszeit: 9 h Aufwandswert: 14 Std/to Anzahl an Arbeitskräften: 14 Bewehrungsgrad: 100 kg/m3

Aufgabenstellung: Gesucht sind die Leistungswerte (Tages- und Stundenleistung), Dauer und Lohnstunden für einen Fertigungsabschnitt. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Anhand der Deckenfläche, Deckendicke und dem Bewehrungsgrad lässt sich die Bewehrungsmenge aus dem Diagramm in Abb. 3-28 mit ca. 11,25 to grafisch bestimmen.

Abb. 6-26 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für eine Flachdecke – Anwendungsbeispiel


317

Als erster Schritt wird im I. Quadranten des Diagramms in Abb. 6-26 beim Abszissenwert von 14 Std/to die Vertikale (1) nach oben eingezeichnet bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve für 12 Arbeitskräfte (= Gerade mit der Bezeichnung „AK = 12“) ergibt. In weiterer Folge wird, ausgehend vom Schnittpunkt, die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate ergibt sich somit eine Stundenleistung von ca. 0,85 to/h. Aus der Verlängerung der Geraden (2) folgt im II. Quadranten der Schnittpunkt mit der Geraden die für eine Arbeitszeit von 9 Stunden (= Gerade mit der Bezeichnung „AZ = 9“) steht. Ausgehend von diesem Punkt wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Ordinate wird dadurch die Tagesleistung bestimmt (ca. 7,7 to/h). Im III. Quadranten wird auf der Ordinate die Bewehrungsmenge von 11,25 to aufgetragen. Von diesem Punkt, wird die Horizontale (4) nach links gezogen, bis sich mit der Verlängerung der Geraden (3) der Schnittpunkt ergibt. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 1,4 d“ und „DBW,i = 1,6 d“. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Dauer mit ca. 1,45 d. Als nächstes wird die entsprechende Summe der Lohnstunden aus dem vierten Quadranten bestimmt. Die Gerade (5) wird mit der Geraden (6) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt auf der Kurve „BWLStd,i = 160 Std“. Damit ist die Lohnstundensumme für den Fertigungsabschnitt mit ca. 160 bestimmt.

6.5.4.3


Nachfolgend wird untersucht, wie sich die Erhöhung der Anzahl der Arbeitskräfte auf 17 auswirkt. Alle anderen Parameter werden dabei konstant gehalten. Im I. Quadranten wird die Gerade (1) verlängert, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve „AK = 17“ ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (7) nach links eingezeichnet, bis sich die stündliche Leistung auf der Ordinate bestimmen lässt. Die stündliche Leistung hat sich somit um ca. 0,35 to/h auf 1,21 to/h vergrößert. Zur Ermittlung der täglichen Leistung wird die Gerade (7) in den II. Quadranten hinein verlängert, bis daraus der Schnittpunkt mit der täglichen Arbeitszeit folgt. Von dort wird die Vertikale (8) auf die Abszisse abgetragen bis sich die tägliche Leistung ergibt. Mit ca. 10,9 to/d liegt der Leistungswert somit um ca. 3,2 to/d höher als in der Ausgangsrechnung.

318


Um die Dauer zu ermitteln wird die Gerade (8) in den III. Quadranten verlängert, bis sich mit der Verlängerung der Geraden (5) der Schnittpunkt ergibt. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „DBW,i = 1 d“ und „DBW,i = 1,2 d“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Dauer mit ca. 1 d bestimmen.

6.6

Feinplanung der Betonierarbeiten in Ebene 4

Der Schalungsgrad und die Art (beispielsweise vertikale oder horizontale Bauteile) des zu betonierenden Bauteils haben einen wesentlichen Einfluss auf die erzielbare Leistung. In der Betonförderung sind mittels Pumpen Kapazitäten von 100 m3/h oder mehr möglich.

Abb. 6-27 Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen nach DIN 182188) (Abb.: Doka)

Bei vertikalen Bauteilen – wie Stützen oder Wände- oder bei Sonderbauten (wie z.B. Faulbehälter) wird die maximal erzielbare Betonierleistung vom zulässigen Schalungsdruck bestimmt.

8)

DIN (1980). Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen

6.6 Feinplanung der Betonierarbeiten in Ebene 4

319

Im folgenden Abschnitt wird grundsätzlich auf die Bestimmung der maximalen Steiggeschwindigkeit eingegangen. Es werden baubetriebliche Zusammenhänge für die Steiggeschwindigkeit des Betons dargestellt. Für feingliedrige Bauteile (wie z.B. Stützen und Wände) ist die maximale Steiggeschwindigkeit maßgebend für die Dauer der Betonarbeiten, hierfür werden im Folgenden Interaktionsdiagramme dargestellt. Diagramme zur Bestimmung der Pumpenleistung für den Betoneinbau sind beispielsweise in Girmscheid9), Stadler10) oder Bauer11) dargestellt.

6.6.1

Einfluss der Steiggeschwindigkeit auf den Betoneinbau – Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen

Die Betonierleistung wird einerseits von der Förderleistung der eingesetzten Geräte und andererseits von der Art des Bauteils (z.B. Stütze, Wand, Decke) beeinflusst. Bei feingliedrigen Bauteilen, die einen hohen Schalungsgrad aufweisen (siehe Kapitel 3), hat die zulässige Steiggeschwindigkeit des Betons einen wesentlichen Einfluss auf die erzielbare Leistung – und damit auf die Dauer der Betoneinbringung. Für Stützen und Wände wird der Einfluss der Höhe der Steiggeschwindigkeit auf Dauer und Leistung grafisch dargestellt. In der DIN 18218 sind theoretische Abhandlungen und Versuchsergebnisse über die Auswirkungen des Frischbetondruckes auf die Schalung ausgewertet worden. Der Zusammenhang zwischen Steiggeschwindigkeit, hydrostatischer Druckhöhe, Frischbetondruck und Verdichtungsmaß des Betons ist im Diagramm der Abb. 6-27 dargestellt. Anhand dieses Diagramms kann, ausgehend vom zulässigen Frischbetondruck, die entsprechende, maximal zulässige Steiggeschwindigkeit des Frischbetons der Schalung ermittelt werden. Andererseits kann für eine geplante Steiggeschwindigkeit der dazugehörige Frischbetondruck ermittelt werden. Aus der hydrostatischen Druckhöhe und dem maximalen Frischbetondruck der Schalung folgt das vereinfachte Belastungsbild für die Bemessung bzw. für die Auswahl der Schalung. 9)

Girmscheid (2001). Leistungsermittlungshandbuch für Baumaschinen und Bauprozesse Stadler (2004). Allgemeine Baubetriebslehre 11) Bauer (1992). Baubetrieb 1 10)

320


Die Voraussetzungen zur Anwendung dieses Diagramms sind in der DIN 18218 angeführt. Für Abweichungen zu den angegebenen Bedingungen sind die entsprechenden normgemäßen Anpassungen vorzunehmen.

6.6.2

Interaktionsdiagramm für Betonarbeiten – Ebene 4: Wände

Anhand des folgenden Interaktionsdiagramms werden baubetriebliche Zusammenhänge für den Betoneinbau bei Wänden grafisch dargestellt. Im Diagramm werden die Beziehungen zwischen • Höhe der Wand [m], • Fläche des Wandquerschnitts [m2], • Wanddicke [cm], • Betonmenge [m3], • Länge der Wand [m], • Dauer des Betoneinbaus [h], • Betonierleistung [m3/h] und • Steiggeschwindigkeit des Betons [m/h] hergestellt.

6.6.2.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 6-28 wird aus vier Quadranten gebildet. Die Achsen und Kurven der Diagramme in den einzelnen Quadranten werden nachfolgend beschrieben. Auf der Abszisse im I. Quadranten des Diagramms ist die Höhe der Wand aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 2 und gehen bis 4,8 m. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 20 und für das Hilfsintervall 10 cm. Von 0 bis 2 m2 ist die Fläche des Wandquerschnitts auf der Ordinate dargestellt. Das Hauptintervall ist hier mit 0,1 und das Hilfsintervall mit 0,05 m2 gewählt. Die Geraden im Diagramm stehen für verschiedene Wanddicken. Die Gerade für die kleinste Wanddicke steht hier für 20 und jene für die größte für 46 cm (die Schrittweite ist 2). Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener des I. Quadranten. Auf der Abszisse ist die Betonmenge von 1 bis 15 m3 aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde hier 1 und für das Hilfsintervall 0,5 m3 gewählt. Die Geraden im Diagramm stehen für unterschiedliche Wandlängen. Für diese werden


321

Werte von 6 bis 21 m angeboten (der Unterschied zwischen den Geraden ist 1 m). Die Abszisse zwischen dem II. und III. Quadranten ist gleich. Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Dauer für den Betoneinbau aufgetragen. Die Werte gehen von 0 bis 5 h (das Hilfsintervall ist 0,1 und das Hauptintervall 0,5 h). Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Betonierleistung; diese wird wesentlich von der Steiggeschwindigkeit bestimmt wird. Die Gerade mit der geringsten Betonierleistung steht für 1 und jene für die höchste für 16 m3/h (das Intervall ist 1).

2,00 1,90 1,80 1,70 1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

LWD = 7 m LWD = 9 m LWD = 11 m LWD = 13 m LWD = 15 m LWD = 17 m LWD = 19 m LWD = 21 m

II

15

14

13

12

11

10

15

14

13

12

11

10

9 8 7 Betonmenge [m³] Betonmenge [m³] 9 8 7

6

5

4

3

2

1

6

5

4

3

2

1 0,00 0,50

0,50

1,00

1,00

1,50 2,00

III

2,50 LBT LBT LBT LBT LBT LBT LBT LBT

= 1,00 m³/h = 3,00 m³/h = 5,00 m³/h = 7,00 m³/h = 9,00 m³/h = 11,00 m³/h = 13,00 m³/h = 15,00 m³/h

LBT = 2,00 m³/h LBT = 4,00 m³/h LBT = 6,00 m³/h LBT = 8,00 m³/h LBT = 10,00 m³/h LBT = 12,00 m³/h LBT = 14,00 m³/h LBT = 16,00 m³/h

2,00 1,90 1,80 1,70 1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 2,00 2,00 0,00

3,00 3,50 4,00

Dauer für den Betoneinbau [h]

LWD = 6 m LWD = 8 m LWD = 10 m LWD = 12 m LWD = 14 m LWD = 16 m LWD = 18 m LWD = 20 m

Fläche [m²] Flächedes desWandquerschnitts Wanquerschnitts [m²]

Interaktionsdiagramm für für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Wänden Interaktionsdiagramm Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten

I DWD = 20,00 cm DWD = 24,00 cm DWD = 28,00 cm DWD = 32,00 cm DWD = 36,00 cm DWD = 40,00 cm DWD = 44,00 cm

3,40

DWD = 22,00 cm DWD = 26,00 cm DWD = 30,00 cm DWD = 34,00 cm DWD = 38,00 cm DWD = 42,00 cm DWD = 46,00 cm

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

3,20

3,60

3,80

4,00

4,20

4,40

4,60

4,80

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

Wandhöhe Wandhöhe [m] [m] 3,20 3,40 3,60

3,80

4,00

4,20

4,40

4,60

4,80

1,50 2,00

IV

2,50 3,00 3,50 4,00

4,50

4,50

5,00

5,00

vb = 0,25 m/h vb = 1,00 m/h vb = 1,75 m/h vb = 2,50 m/h vb = 3,25 m/h vb = 4,00 m/h vb = 4,75 m/h



©HOFSTADLER

Abb. 6-28 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Wänden

Zwischen dem III. und IV. Quadranten ist die Ordinate deckungsgleich. Ebenso sind die Abszissen zwischen dem I. und IV. Quadranten gleich. Die Geraden im Diagramm geben jeweils die Steiggeschwindigkeit an. Werte von 0,25 bis 5,25 m/h werden durch die Geraden repräsentiert. Beispielsweise bedeutet „vb = 2 m/h“, dass die Steiggeschwindigkeit 2 m/h beträgt.

6.6.2.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Betonierarbeiten einer Wand gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 6-28 Lösungen für den konkre-

322


ten Betonierabschnitt auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • • • • • • • •

Wandhöhe: 3,40 m Wanddicke: 30 cm Wandlänge: 12 m Verdichtungsmaß des Betons: C 2, v = 1,14 (nach Walz) Frischbetonrohwichte: 25 kN/m3 Frischbetontemperatur: 15°C Erstarrungsverzögerung: 0 h zulässiger Schalungsdruck: 50 kN/m2

Aufgabenstellung: Gesucht sind Dauer und Betonierleistung für den Wandabschnitt. Weiters ist im Interaktionsdiagramm darzustellen, wie sich eine Reduktion der Steiggeschwindigkeit (z.B. aufgrund von geänderten (tieferen) Temperaturverhältnissen in der Phase der Bauausführung) auswirkt. Lösung: Grafische Ermittlung der Dauer und der Betonierleistung Bevor das Interaktionsdiagramm angewendet werden kann, ist die zulässige Steiggeschwindigkeit nach DIN 1821812) zu ermitteln. Eingangsparameter in das Diagramm der DIN 18218 sind: Verdichtungsmaß, Frischbetonrohwichte, Frischbetontemperatur, Erstarrungsverzögerung und zulässiger Schalungsdruck. Aus dem Diagramm geht hervor, dass die zulässige Steiggeschwindigkeit maximal 2,75 m/h betragen darf (siehe Abb. 6-27). Die Vorgangsweise zur grafischen Lösung ist in Abb. 6-29 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Bei einer Wandhöhe von 3,40 m wird im I. Quadranten, ausgehend von der Abszisse, die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für die Wanddicke von 30 cm wird die entsprechende Gerade ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit ca. 1 m2 ist der Wert für die Querschnittsfläche der Wand bestimmt. Die Horizontale (2) wird in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für die Wandlänge von 12 m (= die Gerade „LWD = 12 m“) geschnitten.

12)

DIN (1980). Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen


323

Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet, bis der Wert für die Betonmenge bestimmt ist. Diese beträgt ca. 12,25 m3. Zur Bestimmung der Dauer der Betoneinbringung wird die entsprechende Wandhöhe auf der Abszisse im IV. Quadranten ausgewählt. Bei 3,40 m wird die Vertikale (4) nach unten eingezeichnet und mit der Geraden „vb = 2,75 m“ (= Steiggeschwindigkeit von 2,75 m) zum Schnitt gebracht. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (5) nach links eingezeichnet, bis sie diese Ordinate trifft. Auf der Ordinate wird der Wert für die Dauer der Einbringung des Betons mit ca. 1,25 h abgelesen.

Abb. 6-29 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Wänden – Anwendungsbeispiel

Für die Ermittlung der Betonierleistung wird die Horizontale (5) nach links in den III. Quadranten hinein verlängert. Gleichzeitig wird die Vertikale (3) nach unten verlängert und mit (5) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „LBT = 9 m3/h“ und „LBT = 10 m3/h“. Damit ist die Betonierleistung mit ca. 9,9 m3/h bestimmt.

6.6.2.3


Nachfolgend wird untersucht wie sich die Reduktion der Steiggeschwindigkeit um 0,75 m/h auf 2 m/h baubetrieblich auswirkt.

324


Im IV. Quadranten wird für die Steiggeschwindigkeit die Gerade „vb = 2 m“ ausgewählt. Die Gerade (4) wird nach unten verlängert und mit der Geraden für die Steiggeschwindigkeit geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (6) nach links gezogen, bis sich der Wert für die Einbringdauer auf der Ordinate ergibt. Demnach dauert das Einbringen ca. 1,7 h. Durch Verlängerung der Vertikalen (3) und der Horizontalen (6) in den III. Quadranten folgt der Schnittpunkt, der auf der Geraden „LBT = 7 m3/h“ liegt. Die Leistung für die Betoneinbringung für die Wand beträgt in diesen Fall somit ca. 7 m3/h. Aufgrund der Reduktion der Steiggeschwindigkeit um 0,75 h/m hat sich die Dauer um ca. 36 % gegenüber der Ausgangsberechnung erhöht. Wie das Beispiel zeigt, haben die Eigenschaften des Baustoffs Beton einen Einfluss auf die Dauer der Betonarbeiten. Die hier bestimmenden Eigenschaften sind: Verdichtungsmaß, Frischbetonrohwichte, Frischbetontemperatur und Erstarrungsverzögerung. Specht13) nennt noch weitere Einflussfaktoren, auf die hier jedoch nicht weiter eingegangen wird.

6.6.3

Interaktionsdiagramm für Betonarbeiten – Ebene 4: Stützen

Mit dem folgenden Interaktionsdiagramm werden baubetriebliche Zusammenhänge für den Betoneinbau bei Stützen grafisch dargestellt. Im Diagramm werden die Beziehungen zwischen • Höhe der Stützen [m], • Fläche des Stützenlängsschnitts [m2] • Stützendicke [cm], • Betonmenge [m3], • Länge der Stütze [cm], • Dauer des Betoneinbaus [h], • Betonierleistung [m3/h] und • Steiggeschwindigkeit des Betons [m/h] hergestellt.

13) vgl.

Specht (1981). Der Frischbetondruck nach DIN 18218 – die Grundlagen und wichtigsten Festlegungen. 254


6.6.3.1

325


Das Interaktionsdiagram in Abb. 6-30 wird aus vier Quadranten gebildet. Die Achsen und Kurven der Diagramme in den einzelnen Quadranten werden nachfolgend beschrieben. Auf der Abszisse im I. Quadranten des Diagramms ist die Höhe der Stütze aufgetragen. Die Abszissenwerte beginnen bei 2 und gehen bis 4,8 m. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 20 und für das Hilfsintervall 10 cm. Von 0 bis 2 m2 ist die Fläche des Stützenlängsschnitts auf der Ordinate dargestellt. Das Hauptintervall ist hier mit 0,1 und das Hilfsintervall mit 0,05 m2 dargestellt. Die Geraden im Diagramm stehen für verschiedene Querschnittsbreiten. Die Gerade für die kleinste Breite steht hier für 15 und jene für die größte für 52,5 cm (die Schrittweite beträgt 2,5).

LST LST LST LST LST LST LST LST

= 15,00 cm = 20,00 cm = 25,00 cm = 30,00 cm = 35,00 cm = 40,00 cm = 45,00 cm = 50,00 cm

LST = 17,50 cm LST = 22,50 cm LST = 27,50 cm LST = 32,50 cm LST = 37,50 cm LST = 42,50 cm LST = 47,50 cm LST = 52,50 cm

0,60

0,56

0,52

0,48

0,44

0,40

0,60

0,56

0,52

0,48

0,44

0,40

0,36 0,32 0,28 0,24 Betonmenge [m³] [m³] Betonmenge 0,36 0,32 0,28 0,24

0,20

0,16

0,12

0,08

0,20

0,16

0,12

0,08

III LBT = 0,10 m³/h LBT = 0,20 m³/h LBT = 0,30 m³/h LBT = 0,40 m³/h LBT = 0,50 m³/h LBT = 0,60 m³/h LBT = 0,70 m³/h LBT = 0,80 m³/h

0,04 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 LBT = 0,15 m³/h 1,30 LBT = 0,25 m³/h 1,40 LBT = 0,35 m³/h 1,50 LBT = 0,45 m³/h 1,60 LBT = 0,55 m³/h 1,70 LBT = 0,65 m³/h LBT = 0,75 m³/h 1,80 LBT = 0,85 m³/h 1,90 2,00

Dauer für den Betoneinbau [h]

II

2,00 1,90 1,80 1,70 1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0,04

Fläche des Stützenlängsschnitts [m²]

Interaktionsdiagramm fürfür Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Stützen Interaktionsdiagramm Bewehrungsarbeiten - Fundamentplatten 2,00 1,90 1,80 1,70 1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 2,00 2,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

I BST = 15,00 cm BST = 20,00 cm BST = 25,00 cm BST = 30,00 cm BST = 35,00 cm BST = 40,00 cm BST = 45,00 cm BST = 50,00 cm

3,40

BST = 17,50 cm BST = 22,50 cm BST = 27,50 cm BST = 32,50 cm BST = 37,50 cm BST = 42,50 cm BST = 47,50 cm BST = 52,50 cm

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

3,20

3,60

3,80

4,00

4,20

4,40

4,60

4,80

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

Stützenhöhe Stützenhöhe [m] [m] 3,20 3,40 3,60

3,80

4,00

4,20

4,40

4,60

4,80

IV vb = 2,00 m/h vb = 2,75 m/h vb = 3,50 m/h vb = 4,25 m/h vb = 5,00 m/h vb = 5,75 m/h vb = 6,50 m/h



©HOFSTADLER

Abb. 6-30 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Stützen

Die Ordinate im II. Quadranten entspricht jener im I. Quadranten. Auf der Abszisse ist die Betonmenge von 0,04 bis 0,6 m3 aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde hier 0,04 und für das Hilfsintervall 0,02 m3 gewählt. Die Geraden im Diagramm stehen für unterschiedliche Querschnittslängen der Stützen. Werte von 15 bis 52,5 cm werden hier für die Querschnittslängen angeboten (der Unterschied zwischen den Geraden ist 2,5 cm).

326


Die Abszisse zwischen dem II. und III. Quadranten ist gleich. Im III. Quadranten ist auf der Ordinate die Dauer für den Betoneinbau aufgetragen. Die Werte gehen von 0 bis 2 h (das Hilfsintervall ist 0,05 und das Hauptintervall 0,1 h). Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Betonierleistung, die wesentlich von der Steiggeschwindigkeit bestimmt wird. Die Gerade mit der geringsten Betonierleistung steht für 0,1 und jene mit der höchsten Betonierleistung für 0,85 m3/h (Intervall ist 0,05). Zwischen dem III. und IV. Quadranten ist die Ordinate deckungsgleich. Ebenso ist die Abszisse zwischen dem I. und IV. Quadranten gleich. Die Geraden im Diagramm geben jeweils die Steiggeschwindigkeit an. Werte von 2 bis 7 m/h werden hier durch die Geraden repräsentiert; „vb = 3 m/h“ bedeutet beispielsweise, dass die Steiggeschwindigkeit 3 m/h beträgt.

6.6.3.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms für die Betonierarbeiten einer Stütze gezeigt (insgesamt werden sechs gleichartige Stützen in einem Betonierabschnitt hergestellt). Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 6-30 Lösungen für den konkreten Betonierabschnitt auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und auch beschrieben. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • • • • • • • •

Stützenhöhe: 3 m Breite des Querschnitts: 30 cm Länge des Querschnitts: 30 cm Verdichtungsmaß des Betons: C 2, v = 1,11 (nach Walz) Frischbetonrohwichte: 25 kN/m3 Frischbetontemperatur: 15°C Erstarrungsverzögerung: 0 h zulässiger Schalungsdruck: 80 kN/m2

Aufgabenstellung: Gesucht sind Dauer und Betonierleistung für eine Stütze. Weiters ist im Interaktionsdiagramm darzustellen, wie sich eine Reduktion der Steiggeschwindigkeit (z.B. aufgrund von geänderten (tieferen) Temperaturverhältnissen in der Phase der Bauausführung) baubetrieblich auswirkt. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte


327

Zuvor wird die zulässige Steiggeschwindigkeit nach DIN 18218 ermittelt. Aus dem Diagramm in Abb. 6-27 geht hervor, dass – unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen – die zulässige Steiggeschwindigkeit maximal 5 m/h betragen darf. Die Vorgangsweise zur grafischen Lösung ist in Abb. 6-31 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Bei der Stützenhöhe von 3 m wird im I. Quadranten, ausgehend von der Abszisse, die Vertikale (1) nach oben gezeichnet. Für die Breite der Stütze von 30 cm wird die entsprechende Gerade („BST = 30 cm“) ausgewählt und mit (1) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Ordinate ergibt. Mit ca. 0,9 m2 ist der Wert für die Querschnittsfläche (im Längsschnitt) der Stütze bestimmt.

Abb. 6-31 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Stützen – Anwendungsbeispiel

Die Horizontale (2) wird in den II. Quadranten verlängert und mit der Geraden für die Länge des Stützenquerschnitts von 30 cm (= die Gerade „LST = 30 cm“) geschnitten. Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet, bis der Wert für die Betonmenge bestimmt ist. Diese beträgt ca. 0,27 m3. Zur Bestimmung der Dauer der Betoneinbringung wird die entsprechende Stützenhöhe auf der Abszisse des IV. Quadranten ausgewählt. Bei 3 m wird die Vertikale (4) nach unten eingezeichnet und mit der Geraden „vb = 5 m/h“ (für die Steiggeschwindigkeit von 5 m) zum Schnitt ge-

328


bracht. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (5) nach links eingezeichnet, bis sie auf die Ordinate trifft. Auf der Ordinate wird der Wert für die Dauer der Einbringung des Betons mit ca. 0,6 h abgelesen. Für die Ermittlung der Betonierleistung wird die Horizontale (5) nach links in den III. Quadranten verlängert. Gleichzeitig wird die Vertikale (3) nach unten verlängert und mit (5) geschnitten. Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „LBT = 0,45 m3/h“ und „LBT = 0,5 m3/h“. Damit ist die Betonierleistung mit ca. 0,46 m3/h bestimmt.

6.6.3.3


Nachfolgend wird untersucht, wie sich eine Reduktion der Steiggeschwindigkeit von 5 m/h auf 3,5 m/h baubetrieblich auswirkt (alle übrigen Parameter bleiben konstant). Im IV. Quadranten wird dazu für die geänderte Steiggeschwindigkeit die Gerade „vb = 3,5 m“ ausgewählt. Die Gerade (4) wird nach unten verlängert und mit der Geraden für die Steiggeschwindigkeit geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (6) nach links gezogen, bis sich auf der Ordinate der Wert für die Einbringdauer ergibt. Demnach dauert der Betoneinbau ca. 0,86 h und hat sich im Vergleich zur Ausgangsrechnung um ca. 43 % erhöht. Durch Verlängerung der Vertikalen (3) und der Horizontalen (6) in den dritten Quadranten folgt der Schnittpunkt, der zwischen den Geraden „LBT = 0,3 m3/h“ und „LBT = 0,35 m3/h“ liegt. Die Leistung für die Betoneinbringung für die Stütze liegt in diesem Fall bei ca. 0,32 m3/h. Gegenüber der Ausgangsrechnung hat sich die Leistung somit um ca. 30 % reduziert.

6.7

Feinplanung für Stahlbetonarbeiten – Einarbeitung bei Schalarbeiten14)

Wie bereits erwähnt, ist die Fertigungsablaufplanung maßgebend für die erfolgreiche Abwicklung eines Projekts. In der Fertigungsablaufplanung wird, nach eingehender Optimierung, der effiziente Fertigungsablauf (z.B. Fließfertigung, Taktfertigung, Parallelarbeit) ermittelt. Die Teilbarkeit des 14) vgl.

Hofstadler (2004). Zur Berücksichtigung der Einarbeitung in der Leistung für Schalarbeiten. 489ff

6.7 Feinplanung für Stahlbetonarbeiten – Einarbeitung bei Schalarbeiten

329

Bauwerks in Bauabschnitte und Fertigungsabschnitte ist dabei wesentlich. Das gesamte Bauwerk bzw. dessen Bauteile werden – als Ergebnis der Optimierungen – in „kostenoptimale“ Fertigungsabschnitte (z.B. unter Berücksichtigung der nachfolgenden Ausbauarbeiten) eingeteilt. Bei den Rohbauarbeiten (Ortbeton) stellen die Stahlbetonarbeiten den wichtigsten Kostenfaktor dar. Diese liegen in der Regel am kritischen Weg und beeinflussen Bauzeit und Kosten maßgeblich. Die Einarbeitung wirkt sich bei jedem Fertigungsabschnitt auf die Höhe der Aufwandswerte und damit auf die Leistung aus. Wie später gezeigt wird, beträgt die Abweichung im Aufwandswert im Mittel ca. 13 %. Mit der Höhe des angesetzten Grundwertes ändert sich die Größe der Differenz. Zur Berücksichtigung der Einarbeitung wurde beispielhaft der Ansatz nach Blecken15) gewählt. Wenn die Einarbeitung in der Angebotsbearbeitung nicht berücksichtigt wird, sind in der Regel Abweichungen bei den Lohnkosten die Folge. Eine Nichtberücksichtigung der Einarbeitung in der Ablaufplanung kann zu Störungen im Bauablauf führen (z.B. Wartezeiten). Mit den Störungen geht eine geänderte Ressourcennutzung einher. Mehrkosten und Bauzeitverlängerungen sind „ständige Begleiter“ von gestörten Bauabläufen. Bei der Leistungsberechnung von Schalarbeiten wird hier zwischen drei Schalungsphasen unterschieden: Einschalen („1. Phase“), Ein- und Ausschalen („2. Phase“) und Ausschalen („3. Phase“). Aufgrund der unterschiedlichen Höhe der Leistung in den jeweiligen Phasen ist diese Differenzierung wichtig. Der Wechsel von der „1. Phase“ in die „2. Phase“ hat große Auswirkungen auf die Leistung der Schalarbeiten und damit auf den gesamten Bauablauf. Um die Phase der Einarbeitung in der Arbeitsvorbereitung zu berücksichtigen, werden Möglichkeiten der Anpassung (in kapazitiver und zeitlicher Hinsicht) aufgezeigt, womit eine konstante Schalungsleistung erzielt und beibehalten werden kann.

15) vgl.

Blecken/König (1984). Bauzeit und Baukosten im Stahlbetonbau: Optimierung der Bauzeit, der Baukosten und der Fertigungsserie. 58ff

330


6.7.1

Grundlagen

Verschiedene Autoren und Institutionen beschäftigten – und beschäftigen – sich mit dem Einarbeitungseffekt, der gerade bei Schalarbeiten eine große Bedeutung für die Angebotskalkulation und für die Arbeitsvorbereitung hat (z.B. zur Berechnung der Vorgangsdauer für die Ablaufplanung, für die Vorhaltemenge etc.). Im Wesentlichen sind dies z.B. Blecken16), Bauer17), Drees/Spranz18), Fleischmann19), Hoffmann20), Körner21), Krampert22), Lang23), Motzko24) und Müller25). Motzko hat in seinen Untersuchungen berücksichtigt, dass die Einarbeitung auch innerhalb eines Fertigungsabschnittes stattfindet. Er hat diesen Effekt durch die sog. Ereignisdichte seine Berechnungen aufgenommen. In seiner Diplomarbeit hat Reichl26) die Ansätze der oben angeführten Autoren (und auch andere) dargestellt und einem Vergleich unterzogen. Anhand eines Beispiels wurden die Unterschiede verifiziert. Lang27) hat die Einarbeitung wie folgt definiert: Die Einarbeitung ist das Überwinden des Ablaufwiderstandes auf der bestimmten Baustelle. Dieser Widerstand kommt durch die technischen und organisatorischen Bauwerksbedingungen, wie z.B. Grundrissgestaltung und Höhenentwicklung, zustande und hemmt die Ausführungen entsprechend.

16)

vgl. Blecken/König (1984). Bauzeit und Baukosten im Stahlbetonbau: Optimierung der Bauzeit, der Baukosten und der Fertigungsserie 17) Bauer (1992). Baubetrieb 1. Einführung, Rahmenbedingungen, Bauverfahren 18) Drees/Spranz (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen 19) Fleischmann (2004). Angebotskalkulation mit Richtwerten 20) Hoffmann (1980). Schalungstechnik mit System 21) Körner (1982). Beitrag zum Problem der Einarbeitung 22) Krampert (1986). Der Einfluss von Arbeitseinsatz und Arbeitstakt auf die Kosten von Hochbauten in Ortbeton 23) Lang (1988). Ein Verfahren zur Bewertung von Bauablaufstörungen und zur Projektsteuerung 24) Motzko (1990). Ein Verfahren zur ganzheitlichen Erfassung und rechnergestützten Einsatzplanung moderner Schalungssysteme 25) Müller (1972). Rationalisierung des Stahlbetonhochbaus durch neue Schalverfahren und deren Optimierung beim Entwurf


6.7.2

331

Berechnung der Schalungsleistung

Die Leistungswerte (siehe auch in Kapitel 2) für einen Arbeitsvorgang geben an, welche Produktionsmenge in einer bestimmten, ausgewählten Zeiteinheit hergestellt wird. Je nach Planungsstadium (Grobplanung oder Feinplanung) wird die Zeiteinheit gewählt (z.B. Monat, Woche, Schicht, Tag, Stunde) für die die jeweilige Leistung angegeben werden soll. Bei Betrachtung der Schalarbeiten wird in drei Phasen (siehe auch Hofstadler28)) unterschieden. In der ersten Phase ist die Mannschaft nur mit dem Einschalen (= Überbegriff für alle Tätigkeiten in diesem Zusammenhang) beschäftigt, in der zweiten Phase mit dem Ein- und Ausschalen und in der dritten Phase nur mit dem Ausschalen (= Überbegriff für alle Tätigkeiten in diesem Zusammenhang). Diese Differenzierung ist wichtig, weil in den jeweiligen Phasen andere Aufwandswerte anzusetzen sind und damit auch unterschiedliche Schalungsleistungen (die Anzahl der Arbeitskräfte und die Tagesarbeitszeit wird dabei konstant gehalten) erzielt werden. In Abhängigkeit von der Standzeit der Schalung erfolgt der Übergang von der „1. Phase“ in die „2. Phase“ bei einer bestimmten Anzahl an Fertigungsabschnitten (diese ergibt sich aus einer gesonderten Berechnung). Der Zeitpunkt des Wechsels („ nfa, w “ steht für die Zahl des Fertigungsabschnittes, bei dem der Wechsel stattfindet) von der „1. Phase“ in die „2. Phase“ wird durch die Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschoss und der Vorhaltemenge (siehe Glg.(6-4)) bestimmt. V DS, F n fa, w = --------------RG· §F --------© n fa ¹

(6-4)

Im Zähler steht die Vorhaltemenge der Schalung (hier für Fließfertigung) und im Nenner die Fläche des betreffenden Fertigungsabschnittes. Berechnet wird die Fertigungsabschnittsfläche aus dem Quotienten der Regelgeschossfläche und der Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschoss.

26) Reichl

(2003). Studie zum Einarbeitungseffekt im Bauwesen – Am Beispiel der Herstellung von Stahlbeton 27) Lang (1988). Ein Verfahren zur Bewertung von Bauablaufstörungen und zur Projektsteuerung. 66 28) vgl. Hofstadler (1999). Zur exakten Ermittlung der Vorhaltemenge von Schalung und Rüstung für die Herstellung von Stahlbetondecken und die Auswirkungen des Frühausschalens auf Bauzeit und Baukosten. 117ff

332


Einschalen – „1. Phase“ In dieser Phase ist die Mannschaft nur mit dem Einschalen beschäftigt. Die Tagesleistung für das Einschalen LS, E, i [m2/d] berechnet sich aus folgendem Quotienten (siehe Glg.(6-5)): Der Zähler wird aus dem Produkt der Anzahl der Arbeitskräfte und der täglichen Arbeitszeit gebildet, im Nenner steht der Aufwandswert für das Einschalen. AK S, E, i ⋅ AZ S, E L S, E, i = ---------------------------------------AW S, E, i

(6-5)

Ein- u. Ausschalen – „2. Phase“ Nach Ablauf der Ausschalfrist für einen Fertigungsabschnitt kann ausgeschalt werden. Die Schalung steht für den nächsten Einsatz nach den erforderlichen Zwischentransporten und dem Reinigen wieder zur Verfügung. Die Tagesleistung für die zweite Phase wird nach Glg.(6-6) berechnet. Im Zähler steht das Produkt aus Anzahl der Arbeitskräfte und täglicher Arbeitszeit, im Nenner steht die Summe der Aufwandswerte für das Einschalen und Ausschalen. AK S, EA, i ⋅ AZ S, EA L S, EA, i = -------------------------------------------------AW S, E, i + AW S, A, i

(6-6)

In dieser Phase sinkt die Einschalleistung (bei gleichen Randbedingungen wie Mannschaftsstärke und täglicher Arbeitszeit) aufgrund des zusätzlichen Aufwandes für das Ausschalen. Die Dauer für den Vorgang Schalen verlängert sich entsprechend. Auswirkungen ergeben sich dadurch für die nachfolgenden Teilprozesse (z.B. Bewehren, Betonieren), den Ressourcenbedarf (Vorhaltemenge an Schalung) und die Ressourcennutzung. Ausschalen – „3. Phase“ Nach dem Einschalen des letzten Fertigungsabschnittes sind die Einschalarbeiten für die Stahlbetondecken abgeschlossen. Nach Ablauf der Ausschalfrist in den verschiedenen Fertigungsabschnitten werden die einzelnen Abschnitte ausgeschalt (die im Zuge der Einschalarbeiten noch nicht ausgeschalt wurden). Die Schalung wird nach dem Reinigen auf der Baustelle zwischengelagert oder abtransportiert. Die Tagesleistung für das Ausschalen, berechnet sich nach Glg.(6-7). Der Zähler wird aus dem Produkt von Anzahl der Arbeitskräfte und täglicher Arbeitszeit gebildet und im Nenner steht der Aufwandswert für das Ausschalen.

6.7 Feinplanung für Stahlbetonarbeiten – Einarbeitung bei Schalarbeiten AK S, A, i ⋅ AZ S, A, d L S, A, i = ---------------------------------------------AW S, A, i

333

(6-7)

Da hier nur der Vorgang „Ausschalen“ ausgeführt wird, steigt in dieser Phase die Schalungsleistung (= Ausschalleistung).

6.7.3

Berechnung der Vorgangsdauer

Die Schalungsleistung am kritischen Wege bestimmt den Arbeitsfortschritt, mit dem eine konkrete Aufgabe bewältigt wird (z.B. Einschalen einer Wand, Ausschalen einer Decke). Die Dauer für einen Vorgang berechnet sich aus dem Quotienten aus Schalfläche und zugehöriger Leistung. Die zu berechnende Zeiteinheit (Monat, Woche, Schicht, Tag, Stunde, etc.) kann beliebig gewählt werden und richtet sich nach dem Planungsstadium (Grobplanung oder Feinplanung).

6.7.4

Berücksichtigung der Einarbeitung bei Schalarbeiten

In Abschnitt 6.7.2 wurde die Berechnung der Leistungen ohne Berücksichtigung der Einarbeitung gezeigt.

BHB

LHB

1

4

2

5

3

6

Abb. 6-32 Geschossdecke – Variante zur Einteilung in sechs Fertigungsabschnitte

Als Grundlage für die weiteren Ausführungen soll hier der Ansatz nach Blecken29) dienen. Anhand des gewählten Ansatzes wird die Möglichkeit zur Berücksichtigung der Einarbeitung in der Angebotsbearbeitung und vor

334


allem in der Arbeitsvorbereitung gezeigt. Blecken erfasst den Einarbeitungseffekt durch einen Einarbeitungszuschlag ZUS, EE, fa [Std/m2]: ZU GW, EE ZU S, EE, fa = -----------------------n fa, s

(6-8)

Im Zähler steht der Grundwert ZUGW, EE und im Nenner die Zahl des Fertigungsabschnittes nfa, s für den der spezifische Einarbeitungszuschlag berechnet wird. Für die Zahl der Fertigungsabschnitte nfa, s gilt, 1 ≤ n fa, s ≤ n fa, s ⋅ n g ∈ G . Die Höhe des Grundwertes (dieser ist ein angenommener Wert, der z.B. aus der Erfahrung „abgeleitet“ wird) für den Einarbeitungszuschlag hängt von der Komplexität der auszuführenden Bauaufgabe ab. In der Arbeitsvorbereitung ist für jeden Fertigungsabschnitt der Einarbeitungszuschlag zu berechnen und in der Leistungsberechnung zu berücksichtigen. Zur Kostenermittlung wird der Mittelwert der einzelnen Einarbeitungszuschläge angesetzt.

¦ Z US, EE, fa AW S, EE, MW = -------------------------------n fa ⋅ n g

(6-9)

Der Mittelwert der einzelnen Einarbeitungszuschläge wird nach Glg.(6-9) berechnet. Im Zähler steht die Summe der einzelnen Zuschläge und im Nenner das Produkt aus der Anzahl der Geschosse und der Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschoss. Beispiel: Für die Schalarbeiten der Flachdecken eines dreigeschossigen Gebäudes wird eine konventionelle Trägerschalung gewählt. Die drei Geschossdecken sind jeweils in sechs Fertigungsabschnitte eingeteilt. Angaben zum gewählten Beispiel: Grundwert für den Einarbeitungszuschlag: me)

ZU GW, EE = 0, 20 Std/m

Anzahl der Fertigungsabschnitte je Geschossdecke: Anzahl der Geschosse:

29) vgl.

2

(= Annah-

n fa = 6

ng = 3

Blecken/König (1984). Bauzeit und Baukosten im Stahlbetonbau: Optimierung der Bauzeit, der Baukosten und der Fertigungsserie. 58-72


335

Aufgabenstellung: Für diese Angaben ist der Einarbeitungsverlauf für die Schalarbeiten des gesamten Bauwerks darzustellen. Lösung: Für das Bauwerk ergeben sich (für die drei Geschosse und sechs Abschnitte je Geschoss) insgesamt 18 Fertigungsabschnitte und damit 18 Wiederholungen für die Vorgänge Schalen, Bewehren und Betonieren. Die Schalarbeiten werden in Fließfertigung ausgeführt (siehe auch Kapitel 2). In Abb. 6-33 ist der Einarbeitungsverlauf grafisch dargestellt. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Wiederholungen (= Fertigungsabschnitte) und auf der Ordinate der Einarbeitungszuschlag aufgetragen [Std/m2]. Zur Berechnung des Einarbeitungsverlaufes werden die angegebenen Werte in Glg.(6-8) eingesetzt. Mit jedem Fertigungsabschnitt reduziert sich der Einarbeitungszuschlag. Die Einarbeitungskurve in Abb. 6-33 repräsentiert einen ungestörten Fertigungsablauf (bei Störungen kommt es zu „Einarbeitungsverlusten“). In den ersten Fertigungsabschnitten werden die größten Reduktionen im Zuschlag (von der ersten bis zur dritten Wiederholung) und somit der größte Einarbeitungseffekt erzielt.

0,250

Einarbeitungszuschlag [Std/m²]

0,225 0,200

Einarbeitungsverlauf - Arbeitsvorbereitung Einarbeitungsverlauf - Angebotsphase

0,175 0,150 0,125 0,100 0,075 0,050 0,025 0,000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14


Abb. 6-33 Einarbeitungsverlauf für Schalarbeiten

15

16

17

18

HOFSTADLER

336


6.7.5

Berücksichtigung der Einarbeitung in den Aufwandswerten

In die Ermittlung der Höhe der Aufwandswerte fließen alle bestimmenden Größen (siehe auch Kapitel 2), wie z.B. Bauwerksbedingungen (z.B. Grund- und Aufrissgestaltung), Baustellenbedingungen (z.B. Größe der Baustelleneinrichtungsfläche), Betriebsbedingungen (z.B. Qualität der Arbeitsvorbereitung, Qualifikation der Arbeitskräfte) und Schalungssystem (z.B. kranabhängig oder kranunabhängig, Anzahl der Einsätze, Grund- und Demontage) ein.

6.7.5.1

Berücksichtigung der Einarbeitung in den Aufwandswerten für die Arbeitsvorbereitung und die Bauausführung

Für die Berechnung der Aufwandswerte wird in zwei Phasen unterschieden (die Einarbeitung wird in jedem der achtzehn Fertigungsabschnitte berücksichtigt). In der „1. Phase“ wird nur eingeschalt und in der „2. Phase“ sowohl ein- als auch ausgeschalt. Für die Berechnung der Vorhaltemenge sind diese beiden „Schalungsphasen“ heranzuziehen. Aufwandswert unter Berücksichtigung der Einarbeitung – „1. Phase“ Unter Berücksichtigung der Einarbeitung wird der Aufwandswert für das Einschalen („1. Phase“) eines spezifischen Fertigungsabschnitts nach Glg.(6-10) berechnet. AW S, E, i = AW S, E, i + ZU S, EE, fa

(6-10)

Aufwandswert unter Berücksichtigung der Einarbeitung – „2. Phase“ Für die zweite Phase – in der sowohl Ein- als auch Ausschalen stattfindet – errechnet sich der Aufwandswert nach Glg.(6-11). Bezogen auf den betrachteten Fertigungsabschnitt ergibt sich der Aufwandswert aus der Summe der Grundwerte für das Ein- und Ausschalen und dem Einarbeitungszuschlag. AW S, EA, i = AW S, EA, i + ZU S, EE, fa

(6-11)


6.7.5.2

337

Berücksichtigung der Einarbeitung in den Aufwandswerten zur Angebotserstellung

Zur Berechnung der Lohnkosten in der Angebotskalkulation ist ein mittlerer Aufwandswert heranzuziehen. Dieser mittlere Aufwandswert wird nach Glg.(6-12) berechnet. (6-12)

AW S, EA, MW, i = AW S, E, i + AW S, A, i + AW S, EE, MW

Der Aufwandswert setzt sich aus den Grund-Aufwandswerten für das Einund Ausschalen zusammen. Die Einarbeitung findet ihre Berücksichtigung mittels Zuschlages zum Aufwandswert. Zur Berechnung des Mittelwertes für den Einarbeitungszuschlag setzt man in Glg.(6-9) ein. Beispiel – Berücksichtigung der Einarbeitung in den Aufwandswerten zur Angebotserstellung Für das Bauwerk mit 3 Geschossdecken (jeweils in 6 Fertigungsabschnitte unterteilt) werden die Schalarbeiten für die Flachdecken betrachtet.

0,500 0,475 0,450

AW-2. Phase AW-1. Phase

Aufwandswert [Std/m²]

0,425 0,400 0,375 0,350 0,325 0,300 0,275 0,250 0,225 0,200 0,175 0,150

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


13

14

15

16

17

18

HOFSTADLER

Abb. 6-34 Veränderung der Höhe der Aufwandswerte mit der Zahl der Fertigungsabschnitte

Folgende Aufwandswerte für das Einschalen, Ausschalen und den Einarbeitungszuschlag bilden die Grundlage zur Berechnung der Schalungsleistung:

338


Aufwandswert für das Einschalen:

AW S, E, DS = 0, 19 Std/m

Aufwandswert für das Ausschalen:

AW S, A, DS = 0, 1 Std/m

Grundwert für den Einarbeitungszuschlag:

2

2

ZU GW, EE = 0, 20 Std/m

2

Repräsentiert durch die Kurve „AW-1. Phase“ (Abb. 6-34) ist der Verlauf der Aufwandswerte für das Einschalen (keine Ausschalvorgänge!) dargestellt. Bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der erste Ausschalvorgang auftritt, sind diese Werte heranzuziehen. Mit Beginn des ersten Ausschalvorgangs erhöht sich der Aufwandswert um den Anteil für das Ausschalen. Der Verlauf des Aufwandswertes für das Ein- und Ausschalen ist durch Kurve „AW-2. Phase“ dargestellt.

0,500 0,475 AW-2.Phase Aufwandswert - Mittelwert

Aufwandswert [Std/m²]

0,450 0,425 0,400 0,375 0,350 0,325 0,300 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15


16

17

18

HOFSTADLER

Abb. 6-35 Aufwandswerte für die Angebotskalkulation

Dem Einarbeitungsverlauf folgend, reduzieren sich die Aufwandswerte in den ersten Fertigungsabschnitten am deutlichsten. Zwischen erstem und zweitem Fertigungsabschnitt beträgt die Differenz ca. 20 %. Der Unterschied zwischen zweitem und drittem beträgt ca. 8 % und jener zwischen drittem und viertem ca. 5 %. Hingegen beträgt die Reduktion vom zehnten auf den elften Fertigungsabschnitt nur mehr ca. 1 %. Zur Kostenermittlung in der Angebotsphase ist es erforderlich, den „richtigen“ Mittelwert der Aufwandswerte für die Schalarbeiten anzusetzen.


339

In Abb. 6-35 ist der Mittelwert (bezogen auf die Kurve „AW-2. Phase“ in Abb. 6-34) als parallele Gerade zur Abszisse für die gesamten Schalarbeiten dargestellt. Mit dem „mittleren Aufwandswert“ werden die Lohnstunden für die Schalarbeiten im Rahmen der Angebotserstellung – und in weiterer Folge die Lohnkosten – berechnet.

6.7.6

Berücksichtigung der Einarbeitung in der Leistungsberechnung für die Schalarbeiten

In den beiden Schalungsphasen ergeben sich durch die Unterschiede in der Höhe der Aufwandswerte Differenzen in der Einschalleistung. Nachfolgend wird für die Berechnung der Einschalleistung zwischen „1. Phase“ und „2. Phase“ unterschieden. Berücksichtigung des Einarbeitungseffektes in der Leistungsberechnung für die „1. Phase“ Für die erste Phase wird die Einschalleistung unter Berücksichtigung der Einarbeitung nach Glg.(6-13) ermittelt. AK S, E, i ⋅ AZ S, E, d L S, E, i = ---------------------------------------------------ZU GW, EE AW S, E, i + -----------------------n fa, s

(6-13)

Im Zähler steht das Produkt aus Anzahl der Arbeitskräfte und täglicher Arbeitszeit. Aus der Addition des Aufwandswertes für das Einschalen und mit dem Einarbeitungszuschlag erhält man den Nenner. Die Einschalleistung ändert sich mit jedem Fertigungsabschnitt (Wiederholung). Berücksichtigung des Einarbeitungseffektes in der Leistungsberechnung für die „2. Phase“ In der zweiten Phase reduziert sich die tägliche Einschalleistung um den Anteil für das Ausschalen eines vorangehenden Fertigungsabschnittes. Durch Einsetzen in Glg.(6-14) folgt für den jeweiligen Fertigungsabschnitt die spezifische Einschalleistung. AK S, EA, i ⋅ AZ S, EA, d L S, EA, i = --------------------------------------------------------------------------------ZU GW, EE AW S, E, i + AW S, A, i + -----------------------n fa, s

(6-14)

Im Zähler steht das Produkt aus der Anzahl der Arbeitskräfte und der Tagesarbeitszeit. Der Nenner wird aus der Summe der Aufwandswerte für das

340


Ein- und Ausschalen und dem Einarbeitungszuschlag gebildet. Beide Phasen sind getrennt zu betrachten, eine „Doppelverrechnung“ des Einarbeitungseffektes erfolgt damit nicht. Beispiel – Berücksichtigung der Einarbeitung in der Arbeitsvorbereitung Anhand eines Beispiels werden die Schalungsleistungen für die vorher beschriebene „1. Phase“ und „2. Phase“ berechnet und auch als Kurven dargestellt. In Ergänzung zu den vorangegangenen Angaben dienen folgende Eingabeparameter: Anzahl der Arbeitskräfte für die Schalarbeiten: tägliche Arbeitszeit:

AK S = 15

AZ S = 9 h/d

700 650

Schalungsleistung [m²/d]

600 550 500 450 400 Tägliche Einschalleistung - 2. Phase Tägliche Einschalleistung - 1. Phase Arbeitsvorbereitung-Ansatz

350 300 250 200

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


13

14

15

16

17

18

HOFSTADLER

Abb. 6-36 Tagesleistung für die Schalarbeiten für die „1. Phase“ und „2. Phase“

Aus dem Produkt aus Anzahl der Geschosse und Anzahl der Fertigungsabschnitte je Regelgeschoss folgt die Gesamtanzahl der Fertigungsabschnitte für das Bauwerk. Setzt man die Werte (aus der Angabe) für das Beispiel in die entsprechenden Gleichungen ein, folgen die jeweiligen Schalungsleistungen für die betrachteten Fertigungsabschnitte (Wiederholungen). In Abb. 6-36 ist die tägliche Einschalleistung getrennt, für die „1. Phase“ und „2. Phase“, dargestellt. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Fertigungsabschnitte und auf der Ordinate die Schalungsleistung [m2/d] aufgetragen.


341

Mit jeder Wiederholung ändert sich für beide Phasen die Einschalleistung. Im Unterschied zur Einschalleistung für die „2. Phase“, nimmt jene für die „1. Phase“ mit den ersten Wiederholungen stärker zu.

6.7.7

Konsequenzen aus der Nichtberücksichtigung der Einarbeitung

In Abschnitt 6.7.4 wurde der Einfluss der Einarbeitung und der Differenzierung in „Schalungsphasen“ auf die Größenordnung der Aufwandswerte und Leistungen gezeigt. Im Folgenden wird im Rahmen des gewählten Beispiels auf die Auswirkungen der Nichtberücksichtigung der Einarbeitung auf die Kosten und die Dauer der Vorgänge eingegangen. Es wird dabei zwischen Angebotsphase und Arbeitsvorbereitung bzw. Bauausführung differenziert. Als Grundlage für das Beispiel dienen die Angaben aus den Abschnitten 6.7.4 und 6.7.5. Für das betrachtete Bauwerk beträgt die Regelgeschossfläche FRG = 4.000 m2. Multipliziert man die Regelgeschossfläche mit der Anzahl der Geschosse, folgt daraus die Gesamtschalfläche mit 12.000 m2.

6.7.7.1

Folgen für die Angebotskalkulation

Unter Beachtung der Einarbeitung in der Angebotskalkulation ergibt sich der mittlere Aufwandswert mit ca. 0,335 Std/m2. Aus der Multiplikation des mittleren Aufwandswertes mit der Gesamtschalfläche folgt die Lohnstundensumme für die Schalarbeiten mit 4.025. Ohne Berücksichtigung der Einarbeitung ergibt sich der Gesamt-Aufwandswert für das Ein- und Ausschalen mit ca. 0,297 Std/m2. Das Produkt aus Gesamtschalfläche und dem Aufwandswert führt zur Summe der Lohnstunden mit 3.559. Die Differenz zwischen den beiden Werten beträgt somit 466 Std. Setzt man etwa zur Berechnung des Unterschiedes in den Lohnkosten für die Schalarbeiten einen Mittellohn von 34 €/Std an, ergibt sich bei den Schalarbeiten der drei Geschossdecken unseres Beispiels eine Abweichung in den Lohnkosten von ca. 15.844 € oder ca. 13 % (dies entspricht ca. 1,3 €/m2).

6.7.7.2

Folgen für die Arbeitsvorbereitung bzw. Bauausführung (Vorgangsdauer)

Für die Bauausführung ist die Vorgangsdauer in Abb. 6-37 für jeden Fertigungsabschnitt als Säule dargestellt. Der Wechsel von der „1. Phase“ in die

342


„2. Phase“ erfolgt vereinbarungsgemäß mit Beginn der Schalarbeiten für den fünften Fertigungsabschnitt.

2,25 1.Phase

2,00

2.Phase DS-Ohne-Einarbeitung DS-Mit-Einarbeitung

1,75

Dauer [d]

1,50 1,25 1,00 0,75 0,50 0,25 0,00

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


13

14

15

16

17

18

HOFSTADLER

Abb. 6-37 Vorgangsdauer für die Schalarbeiten für die „1. Phase“ und „2. Phase“

Ohne Berücksichtigung der Einarbeitung ist die Vorgangsdauer durch die Säulen mit der Bezeichnung „DS-Ohne-Einarbeitung“ abgebildet. Der Verlauf der Vorgangsdauer mit Einarbeitung wird durch die Säulen mit der Benennung „DS-Mit-Einarbeitung“ gezeigt. Die Säulen für die Ausschalvorgänge der Fertigungsabschnitte 15 bis 18 sind im Diagramm nicht angeführt. Der Verlauf der Vorgangsdauer in Bezug auf die einzelnen Fertigungsabschnitte ist getrennt in „1. Phase“ und „2. Phase“, dargestellt. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Fertigungsabschnitte und auf der Ordinate die Dauer in Arbeitstagen [d] aufgetragen. Vergleicht man die Säulen in den einzelnen Fertigungsabschnitten, sind die Unterschiede in der „1. Phase“ am größten. Die höchste Differenz liegt im ersten Fertigungsabschnitt. Unter Berücksichtigung der Einarbeitung dauert der Vorgang um ca. 1 Tag länger, was einer Abweichung von ca. 103 % entspricht. Im zweiten Fertigungsabschnitt reduziert sich der Unterschied auf ca. 51 %, im dritten auf ca. 34 %, im vierten auf ca. 26 % und im fünften auf ca. 14 %. Im zehnten Fertigungsabschnitt beträgt der Unterschied nunmehr ca. 7 % und reduziert sich im achtzehnten Fertigungsabschnitt auf ca. 4 %.


343

Betrachtet man die Gesamtdauer für alle 18 Fertigungsabschnitte, ergibt sich mit Berücksichtigung der Einarbeitung eine Dauer von ca. 30 Arbeitstagen und ohne Berücksichtigung der Einarbeitung eine Dauer von ca. 26,5 Tagen. Die Abweichung beträgt ca. 3,5 Arbeitstage oder 13 %. Die Auswirkungen auf die dadurch gestörten vorangehenden und nachfolgenden Vorgänge sind dabei gesondert zu quantifizieren.

6.7.8

Anpassungsmöglichkeiten zur Erzielung und Aufrechterhaltung einer konstanten Schalungsleistung

Für die Planung und Steuerung des Bauablaufs ist eine konstant bleibende Arbeitsleistung als ideal anzusehen. Zur Erzielung und Aufrechterhaltung einer konstanten Schalungsleistung (etwaige Abweichungen zu den Sollwerten ist in der Ausführungsphase entsprechend entgegenzuwirken) ist es erforderlich, die verschiedenen Phasen (Einschalen bzw. Ein- und Ausschalen), die Einarbeitung sowie sonstige Schwankungen zu berücksichtigen. Einerseits kann eine kapazitive Anpassung durch Variation der Arbeitskräfteanzahl und andererseits eine zeitliche Anpassung mittels Steuerung der täglichen Arbeitszeit (die gesetzlichen Arbeitszeitbestimmungen sind zu beachten) erfolgen. Kombinationen aus beiden Varianten sind möglich und sinnvoll; weitere Möglichkeiten: Steigerung der Arbeitsproduktivität durch geänderte Arbeitsanweisungen oder Wechsel des Bauverfahrens. Liegen andere Ansätze zur Berücksichtigung des Einarbeitungseffektes vor, als der hier nach Blecken gezeigte, sind die Effekte in den jeweiligen Phasen für die Schalarbeiten und für jeden Fertigungsabschnitt entsprechend darzustellen und in der Leistungsermittlung zu berücksichtigen. An der generellen Vorgehensweise ändert sich jedoch nichts.

6.7.8.1

Konstante Schalungsleistung – Kapazitive Anpassung

Eine konstante Einschalleistung für die Schalarbeiten kann durch eine kapazitive Anpassung durch Variation der Mannschaftsstärke ermöglicht werden. Für eine kapazitive Anpassung ist die quantitative und qualitative Verfügbarkeit der Arbeitskräfte in der Bauausführung zu berücksichtigen und Mindestarbeitsflächen sind dabei nicht zu unterschreiten. Wenn die Schalleistung für beide Phasen der Schalarbeiten als konstant angesetzt wird, gilt LS, E, i = LS, EA, i = LS, i = const . Die gewählte Größenord-

344


nung für die Leistung richtet sich nach der verfügbaren Bauzeit und den vereinbarten Zwischenterminen. Kapazitive Anpassung – „1. Phase“ Mit AK S, E, r wird für die „1. Phase“ der rechnerisch erforderliche Arbeitskräftebedarf für einen spezifischen Fertigungsabschnitt nach Glg.(6-15) berechnet.

AK S, E, r

ZU GW, EE AW S, E, i + -----------------------n fa, s = L S, i ⋅ ---------------------------------------------------AZ S, d

(6-15)

Durch Einsetzen in Glg.(6-15) ergibt sich die rechnerisch erforderliche Anzahl an Arbeitskräften für den betrachteten Fertigungsabschnitt. Die Leistung für das Einschalen wird mit dem Quotienten aus Summe des Aufwandswertes für das Einschalen, plus Einarbeitungszuschlag und täglicher Arbeitszeit multipliziert. Kapazitive Anpassung – „2. Phase“ Für die „2. Phase“ wird die rechnerisch erforderliche Anzahl an Arbeitskräften AK S, EA, r für die Schalarbeiten nach Glg.(6-16) berechnet.

AK S, EA, r

ZU GW, EE AW S, E, i + AW S, A, i + -----------------------n fa, s = L S, i ⋅ --------------------------------------------------------------------------------AZ S, d

(6-16)

Durch Einsetzen der Einschalleistung, der Aufwandswerte für das Ein- und Ausschalen, des Einarbeitungsgrundwertes, der Zahl des betrachteten Fertigungsabschnittes und der täglichen Arbeitszeit erhält man den entsprechenden Arbeitskräftebedarf.

6.7.8.2 Für

Beispiel für eine kapazitive Anpassung

das

Beispiel wird eine konstante Einschalleistung von 2 angesetzt (in Abb. 6-36 auch als Parallele zur Abszisse dargestellt). Die Höhe des Ansatzes hängt wesentlich von der zur Verfügung stehenden Bauzeit und den Zwischenterminen ab. Puffer zur Abfederung von Störungen sind im Ablaufplan und im Terminplan entsprechend zu berücksichtigen. L S, E, DS = 539 m ⁄ d


345

Die Kurve „AK-Aufgerundet“ stellt den Arbeitskräftebedarf nach Aufrunden auf ganze Zahlen dar. Der Höchstwert an Arbeitskräften ergibt sich im ersten Fertigungsabschnitt mit insgesamt 24. Die Anzahl sinkt im vierten Fertigungsabschnitt auf 15 Arbeitskräfte ab. Durch den Wechsel von der „1. Phase“ in die „2. Phase“ steigt die erforderliche Anzahl vom vierten in den fünften Fertigungsabschnitt auf 21 an. Vom sechsten bis zum neunten Abschnitt beträgt die Anzahl konstant 20 Arbeitskräfte. Vom 10. bis zum 18. Fertigungsabschnitt ist die Anzahl mit 19 Arbeitskräften gleich bleibend.

30 1.Phase

2.Phase

25 Anzahl der Arbeitskräfte [-]

AK-Rechnerisch AK-Aufgerundet

20

15

10

5

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


13

14

15

16

17

18

HOFSTADLER

Abb. 6-38 Kapazitive Anpassung – Arbeitskräftebedarf in Abhängigkeit vom Baufortschritt

Tägliche Soll-Ist-Vergleiche in der Ausführungsphase sind zielführend, um auf Abweichungen unmittelbar reagieren zu können.

6.7.8.3

Konstante Schalungsleistung – Arbeitszeitliche Anpassung

Eine zeitliche Anpassung durch Variation der täglichen Arbeitszeit ermöglicht die Planung einer konstanten Einschalleistung für die Schalarbeiten. Für eine zeitliche Anpassung sind die gesetzlichen Bestimmungen und etwaige Leistungsverluste (z.B. durch Ermüdung oder durch sinkende Motivation) zu berücksichtigen.

346


Wenn die Schalleistung für beide Phasen der Schalarbeiten als konstant angesetzt wird, gilt LS, E, i = LS, EA, i = LS, E, i = const . Die gewählte Größenordnung für die Leistung richtet sich nach der verfügbaren Bauzeit und den vereinbarten Zwischenterminen. Arbeitszeitliche Anpassung – „1. Phase“ Mit AZ S, E, r wird für die „1. Phase“ die rechnerisch erforderliche tägliche Arbeitzeit für einen spezifischen Fertigungsabschnitt nach Glg.(6-17) berechnet. Die Leistung für das Einschalen wird mit dem Quotienten aus der Summe des Aufwandswertes für das Einschalen, plus Einarbeitungszuschlag und Anzahl der Arbeitskräfte multipliziert.

AZ S, E, r

ZU GW, EE AW S, E, i + -----------------------n fa, s = L S, i ⋅ ---------------------------------------------------AK S, d

(6-17)

Auswirkungen aufgrund von Ermüdungseffekten können durch einen Zuschlag auf den nach Glg.(6-17) berechneten Wert berücksichtigt werden. Arbeitszeitliche Anpassung – „2. Phase“ Für die „2. Phase“ wird die rechnerisch erforderliche Arbeitszeit die Schalarbeiten nach Glg.(6-18) berechnet.

AZ S, EA, r

ZU GW, EE AW S, E, i + AW S, A, i + -----------------------n fa, s = L S, i ⋅ --------------------------------------------------------------------------------AK S, d

AZ S, r

für

(6-18)

Durch Einsetzen der Einschalleistung, der Aufwandswerte für das Ein- und Ausschalen, des Einarbeitungsgrundwertes, der Zahl des betrachteten Fertigungsabschnittes und der Anzahl an Arbeitskräften erhält man die entsprechende Arbeitszeit. Auswirkungen aufgrund von Ermüdungseffekten können durch einen Zuschlag auf den nach Glg.(6-18) berechneten Wert berücksichtigt werden.

6.7.8.4

Berechnung der Leistungsverluste

Leistungsverluste haben Auswirkungen auf den Bauablauf und auf die Kosten. Um Leistungsverluste, bedingt durch die Mehrarbeitszeit – von mehr


347

als 8 (bis zu 16) Stunden Tagesarbeitszeit – zu berechnen, wird hier der Ansatz von Winter30) angewendet. Mit steigender Arbeitszeit sinkt nach Winter bei über 8 h täglicher Arbeitszeit die Arbeitsleistung. Der Unterschied zwischen effektiver Arbeitszeit und notwendiger Arbeitszeit – die erforderlich ist, um die effektive zu erreichen – nimmt zu (wie in Abb. 6-39 ersichtlich). In Abb. 6-39 ist die Leistungskurve dargestellt und diese folgt der Glg.(619): AZ S, n AZ S, r = f ( AZ S, n ) = 12 – 16 ⋅ 1 – --------------16

2

(6-19)

Für die tägliche Arbeitszeit AZ S, n gilt, 8 ≤ AZ S, n ≤ 16 (Anmerkung: anstatt der Bezeichnung T nach Winter wurde hier AZ gewählt).

Effektive Arbeitszeit [h]

Leistungskurve nach Winter 12,0 11,8 11,6 11,4 11,2 11,0 10,8 10,6 10,4 10,2 10,0 9,8 9,6 9,4 9,2 9,0 8,8 8,6 8,4 8,2 8,0

Effektive Arbeitszeit

8,0

8,5

9,0

9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 Tatsächliche Arbeitszeit [h/d]

Abb. 6-39 Leistungskurve nach Winter

Ist die effektiv erforderliche Arbeitszeit AZ S, r vorgegeben, folgt die tatsächlich notwendige Arbeitszeit AZ S, n durch Umwandlung der Glg.(6-19) nach Glg.(6-20). 12 – AZ S, r AZ S, n = f ( AZ S, r ) = 16 ⋅ 1 – -------------------------16 30)

Winter (1966). Die lohnintensive Auftragsfertigung in der Bauindustrie. 83-86

(6-20)

348


Für die Berechnung der tatsächlich notwendigen Arbeitszeit 8 ≤ AZ S, r ≤ 12

AZ S, n

gilt:

Die Leistungsverluste können in der Kalkulation und in der Arbeitsvorbereitung beispielsweise durch einen Zuschlag zum Aufwandswert berücksichtigt werden.

6.7.8.5 Für

Beispiel für eine arbeitszeitliche Anpassung

das

Beispiel wird eine konstante Einschalleistung von 2 angesetzt (in Abb. 6-36 auch als Parallele zur Abszisse

L S, E, DS = 539 m ⁄ d

dargestellt).

Um eine gleichmäßige Leistung in den beiden Phasen zu erzielen bzw. in weiterer Folge (Ausführungsphase) aufrechtzuerhalten, sind Anpassungen erforderlich. Hier wird für den geplanten Einsatz von 15 AK die erforderliche tägliche Arbeitszeit für jeden einzelnen Fertigungsabschnitt berechnet.

20 18

1.Phase

Effektive Arbeitszeit Notwendige Arbeitszeit

2.Phase

Tägliche Arbeitszeit [-]

16 14 12 10 geplante Arbeitszeit: AZ = 9 h/d

8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15


16

17

18

HOFSTADLER

Abb. 6-40 Arbeitszeitliche Anpassung – Tägliche Arbeitszeit in Abhängigkeit vom Baufortschritt

In Abb. 6-40 ist die rein rechnerisch effektiv erforderliche Arbeitszeit – aufgrund der Berücksichtigung des Einarbeitungseffektes – durch die Kurve „Effektive Arbeitszeit“ dargestellt. Für das gezeigte Beispiel nimmt die Arbeitszeit vom ersten bis zum vierten Fertigungsabschnitt stark ab (von


349

ca. 14 auf ca. 9 h). Vom vierten bis zum fünften Fertigungsabschnitt (für das Beispiel beginnt ab hier die „2. Phase“) steigt die Arbeitszeit wieder an (das Ende der Standzeit der Schalung im ersten Abschnitt fällt zeitlich mit dem Beginn des Einschalens für den fünften Abschnitt zusammen). In dieser Phase erfolgt der Wechsel von der „1. Phase“ (nur Einschalen) in die „2. Phase“ (Ein- und Ausschalen). Ab dem fünften Fertigungsabschnitt verläuft die Kurve flach und fallend. Die Kurve „Notwendige Arbeitszeit“ stellt die tatsächlich benötige Arbeitszeit nach Berücksichtigung des Leistungsverlustes nach Winter dar. Beim ersten und fünften Fertigungsabschnitt gehen die erforderlichen Arbeitsstunden über den Maximalwert von 16 h hinaus (daher folgt auch der Wert für die tägliche Arbeitszeit mit 0 h), und es gibt daher auch keine Lösungen dazu. Beim zweiten Fertigungsabschnitt beträgt die „Effektive Arbeitszeit“ 11,2 h und sinkt bis zum vierten auf ca. 8,8 h ab. Im fünften Fertigungsabschnitt würde die Arbeitszeit über 16 h ansteigen, daher wird nach Winter auch kein Wert dafür ausgeworfen. Für den sechsten Fertigungsabschnitt beträgt die Arbeitszeit 14,5 h und sinkt in der Folge erstmals im zehnten Fertigungsabschnitt unter 13 h. Ab 12,8 h im zehnten Abschnitt verläuft die Kurve sehr flach und endet im achtzehnten Abschnitt bei ca. 12,2 h. Für das vorliegende Beispiel ist daher nur für die Abschnitte 2, 3 und 4 eine zeitliche Anpassung sinnvoll. Für die anderen Abschnitte bietet sich eine Kombination aus zeitlicher und kapazitiver Anpassung an.

6.7.9

Zusammenfassung

Die Berücksichtigung des Einarbeitungseffektes in der Angebotsphase, Arbeitsvorbereitung und Bauausführung ist wichtig für eine erfolgreiche Abwicklung von Bauprojekten; nämlich in der Angebotsphase für die „richtige“ Kostenermittlung, in der Arbeitsvorbereitung und in der Bauausführung für eine zutreffende Fertigungsablaufplanung. Die erfolgreiche Kosten- und Zeitplanung hängt dabei entscheidend von der Fertigungsablaufplanung ab. Mit der Dauer der einzelnen Arbeiten geht auch der Bedarf z.B. an Arbeitskräften und Geräten einher. Durch Abstimmung der Ressourcen aufeinander wird ein kostenoptimaler Bauablauf ermöglicht.

350


Die verschiedenen Einflüsse auf die Größenordnung der Aufwandswerte wurden in diesem Kapitel dargestellt. Die Einarbeitung beeinflusst dabei in den ersten Fertigungsabschnitten wesentlich die Höhe der Aufwandswerte – damit die Leistung für die Schalarbeiten – und in der Folge die Leistung für die gesamten Stahlbetonarbeiten. Im gewählten Beispiel sinkt der Aufwandswert für das Einschalen vom ersten bis zum vierten Fertigungsabschnitt aufgrund der Einarbeitung von ca. 0,39 Std/m2 auf ca. 0,24 Std/m2. Wenn die Einarbeitungseffekte und die unterschiedlichen Aufwandswerte (in der „1. Phase“ bzw. „2. Phase“) bei der Berechnung der spezifischen Schalungsleistungen nicht berücksichtigt werden, sind unterschiedliche Leistungen die Folge. Die nicht konstanten Schalungsleistungen wirken sich nachteilig auf die Ressourcennutzung (z.B. Kranauslastung, Nutzung der Vorhaltemenge an Schalung) aus. Nachfolgende Teilprozesse im Fertigungsabschnitt, wie z.B. Bewehrungs- und Betonierarbeiten, werden ebenfalls gestört (z.B. Wartezeiten für das Bewehren und Betonieren bzw. in weitere Folge für die Herstellung der vertikalen Tragglieder im Fertigungsabschnitt des darüberliegenden Geschosses). Für das gezeigte Beispiel ergab sich aufgrund der Nichtberücksichtigung der Einarbeitung in der Angebotskalkulation ein Defizit in den Lohnkosten von ca. 15.844 € (dies entspricht ca. 1,3 €/m²). In der Ablaufplanung für die Bauausführung wurde im gegebenen Beispiel eine maximale Abweichung in der Vorgangsdauer eines Fertigungsabschnitts (im ersten Fertigungsabschnitt) von ca. 1 Arbeitstag festgestellt. Durch die globale Betrachtung aller Fertigungsabschnitte ergab sich eine Gesamtabweichung in der Herstellzeit der Deckenschalung von insgesamt ca. 3,5 Arbeitstagen oder 13 %. Um diese Defizite zu vermeiden, ist die Einarbeitung zu berücksichtigen und in die einzelnen Schalungsphasen zu differenzieren; des Weiteren sind Anpassungen und Gegensteuerungsmaßnahmen erforderlich. Für eine Ablaufplanung mit konstanter Leistung sind arbeitszeitliche und/oder kapazitive Anpassungen durchzuführen. Auf die Berechnung des Arbeitskräftebedarfs und der täglichen Arbeitszeit in Abhängigkeit vom spezifischen Fertigungsabschnitt wurde in diesem Kapitel eingegangen. Gleichungen zur Ermittlung der Anzahl der Arbeitskräfte und der täglichen Arbeitszeit für die „1. Phase“ (Einschalen) und „2. Phase“ (Ein- und Ausschalen) wurden dargestellt und deren Anwendung anhand eines Beispiels gezeigt. Mit dem, nach eingehenden Untersuchungen ermittelten, optimalen Fertigungsablauf wird mit Ausführung der Arbeiten begonnen. Gegensteue-


351

rungsmaßnahmen zu – im Bauablauf sicher auftretenden – Abweichungen und Störungen können bereits im Zuge der Arbeitsvorbereitung simuliert werden (z.B. durch Variation des Aufwandswertes oder der Anzahl der Arbeitskräfte). Damit können im Vorfeld – der in der Bauausführung tatsächlich auftretenden Störungen – rasch und effizient entsprechende (bereits vorher überlegte) Gegensteuerungsmaßnahmen ergriffen werden. Werden die Arbeitsvorbereitung und die Bauausführung vernetzt betrachtet, führt diese Systematik in der Regel zu einem effizienten Fertigungsablauf. Hierfür ist z.B. der Regelkreis ein Instrument, um durch Rückkopplungen optimale Abläufe zu planen und in der Bauausführung den Fertigungsablauf zu steuern, und somit auftretenden Abweichungen entgegenwirken zu können (vgl. dazu Kapitel 10).

7

Logistik im Baubetrieb – Grobplanung für Bauwerk-Rohbau

Logistische Zusammenhänge für Rohbauarbeiten (Ebene 1) sowie Erd-, Stahlbeton- und Mauerwerksarbeiten (Ebene 2) werden im folgenden Kapitel dargestellt. Für die Rohbauarbeiten werden, ausgehend vom Baustoffgrad, logistische Beziehungen für den Bereich „Bauwerk-Rohbau“ hergestellt. Dabei bildet die Kennzahl „Baustoffgrad“ die Grundlage zur Ermittlung des Gesamtgewichts der zu transportierenden Baustoffe. Für die Ebene 2 werden die logistischen Zusammenhänge getrennt, in Erd-, Stahlbeton- und Mauerwerksarbeiten, hergestellt. Neben der Beschreibung der Diagramme werden Anwendungen anhand von Beispielen gezeigt. Durch grafische Sensitivitätsanalysen werden mittels Variation von Eingangsgrößen (in den Beispielen wird jeweils nur eine Eingangsgröße verändert) die Auswirkungen auf die Ergebnisse durch Diagramme transparent dargestellt.

7.1

Grobplanung für die Rohbauarbeiten in Ebene 1

Zur Grobplanung der Beschaffungslogistik für die Baustoffe eines Bauwerks in der Phase „Bauwerk-Rohbau“ dienen Kennzahlen zur groben Ermittlung des Baustoffgrads. Im folgenden Abschnitt wird ein Interaktionsdiagramm vorgestellt, mit dem es gelingt, logistische Zusammenhänge für die Beschaffung von Baustoffen für die Rohbauarbeiten darzustellen.

354

7 Logistik im Baubetrieb – Grobplanung für Bauwerk-Rohbau

Eine „funktionierende“ Logistik der Baustoffbeschaffung hat wesentlichen Einfluss auf einen weitgehend reibungslosen Bauablauf bei den Rohbauarbeiten. Für den Bauablauf ist die zeitgerechte Versorgung mit den erforderlichen Baustoffen maßgebend für die Erreichung der geplanten Ziele, wie etwa Bauzeit und Qualität (beispielsweise Betontransporte bei Sichtbeton).

7.1.1

Grundlagen zur Transportlogistik für die Rohbauarbeiten

Die Gesamtanzahl an Baustofftransporten wird wesentlich beeinflusst vom Bruttorauminhalt des zu errichtenden Bauwerks; weiters vom Baustoffgrad, vom Fassungsvermögen der Transportgeräte und von den Verkehrsverhältnissen (z.B. Auswirkungen auf die Größe der Transportgeräte) um die und auf der Baustelle.

Art des Bauvorhabens

Bauweise

Ort des Bauvorhabens

Arbeitszeitmodell

Baustellenbedingungen Bauvertrag

Tägliche Transportzeit

Anzahl der Ladegeräte

Extern

Störeinflüsse

Leistung des Transportbetriebes

Leistung

Bauweise

Intern Bauvertrag

Anzahl der Transporte

Fassungsvermögen

Betriebsbedingungen Baustoffgrad

Art des Materials

Betriebsbedingungen

Verkehrsfläche auf der Baustelle Verkehrsanbindung

Bauweise Baustellenbedingungen

HOFSTADLER

Abb. 7-1 Vielfalt der Einflüsse auf die Baustofflogistik der Rohbauarbeiten

7.1 Grobplanung für die Rohbauarbeiten in Ebene 1

355

Der Baustoffbedarf hängt dabei maßgeblich von der Bauweise (Stahlbetonbauweise, Mauerwerksbauweise, Mischbauweise etc.) und der Gebäudefunktion (Wohnbau, Bürogebäude, Fertigungshalle etc.) ab. Wenn (z.B. aufgrund von beengten Baustellenverhältnissen) mit Anhängern oder Sattelzügen nicht auf die Baustelle gefahren werden kann, wirkt sich dies einschränkend auf die maximale Zuladung aus. Durch das begrenzte Fassungsvermögen der LKWs erhöht sich die Anzahl der erforderlichen Transporte. Einige wesentliche Einflüsse auf die Baustofflogistik sind in Abb. 7-1 dargestellt. Maßgebend für die Baustofflogistik ist die Anzahl der Transporte je Zeiteinheit (z.B. Stunde, Tag, Schicht). Leistungswerte für den Transportbetrieb geben an, welche Baustoffmenge beispielsweise je Tag auf die Baustelle transportiert wird. Meist ergibt sich die erforderliche (Mindest-) Transportleistung aus der Bauzeitplanung (vertraglich vorgegebene Bauzeit). Berechnet wird die erforderliche durchschnittliche tägliche Leistung des Transportbetriebes LBST, d, erf [to/d] nach Glg.(7-1). BST M, BWK L BST, d, erf = ----------------------------D BST, T

(7-1)

Im Zähler steht dabei die gesamte Baustoffmenge BST M, BWK [to] und im Nenner die geplante Transportdauer DBST, T [d] (Anzahl der Tage an denen Baustoffe antransportiert werden). Als Zeiteinheit wurde für Glg.(7-1) der Arbeitstag gewählt. Die Anzahl der erforderlichen Transporte je Tag nach Glg.(7-2) berechnet.

ANZ BST, T, d, erf

[1/d] wird

L BST, T, d, erf ANZ BST, T, d, erf = ----------------------------G BST, BWK

(7-2)

Im Zähler steht die erforderliche Leistung LBST, T, d, erf [to/d] und im Nenner das Fassungsvermögen GBST, BWK [to] (Gewicht der durchschnittlichen Zuladung) der einzelnen Transportgeräte.

7.1.2

Interaktionsdiagramm für die Rohbauarbeiten

Nachfolgend wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem logistische Zusammenhänge für den Transport der Baustoffe für die Rohbauarbeiten

356


dargestellt sind. Nach der Erklärung des Diagramms wird die Anwendung anhand eines Beispiels gezeigt. Besonders wichtig für die Logistik ist dabei der Zusammenhang zwischen Gesamtanzahl an Transporten und Anzahl an Transporten je Tag. Durch das Interaktionsdiagramm in Abb. 7-2 werden die Beziehungen zwischen Bruttorauminhalt (BRI) des Bauwerks [m3], gesamtem Baustoffgewicht [to], Baustoffgewicht, bezogen auf den m3 BRI [kg/m3], Gesamtanzahl an Transporten [-], durchschnittlicher Zuladung an Baustoffen je Transport [to/1], Anzahl der Transporte je Transporttag [1/d], Anzahl der Tage, an denen Baustoffe antransportiert werden [d] und Bruttorauminhalt in [m3] für den je Transporttag Baustoffe angeliefert werden hergestellt.

• • • • • • • •

7.1.2.1


Im I. Quadranten in Abb. 7-2 ist der Zusammenhang zwischen Bruttorauminhalt des Bauwerks, gesamtes Baustoffgewicht und Baustoffgrad hergestellt. Der Baustoffgrad repräsentiert das Verhältnis von Baustoffgewicht zu m3 BRI. Auf der Abszisse im I. Quadranten ist der Bruttorauminhalt des Bauwerks von 10.000 bis 38.000 m3 aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 4.000 und jene für das Hilfsintervall 1.000 m3. Werte von 1.000 bis 15.000 to sind auf der Ordinate für das gesamte Baustoffgewicht aufgetragen. Als Hilfsintervall wurden 200 und als Hauptintervall 1.000 to gewählt. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für einen bestimmten Baustoffgrad. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „BBST,BWK“ bezeichnet; die Bandbreite der Zahlenangaben reicht von 320 bis 660 kg/m3BRI. Die Schrittweite beträgt dabei 20 kg/m3. Für die Grobplanung der Beschaffungslogistik kann die Größenordnung des Baustoffgrads aus der Erfahrung mit ähnlichen Bauvorhaben angegeben werden. Nimmt man beispielsweise den Baustoffgrad mit 400 kg/m3 an, ergibt sich für einen gesamten Bruttorauminhalt des Bauwerks von z.B. 15.000 m3 eine Baustoffmenge mit rund 6.000 to. Für die Beschaffungslogistik bildet diese Menge die Grundlage für die weiteren Bearbeitungs-


357

schritte. In der Feinplanung werden die, für die Grobplanung getroffenen, Annahmen überprüft und weiter angepasst.

Abb. 7-2 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Rohbauarbeiten

Der Zusammenhang zwischen gesamtem Baustoffgewicht, Gesamtanzahl der Transporte und Fassungsvermögen je Transport ist im II. Quadranten dargestellt. Auf der Abszisse ist die Gesamtanzahl an Transporten für die Baustoffe von 300 bis 1.000 aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 50 und jene für das Hilfsintervall 25. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für die durchschnittliche Kapazität je Transport. Im Diagramm sind die Geraden mit „GBST,BWK“ bezeichnet, das Spektrum für die Zahlenangaben reicht von 5 bis 16 to (die Schrittweite ist 1). Ist beispielsweise die gesamte Baustoffmenge bestimmt, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen und es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Gewichtsangaben jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale, ausgehend von den Schnittpunkten, nach unten eingezeichnet führt zur Gesamtanzahl an Transporten. Die Beziehung zwischen Gesamtanzahl an Transporten, Anzahl der Transporte je Tag und Anzahl der Tage, an denen Baustoffe angeliefert wird, wird im III. Quadranten präsentiert. Auf der Abszisse ist die Gesamtanzahl an Transporten und auf der Ordinate die Anzahl der Transporttage dargestellt. Zwischen dem II. und III. Quadranten ist die Abszisse gleich. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 10 bis 100 Transporttagen. Die

358


Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 5 und jene für das Hilfsintervall 1 d. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an täglichen Transporten. Beginnend bei 10 (die Gerade „ANZBST,T,d = 10 1/d“ steht z.B. für 10 Transporte am Tag), erstrecken sich die Geraden bis zu 27 Transporten. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 1 festgelegt und kann spezifisch angepasst werden. Beispielsweise kann – mit der Gesamtanzahl an Transporten und der Anzahl an Transporttagen – durch Anwendung des Diagramms die Anzahl der Transporte je Arbeitstag grafisch ermittelt werden. Im IV. Quadranten ist der Zusammenhang zwischen gesamtem Bruttorauminhalt des Bauwerks, Anzahl der Transporttage und Bruttorauminhalt, für den je Transporttag Baustoffe angeliefert werden, dargestellt. Die Abszisse im Diagramm ist mit jener im I. und die Ordinate mit jener im III. Quadranten deckungsgleich. Jede der Geraden steht für einen durchschnittlichen Bruttorauminhalt, für den an einem Transporttag Baustoffe angeliefert werden. Beginnend bei 300 m3/1 sind die Kurven in 20 m3/1 Intervallen, bis zum Höchstwert von 680 m3/1, dargestellt.

7.1.2.2


Nachfolgend wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 7-2 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird dazu für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Es gelten für das Beispiel folgende Angaben: • • • •

Bruttorauminhalt des Bauwerks: ca. 33.000 m3 angenommener Baustoffbedarf: 340 kg/m3BRI durchschnittliches Transportgewicht je Transport: 13 to durchschnittliche Anzahl an Transporten je Transporttag: 15

Aufgabenstellung: Unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen sind die Lösungen auszuarbeiten. Es ist u.a. zu klären, wie viele Transporte insgesamt erforderlich sind und welche Baustoffmenge, bezogen auf den Bruttorauminhalt, je Transport angeliefert wird. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte


359

Zur Lösung der Aufgabe wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 7-2 verwendet. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden anhand des Interaktionsdiagramms in Abb. 7-3 grafisch dargestellt und auch dokumentiert. Als erster Schritt wird im I. Quadranten auf der Abszisse bei 33.000 m3 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve (Bezeichnung „BBST,BWK = 340 kg/m3“) für den Baustoffgrad von 340 kg/m3BRI ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate folgt daraus die Baustoffmenge mit 11.200 to. Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (Bezeichnung „GBST,BWK = 13 to/1“) für die durchschnittliche Zuladung von 13 to.

Abb. 7-3 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Rohbauarbeiten – Anwendungsbeispiel

Von diesem Schnittpunkt ausgehend, wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch die Gesamtanzahl an Transporten mit ca. 870 bestimmt. Aus der Verlängerung der Geraden ergeben sich im III. Quadranten Schnittpunkte mit den Kurven für die Anzahl der Transporttage. Laut Vorgabe sind durchschnittlich 15 Transporte je Arbeitstag anzusetzen. Zur Berücksichtigung dieser Vorgabe wird im III. Quadranten die entsprechende Gerade ausgewählt und es folgt mit der Geraden (3) ein Schnittpunkt. Ausgehend vom Schnittpunkt wird in weiterer Folge eine Ho-

360


rizontale (4) nach rechts eingezeichnet. Daraus folgt, dass die Baustofftransporte auf insgesamt 58 Arbeitstage verteilt sind. Zur Bestimmung des Bruttorauminhalts, für den mit jedem Transporttag die Baustoffe angeliefert werden, wird im IV. Quadranten beim Ordinatenwert von 58 die Horizontale (4) nach rechts verlängert, bis sich mit der Vertikalen (5) ein Schnittpunkt ergibt. Mit diesem Schnittpunkt ist der Bruttorauminhalt mit ca. 570 m3 bestimmt, für den an jedem Transporttag die Baustoffe angeliefert werden.

7.1.2.3


In weiterer Folge wird untersucht, wie sich der von 340 kg/m3BRI auf 380 kg/m3BRI erhöhte Baustoffbedarf auf die Logistik auswirkt. Die Vertikale (1) wird im I. Quadranten nach oben verlängert, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve (Bezeichnung „BBST,BWK = 380 kg/m3“) für den Baustoffgrad von 380 kg/m3BRI ergibt. Vom Schnittpunkt ausgehend wird die Horizontale (6) nach links eingezeichnet, bis auf der Abszisse der neue Wert für das gesamte Baustoffgewicht abgelesen werden kann. Für den geänderten Baustoffgrad ergibt sich das Gewicht mit ca. 12.500 to. Im II. Quadranten wird die Gerade (6) verlängert, bis sich der Schnittpunkt für die unveränderte Transportkapazität ergibt. Von diesem Punkt wird die Vertikale (7) nach unten abgetragen, bis auf der Abszisse der geänderte Wert für die Gesamtanzahl an Transporten folgt. Die Anzahl beträgt ca. 960 Transporte. Durch Verlängerung der Geraden (7) in den III. Quadranten folgt der Schnittpunkt mit der (unverändert angenommenen) Anzahl an täglichen Transporten. Von diesem Schnittpunkt ausgehend wird die Gerade (8) parallel zur Abszisse nach rechts eingezeichnet, bis auf der Ordinate die Größenordnung für die neue Anzahl an Transporttagen bestimmt ist. Die Anzahl der Transporttage hat sich durch den größeren Baustoffgrad um ca. 6 Tage auf ca. 64 Tage erhöht. Zur Bestimmung des Bruttorauminhalts, für den mit jedem Transporttag die Baustoffe angeliefert werden, wird im IV. Quadranten die Horizontale (8) nach rechts verlängert, bis sich mit der Verlängerung der Vertikalen (5) der Schnittpunkt ergibt. Mit dem Schnittpunkt ist der Bruttorauminhalt mit ca. 515 m3 bestimmt, für den an jedem Transporttag die Baustoffe angeliefert werden. Durch den höheren Baustoffgrad hat sich (bei sonst gleich bleibenden Randbedingungen) die Anzahl der Transporttage um ca. 10 % erhöht.

7.2 Grobplanung für Erdarbeiten in Ebene 2

361

Anhand der Ergebnisse kann beispielsweise eine Aussage über die Anzahl der Transporte je Tag, der gesamten Baustoffmenge und in weiterer Folge über die Gesamtanzahl der Transporte getroffen werden.

7.2

Grobplanung für Erdarbeiten in Ebene 2

Der Abtransport des Aushubmaterials stellt vor allem bei innerstädtischen Bauvorhaben sehr hohe Anforderungen an die logistische Planung. Mit zunehmender geplanter Aushubleistung steigt auch die Anzahl der erforderlichen Transporte je Zeiteinheit. Zu den wesentlichen Aufgaben der Bauablaufplanung zählt einerseits die Ermittlung der Anzahl der erforderlichen Transporte je Zeiteinheit (z.B. Schicht, Tag, Stunde), andererseits ist die obere Grenze für die maximale Anzahl der möglichen Transporte je Zeiteinheit zu ermitteln. Dieser Grenzwert wird maßgeblich von der Verkehrssituation im Umfeld der Baustelle bestimmt. Die ermittelte maximale Transportkapazität bestimmt bei beengten Baustellenverhältnissen oft die kürzeste Dauer für die Erdarbeiten. Der niedrigere Wert aus maximaler Lade- oder Transportleistung bestimmt die tatsächliche Leistung des gesamten Transportbetriebes. Diese Leistung ist in weiterer Folge maßgebend für die Dauer des Erdbaus und des damit verbundenen Transportbetriebes. Der Beginn der nachfolgenden Arbeiten (z.B. Herstellung der Bodenplatte) wird von der Dauer des Erdbaus beeinflusst. Im folgenden Abschnitt wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem die baubetrieblichen Beziehungen für Transporte im Erdbau grafisch dargestellt sind. Durch diese vernetzte Darstellung wird ein umfassender baubetrieblicher Zusammenhang für den Transportbetrieb eines Bauvorhabens ermöglicht. Das Interaktionsdiagramm nutzt vor allem Planern und Ausführenden. Dem Planer dient es in der Grobplanung zur Ermittlung der möglichen Bandbreite für die Dauer der Erdarbeiten des Projekts. Der Ausführende kann in der Feinplanung anhand des Diagramms feststellen, wie sich z.B. die geplante Dauer für den Erdbau auf die Anzahl der Transporte je Stunde auswirkt. Unter Berücksichtigung der Bauwerks-, Baustellen- und Verkehrsbedingungen können anhand der Diagramme Lösungen für den Transportbetrieb ausgearbeitet werden. Nicht realisierbare Lösungen – z.B. eine zu große Anzahl an Transporten je Stunde aufgrund der Verkehrssituation im Bau-

362


stellenbereich – können damit klar von den möglichen Lösungen getrennt und im Vorhinein ausgeschieden werden.

7.2.1

Grundlagen zur Transportlogistik für die Erdarbeiten

Die Leistung des Transportbetriebes wird entweder durch die Ladeleistung oder die Transportleistung bestimmt (Beispielfoto zu Erdarbeiten siehe Abb. 7-4). Eine wesentliche baubetriebliche Randbedingung für die Logistik auf der Baustelle stellt die Anzahl der Transporte je Stunde dar. Die Anzahl der ankommenden, wartenden und abfahrenden Transportgeräte hat wesentlichen Einfluss auf die gleichzeitig stattfindenden Arbeiten auf der Baustelle (z.B. Wasserhaltung, Baugrubensicherung, Baugrundverbesserung, Antransport von Beton und Bewehrung etc.). Durch eine entsprechende Planung (z.B. Anzahl der Transportgeräte, Verkehrsführung auf der Baustelle, Warteposition für die Transportgeräte) sollen gegenseitige Behinderungen weitestgehend ausgeschlossen werden. Behinderungen wirken sich vermindernd auf die Leistung in den einzelnen Abläufen aus.

Abb. 7-4 Beispiel zum Erdbau [Baustelle: Knoten-Vösendorf]


363

Neben der Anschaulichkeit ist die Sensitivität der Anzahl der Transporte aufgrund der Veränderung von Parametern – wie z.B. Fassungsvermögen (Fassungsinhalt) der Transportgeräte und tägliche Transportzeit – anhand dieser Diagramme leicht feststellbar. Kommt es in der Ausführungsphase zu Verzögerungen, sind Forcierungsmaßnahmen bei einem unverändert bleibenden Endtermin erforderlich, um dieses Manko kompensieren zu können. Zur Gegensteuerung ist eine Erhöhung der Aushub- und Transportleistung notwendig. Die Größenordnung der notwendigen Leistungssteigerung ergibt sich aus der verbleibenden Transportmenge und der noch zur Verfügung stehenden Produktionszeit (Dauer für den Erdbau). Das System Erdbau besteht im Wesentlichen aus den Vorgängen Abtragen, Transportieren und Einbauen. Die Leistung wird dabei in der Regel von mehreren Geräten in einer Arbeitskette erbracht. Zur Berechnung der Ladeund Transportleistung im Erdbau führen z.B. Girmscheid1), Jurecka2) und Stadler3) Berechnungsformeln dazu an. Unterschieden wird dabei in: • • • •

Theoretische Leistung Grundleistung Technische Grundleistung Nutzleistung

In den Leistungsberechnungen werden dabei u.a. Material- und Gerätekennwerte sowie spezifische Baustellen- und Betriebsbedingungen mittels Faktoren berücksichtigt. Die entsprechenden Zahlenwerte hierfür können z.B. aus den dargestellten Diagrammen und Tabellen ermittelt werden. Im Folgenden wird auf den Transportbetrieb näher eingegangen. Die erzielbare Gesamtleistung des Transportbetriebes wird von der Lade- oder Transportleistung bestimmt; dabei ist der kleinere Wert maßgebend. Für diese Leistung ist die Anzahl der Transporte je Stunde zu berechnen. Das Ergebnis ist mit der möglichen Anzahl an Transporten je Stunde zu vergleichen und gegebenenfalls anzupassen (abzumindern). Die maximal verträgliche Anzahl an Transporten ist hierzu unter Berücksichtung der spezifischen Baustellenverhältnisse und der Anbindung an den öffentlichen Verkehr zu ermitteln.

1) 2) 3)

Girmscheid (2002). Leistungsermittlungshandbuch für Baumaschinen und Bauprozesse Jurecka (1975). Kosten und Leistungen von Baumaschinen Stadler (2004). Allgemeine Baubetriebslehre

364


Das hier präsentierte Diagramm stellt baubetriebliche Zusammenhänge für den Transportbetrieb im Erdbau grafisch dar. Es steht in Wechselbeziehung mit der zuvor angeführten Literatur zur Berechnung der Leistung für Erdbaugeräte. Wesentlich für die Transportlogistik ist die Anzahl der Transporte je Zeiteinheit (z.B. Stunde, Tag, Schicht). Leistungswerte für den Transportbetrieb geben an, welche Transportmengen (z.B. je Stunde) von der Baustelle abtransportiert werden. Meist ergibt sich die erforderliche (Mindest-) Transportleistung aus der Bauzeitplanung (vertraglich vorgegebenen Bauzeit).

Bauweise


Arbeitszeitmodell

Baustellenbedingungen

Art des Materials

Tägliche Transportzeit

Extern

Intern

Leistung des Transportbetriebes

Störeinflüsse

Anzahl der Ladegeräte

Bauweise

Ladeleistung

Ladeposition

Art des Materials

Anzahl der Transporte

Fassungsvermögen

Betriebsbedingungen

Verfügbarkeit in der Ausführung

Betriebsbedingungen

Verkehrsfläche auf der Baustelle

Bauweise Verkehrsanbindung

Baustellenbedingungen

HOFSTADLER

Abb. 7-5 Vielfalt der Einflüsse auf die Leistung des Transportbetriebes im Erdbau

Berechnet wird die erforderliche tägliche Leistung des Transportbetriebes L TPB, erf [m3/d] nach Glg.(7-3). Im Zähler steht dabei die gesamte Transportmenge MTP, G [m3] (z.B. für einen Bauabschnitt) und im Nenner die geplante Dauer der Transporte DTPB, G [d]. M TP, G L TPB, erf = -----------------D TPB, G

(7-3)

Als Zeiteinheit wurde für Glg.(7-3) der Arbeitstag gewählt. Für die Transportmenge ist die spezifische Auflockerung des zu transportierenden Materials zu berücksichtigen; die entsprechenden Werte sind u.a. aus den Tabel-


365

len und Diagrammen der zitierten Literatur zu ermitteln. Es ist dabei immer zu prüfen, ob die Ladekapazität für die rechnerisch ermittelte tägliche Leistung des Transportbetriebes gegeben ist. Die Anzahl der erforderlichen Transporte je Stunde rechnet sich nach Glg.(7-4).

ANZ TPB, h, erf

L TPB, erf ANZ TPB, h, erf = ------------------------------------m TP, TG ⋅ AZ TP

[1/h] be-

(7-4)

Im Zähler steht die erforderliche Leistung LTPB, erf [m3/d] und im Nenner das Produkt aus Fassungsvermögen (Fassungsinhalt) m TP, TG [m3] der einzelnen Transportgeräte und täglicher Transportzeit AZ TP [h/d]. In Abb. 7-5 sind Einflüsse auf die Größenordnung der Leistung für den Transportbetrieb exemplarisch dargestellt.

7.2.2

Interaktionsdiagramm für Erdarbeiten

Logistische Zusammenhänge für den Transportbetrieb im Erdbau, die im Interaktionsdiagramm in Abb. 7-6 dargestellt sind, werden im folgenden Abschnitt präsentiert. Zur Anwendung des Interaktionsdiagramms wird ein Beispiel gezeigt. Die anschauliche Darstellung ermöglicht sowohl für die Arbeitsvorbereitung als auch die Bauausführung einen raschen Zugriff auf wesentliche Informationen für die Planung der Transportlogistik im Erdbau. Weiters ist auch die Sensitivität von Leistungswerten mittels Veränderung von Parametern grafisch feststellbar. Mit dem Interaktionsdiagramm werden die Beziehungen zwischen • gesamter Transportmenge [m3], • täglicher Transportleistung [m3/d], • Dauer des Transportbetriebes [d], • Anzahl der Transporte je Arbeitstag [1/d], • Fassungsvermögen eines Transportgerätes [m3], • Anzahl der Transporte je Stunde [1/h], • täglicher Transportzeit [h/d] und • Transportmenge je Stunde [m3/h] hergestellt.

366


Entsprechende Puffer sind durch Zuschläge zur ermittelten Dauer zu berücksichtigen.

7.2.2.1


Das Interaktionsdiagramm in Abb. 7-6 wird aus vier Quadranten gebildet. Die Achsen und Kurven der Diagramme in den einzelnen Quadranten werden nachfolgend beschrieben. Auf der Abszisse im I. Quadranten ist die Transportmenge von 10.000 bis 19.000 m3 dargestellt; das Hauptintervall beträgt hier 1.000 und das Hilfsintervall 500 m3. Die Transportleistung je Arbeitstag ist auf der Ordinate von 200 bis 2.000 m3/d dargestellt. Für das Hauptintervall wurde hier 100 und für das Hilfsintervall 20 m3/d gewählt. Die im Diagramm abgebildeten Geraden stehen für die Dauer des Transportbetriebes (hier von 10 bis 38 Arbeitstagen mit der Schrittweite 2). In der Legende sind die Geraden mit „DTPB,G“ bezeichnet und mit der Größenordnung für die Dauer ergänzt. Die getroffene Einteilung kann beliebig geändert und erweitert werden. Mit zunehmender Transportdauer und verfügbarer Transportleistung vergrößert sich die Differenz zwischen den einzelnen Geraden. Vergleicht man die Gerade „DTPB,G = 20 d“ und „DTPB,G = 30 d“ beträgt der Unterschied bei der Transportmenge von 10.000 m3 ca. 167 m3/d und bei 15.000 m3 bereits 250 m3/d. Für die Anwendung des Diagramms können verschiedene Wege eingeschlagen werden. Beispielsweise kann mit der vorgegeben Transportmenge und der Transportleistung je Arbeitstag dazu grafisch die Dauer ermittelt werden; oder es wird für die vorgegebene Transportmenge und die zur Verfügung stehenden Dauer die erforderliche Tagesleistung bestimmt. Im II. Quadranten ist die Beziehung zwischen Anzahl der Transporte je Arbeitstag, Transportleistung je Arbeitstag und Fassungsvermögen der Transportgeräte dargestellt. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Transporte je Arbeitstag von 20 bis 200 dargestellt. Das Hauptintervall beträgt 20 und das Hilfsintervall 10 1/d. Die Ordinate entspricht jener im I. Quadranten. Die einzelnen Geraden (mit der Bezeichnung „mTP,TG“ im Diagramm) stehen jeweils für verschiedene Transportkapazitäten. Das Spektrum hierzu reicht in dieser Darstellung von 4 bis 17 m3 Fassungsvermögen je Transportgerät (der Unterschied zwischen den Geraden beträgt 1 m3). Wie aus dem Diagramm ersichtlich, wächst der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden mit steigendem Fassungsvermögen und mit zunehmender Anzahl an Transporten. Ist z.B. die erforderliche tägliche Transportleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links


367

gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Fassungsinhalte jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet führt zur entsprechenden Anzahl an Transporten je Arbeitstag.

Abb. 7-6 Interaktionsdiagramm für den Erdbau – Transportbetrieb

Der Zusammenhang zwischen Anzahl an Transporten je Arbeitstag, Anzahl der Transporte je Stunde, Transportintervallen und Transportzeit je Arbeitstag wird im III. Quadranten präsentiert. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte tägliche Transportzeit. Zwischen II. und III. Quadranten ist die Abszisse gleich. Auf der Ordinate ist die Anzahl der Transportstunden je Tag aufgetragen. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 16 h/d. Das Hauptintervall beträgt hier 1 und das Hilfsintervall 0,5 h/d. Beginnend bei 2 Transporten je Stunde (die Gerade „ANZTP,h = 2“ steht beispielsweise für 2 Transporte je Stunde), erstrecken sich die Kurven im Diagramm bis zu 24 Transporten je Stunde. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 2 festgelegt und kann spezifisch angepasst werden. In den Klammerwerten sind die dazugehörigen Transportintervalle in Minuten angegeben. Mit z.B. vorgegebener Anzahl an Transporten je Arbeitstag und der gewählten Transportzeit je Arbeitstag, können durch Anwendung des Diagramms grafisch die Anzahl der Transporte je Stunde und die entsprechenden Transportintervalle berechnet werden.

368


Im IV. Quadranten ist der Zusammenhang zwischen der Transportmenge je Tag, Anzahl der Transportstunden je Tag und Leistung des Transportbetriebes je Stunde dargestellt. Die Abszisse im Diagramm ist mit jener im I. Quadranten nicht deckungsgleich. Hier ist auf der Abszisse die Transportmenge je Arbeitstag aufgetragen. Die Werte gehen von 0 bis 1.800 m3/d; die Schrittweite für das Hauptintervall ist 200 und jene für das Hilfsintervall 100 m3/d. Die Ordinate deckt sich mit jener aus dem III. Quadranten. Jede der Geraden steht für eine bestimmte Stundenleistung für den Transportbetrieb. Beginnend bei 60 m3/h, sind die Kurven in Intervallen von 20 m3/h bis zum Höchstwert von 460 m3/h dargestellt. Die anhand des Interaktionsdiagramms ermittelten Werte stellen Durchschnittswerte für das gesamte Bauwerk dar. Je nach Aushubabschnitt variieren diese Werte um den Durchschnittswert. Die detaillierte Betrachtung des Erdbaus für die verschiedenen Bauabschnitte eines Bauwerks erfolgt in der Feinplanung; für diese kann auch das hier vorgestellte Interaktionsdiagramm verwendet werden.

7.2.2.2


Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 7-6 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise wird dazu für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • Aushubmenge: 12.000 m3 (fest) • Auflockerungsfaktor: 0,80 • Fassungsvermögen des einzelnen Transportgerätes (für alle gleich): 10 m3 • maximale tägliche Transportzeit: 8 h • maximale Dauer für den Transportbetrieb: 14 d Aufgabenstellung: Gesucht ist die erforderliche Anzahl der Transporte je Stunde, um die Aushubmenge in der vorgegeben Zeit abtransportieren zu können. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Die Vorgangsweise zur grafischen Lösung ist in Abb. 7-7 durch nummerierte Pfeile dargestellt. Mit dem Aushubvolumen und dem Auflockerungsfak-


369

tor ergibt sich die Transportmenge mit ca. 15.000 m3. Als erster Schritt wird im I. Quadranten beim Abszissenwert von 15.000 m3 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (mit der Bezeichnung „DTPB,G = 14 d“) für die Dauer des Transportbetriebes von 14 Tagen ergibt. Ausgehend vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links eingezeichnet. Auf der Ordinate folgt somit die tägliche Transportleistung mit ca. 1.070 m3/d. Mit der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich ein Schnittpunkt mit der Geraden mit der Bezeichnung „MTP,TG = 10 m3“ (diese steht für das Fassungsvermögen der Transportgeräte von jeweils 10 m3). Von dort ausgehend wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Ordinate wird dadurch die Anzahl der Transporte je Arbeitstag bestimmt (ca. 107 1/d). Die Gerade (3) wird in den III. Quadranten verlängert. Gleichzeitig wird auf der Ordinate bei 8 Stunden Transportzeit je Arbeitstag die Horizontale (4) nach links eingezeichnet und es folgt ein Schnittpunkt. Dieser liegt zwischen den Kurven „ANZTP,h = 12“ und „ANZTP,h = 14“. Mit ca. 13,5 ist die Anzahl der Transporte je Stunde bestimmt. Es sind damit ca. 13,5 Transporte je Stunde erforderlich, um in 14 Tagen die Aushubmenge von 12.000 m3 abtransportieren zu können.

Abb. 7-7 Interaktionsdiagramm für den Erdbau – Transportbetrieb – Anwendungsbeispiel

Zur grafischen Bestimmung der stündlichen Transportleistung wird bei ca. 1.070 m3/d auf der Abszisse im IV. Quadranten die Vertikale (5) nach unten

370


gezeichnet. Gleichzeitig wird die Gerade (6) mit dem Ursprung bei der entsprechenden Anzahl der Transporte je Tag nach rechts gezogen und es ergibt sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (5). Dieser Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „LTPB = 130 m3/h“ und „LTPB = 140 m3/h“. Damit ist die Transportleistung mit ca. 135 m3 je Stunde bestimmt. Mit Hilfe des Diagramms konnte einfach und anschaulich die Lösung gefunden werden. Um die vorgegebene Dauer für den Transportbetrieb nicht zu überschreiten, sind – unter Berücksichtigung der hier geltenden Randbedingungen – ca. 13,5 Transporte je Stunde erforderlich. Durchschnittlich bedeutet dies Transportintervalle von ca. 4,4 min. Mit dieser Anzahl an erforderlichen Transporten ist zu überprüfen, ob damit überhaupt ein reibungsloser Baubetrieb gewährleistet ist. Falls die Anzahl der Transporte je Stunde zu hoch ist, sind Anpassungen erforderlich. Es kann z.B. die Art des Transportmittels geändert (höheres Fassungsvermögen) oder die tägliche Transportzeit erhöht werden.

7.2.2.3


Für das Beispiel (Vorgangsweise dazu siehe in Abb. 7-7) wird untersucht, wie sich die Forcierung der Erdarbeiten um 2 Arbeitstage auf die Transportlogistik auswirkt. Durch die Forcierung reduziert sich die Dauer für den Erdbau von 14 auf 12 d. Dadurch wird die tägliche Transportleistung von ca. 1.070 auf rund 1.250 m3 gesteigert. Bleiben alle anderen Einflussgrößen konstant, steigt die Anzahl der erforderlichen stündlichen Transporte von ca. 13,5 auf ca. 15,5 (oder ca. 15 %). Die Leistung je Stunde für den Transportbetrieb vergrößert sich damit auf rund 157 m3. Die Transportintervalle würden sich in der Folge um ca. 0,5 min auf ca. 3,9 min reduzieren. In weitere Folge ist zu untersuchen, ob die gesamte Transportlogistik (Beschaffungs-, Produktions- und Entsorgungslogistik) die Steigerung der Anzahl der Erdbautransporte verträgt. Desweiteren ist zu überprüfen, ob die geplante Ladeleistung für die gesteigerte Transportleistung ausreicht.

7.3

Grobplanung für Stahlbetonarbeiten in Ebene 2

Im Zuge der Stahlbetonarbeiten wird die Bewehrung in die Schalung verlegt und dann betoniert. Die für die Stahlbetonarbeiten zu transportierende


371

Baustoffmenge setzt sich im Wesentlichen aus dem Beton, der Bewehrung und der Schalung zusammen. Beton und Bewehrung werden Bestandteil des Bauwerks, die Schalung wird nach Ende der Standzeit ausgeschalt. Wenn die Schalung auf der Baustelle nicht mehr benötigt wird, wird sie von der Baustelle abtransportiert. Für den Transport der Schalung sind die Vorhaltemenge und ihr durchschnittliches Gewicht von Relevanz. Beispiel zur Ermittlung des Baustoffgrads für die Stahlbetonarbeiten: Bei 5.000 m3 Beton beträgt sein Gesamtgewicht ca. 12.500 to. Mit dem Bewehrungsgrad von 100 kg/m3 folgt das Gesamtgewicht für die Bewehrung mit ca. 500 to. Die gesamte zu schalende Fläche ergibt sich bei einem Schalungsgrad von 4 m2/m3 mit ca. 20.000 m2. Die gesamte Vorhaltemenge der Schalung beträgt dabei ca. 3.000 m2. Für ein durchschnittliches Schalungsgewicht von 50 kg/m2 ergibt sich das Gesamtgewicht für die Vorhaltemenge mit ca. 150 to. Für An- und Abtransport ergeben sich somit insgesamt ca. 300 to. Für das gesamte Bauwerk (nur für die Stahlbetonarbeiten) ist das Gesamtgewicht ca. 13.300 to. Auf den Kubikmeter Beton bezogen sind dies 2,65 to/m3. Der Gewichtsanteil für den Beton beträgt dabei ca. 94 %. Die Schalung wird in Baugerätelisten wie z.B. ÖBGL (Österreichische Baugeräteliste) und BGL (Baugeräteliste) zu den Baugeräten gezählt. Nur zur Ermittlung des Gewichtes für die Gesamtanzahl der Transporte wird hier die Schalung zu den Baustoffen gezählt. In der Feinplanung wird dann in der Ebene 3 in Schalung, Bewehrung und Beton differenziert.

7.3.1

Grundlagen zur Transportlogistik für die Stahlbetonarbeiten

Die Gesamtanzahl der Transporte wird wesentlich von der Betonmenge bestimmt. Das Fassungsvermögen der Transportgeräte hängt vom Transportgut (z.B. Normalbeton oder Selbstverdichtender Beton) und den Baustellen- und Verkehrsverhältnissen auf der Baustelle ab. Für die Baustofflogistik hat die Anzahl der Transporte je Zeiteinheit (z.B. Stunde, Tag, Schicht) oft einen entscheidenden Einfluss auf den Bauablauf bzw. die Bauzeit. Leistungswerte für den Transportbetrieb geben an, welche Baustoffmenge beispielsweise pro Tag auf die Baustelle transportiert wird. Meist ergibt sich die erforderliche (Mindest-) Transportleistung aus der Bauzeitplanung (vertraglich vorgegebenen Bauzeit).

372


BST M, STB L BST, d, erf = -------------------------D BST, T

(7-5)

Berechnet wird die erforderliche durchschnittliche tägliche Leistung des Transportbetriebes L BST, d, erf [to/d] nach Glg.(7-5). Im Zähler steht dabei die gesamte Baustoffmenge BST M, STB [to] für die Stahlbetonarbeiten und im Nenner die geplante Dauer der Transporte DBST, T [d]. Als Zeiteinheit wurde für Glg.(7-5) der Arbeitstag gewählt. Die Anzahl der erforderlichen Transporte je Tag nach Glg.(7-6) berechnet.

ANZ BST, T, d, erf

[1/d] wird

L BST, T, d, erf ANZ BST, T, d, erf = ----------------------------G BST, STB

(7-6)

Im Zähler steht die erforderliche Leistung LBST, T, d, erf [to/d] und im Nenner das Fassungsvermögen GBST, STB [to] (= Gewicht der durchschnittlichen Zuladung) der einzelnen Transportgeräte.

7.3.2

Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten

Nachfolgend wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem logistische Zusammenhänge für den Transportbetrieb der Stahlbetonarbeiten für die Grobplanung dargestellt sind. Nach der Beschreibung des Diagramms wird deren Anwendung anhand eines Beispiels vertieft. Im Interaktionsdiagramm in Abb. 7-8 werden die Beziehungen zwischen • Betonmenge des Bauwerks [m3], • gesamtem Baustoffgewicht [to], • Baustoffgewicht bezogen auf den m3 Beton [kg/m3], • Gesamtanzahl an Transporten [-], • durchschnittlicher Zuladung an Baustoffen je Transport [to/1], • Anzahl der Transporte je Transporttag [1/d], • Anzahl der Tage an denen Baustoffe antransportiert werden [d] und • Betonmenge in m3 für den je Transporttag Baustoffe angeliefert werden hergestellt.


7.3.2.1

373


Der Zusammenhang zwischen Betonmenge des Bauwerks, gesamtem Baustoffgewicht und Baustoffgewicht je Kubikmeter Beton ist im I. Quadranten in Abb. 7-8 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Betonmenge des Bauwerks (hier von 3.000 bis 5.800 m3) dargestellt; die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 200 und jene für das Hilfsintervall 100 m3. Von 7.000 bis 15.000 to sind auf der Ordinate Werte für das gesamte Baustoffgewicht aufgetragen. Als Hilfsintervall wurden 100 und als Hauptintervall 500 to gewählt. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für ein bestimmtes durchschnittliches Baustoffgewicht, bezogen auf den m3 Beton. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „BBST,STB“ bezeichnet, die Bandbreite der Zahlenangaben reicht hier von 2,5 bis 2,84 to/m3. Die Schrittweite beträgt dabei 0,02 to/m3.

1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200 1.100 1.000 900 800 700 600 500 400 Gesamtanzahl der Transporte für die Baustoffe [-] Gesamtanzahl der Transporte für die Baustoffe der Rohbauarbeiten [-] 1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200 1.100 1.000 900 ANZBST,T,d= 5 1/d ANZBST,T,d= 7 1/d ANZBST,T,d= 9 1/d ANZBST,T,d= 11 1/d ANZBST,T,d= 13 1/d ANZBST,T,d= 15 1/d ANZBST,T,d= 17 1/d ANZBST,T,d= 19 1/d ANZBST,T,d= 21 1/d

800

ANZBST,T,d= 6 1/d ANZBST,T,d= 8 1/d ANZBST,T,d= 10 1/d ANZBST,T,d= 12 1/d ANZBST,T,d= 14 1/d ANZBST,T,d= 16 1/d ANZBST,T,d= 18 1/d ANZBST,T,d= 20 1/d ANZBST,T,d= 22 1/d

700

600

500

400

300 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,00

Anzahl der Transporttage [d]

II

III

15.000 14.500 14.000 13.500 13.000 12.500 12.000 11.500 11.000 10.500 10.000 9.500 9.000 8.500 8.000 7.500 7.000 300

GBST,STB= 5 to/1 GBST,STB= 6 to/1 GBST,STB= 7 to/1 GBST,STB= 8 to/1 GBST,STB= 9 to/1 GBST,STB= 10 to/1 GBST,STB= 11 to/1 GBST,STB= 12 to/1 GBST,STB= 13 to/1 GBST,STB= 14 to/1 GBST,STB= 15 to/1 GBST,STB= 16 to/1

Gesamtes Baustoffgewicht Baustoffgewicht [to] [to] Gesamtes

Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Logistik für den Transportbetrieb 15.000 14.500 14.000 13.500 13.000 12.500 12.000 11.500 11.000 10.500 10.000 BBST,STB= 2,50 to/m³ BBST,STB= 2,52 to/m³ 9.500 BBST,STB= 2,54 to/m³ BBST,STB= 2,56 to/m³ BBST,STB= 2,58 to/m³ BBST,STB= 2,60 to/m³ 9.000 BBST,STB= 2,62 to/m³ BBST,STB= 2,64 to/m³ 8.500 BBST,STB= 2,66 to/m³ BBST,STB= 2,68 to/m³ BBST,STB= 2,70 to/m³ BBST,STB= 2,72 to/m³ 8.000 BBST,STB= 2,74 to/m³ BBST,STB= 2,76 to/m³ BBST,STB= 2,78 to/m³ BBST,STB= 2,80 to/m³ 7.500 BBST,STB= 2,82 to/m³ BBST,STB= 2,84 to/m³ 7.000 3.000 3.200 3.400 3.600 3.800 4.000 4.200 4.400 4.600 4.800 5.000 5.200 5.400 5.600 5.800 Betonmenge Betonmenge des des Bauwerks Bauwerks [m³] [m³]

I

3.000 3.200 3.400 3.600 3.800 4.000 4.200 4.400 4.600 4.800 5.000 5.200 5.400 5.600 5.800 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 BSTSTB,d= 20 m³/d BSTSTB,d= 30 m³/d 70,00 BSTSTB,d= 40 m³/d BSTSTB,d= 50 m³/d BSTSTB,d= 60 m³/d BSTSTB,d= 70 m³/d 75,00 BSTSTB,d= 80 m³/d BSTSTB,d= 90 m³/d BSTSTB,d= 100 m³/d BSTSTB,d= 110 m³/d 80,00 BSTSTB,d= 120 m³/d BSTSTB,d= 130 m³/d 85,00 BSTSTB,d= 140 m³/d BSTSTB,d= 150 m³/d BSTSTB,d= 160 m³/d BSTSTB,d= 170 m³/d 90,00 BSTSTB,d= 180 m³/d BSTSTB,d= 190 m³/d 95,00 BSTSTB,d= 200 m³/d BSTSTB,d= 210 m³/d 100,00

IV

©HOFSTADLER

Abb. 7-8 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Stahlbetonarbeiten

Der Zusammenhang zwischen gesamtem Baustoffgewicht, Gesamtanzahl der Transporte und Fassungsvermögen je Transport ist im II. Quadranten dargestellt. Auf der Abszisse ist die Gesamtanzahl an Transporten für die Baustoffe von 300 bis 1.700 aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 100 und jene für das Hilfsintervall 50. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für die durchschnittliche Kapazität je Transport. Im Dia-

374


gramm sind die Geraden mit „GBST,STB“ bezeichnet, und das Spektrum für die Zahlenangaben reicht von 5 bis 16 to/1 (die Schrittweite ist 1). Ist beispielsweise die gesamte Baustoffmenge bestimmt, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden, die für die verschiedenen Gewichtsangaben stehen, jeweils ein Schnittpunkt. Die Vertikale, von den Schnittpunkten nach unten gezeichnet, führt zur Gesamtanzahl der Transporte. Im III. Quadranten wird der Zusammenhang zwischen Gesamtanzahl an Transporten, Anzahl der Transporte je Tag und Anzahl der Tage, an denen Baustoffe angeliefert werden, präsentiert. Auf der Abszisse ist die Gesamtanzahl der Transporte und auf der Ordinate die Anzahl der Transporte je Tag dargestellt. Zwischen dem II. und III. Quadranten ist die Abszisse gleich. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 10 bis 100 Transporttagen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 5 und jene für das Hilfsintervall 1 d. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für die Anzahl der täglichen Transporte. Beginnend bei 5 (die Gerade „ANZBST,T,d = 5 1/d“ steht beispielsweise für 5 Transporte am Tag), erstrecken sich die Geraden bis zu 22 Transporten. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 1 festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Beispielsweise kann mit der Gesamtanzahl der Transporte und der Anzahl an Transporttagen durch Anwendung des Diagramms die Anzahl der Transporte je Arbeitstag grafisch ermittelt werden. Im IV. Quadranten ist der Zusammenhang zwischen gesamter Betonmenge des Bauwerks, Anzahl der Transporttage und Betonmenge, für die je Transporttag Baustoffe angeliefert werden, dargestellt. Die Abszisse im Diagramm ist mit jener im I. und die Ordinate mit jener im III. Quadranten deckungsgleich. Jede Gerade steht für die durchschnittliche Betonmenge, für die jeden Transporttag Baustoffe angeliefert werden. Beginnend bei 20 m3/d, sind die Kurven in 10 m3/d Intervallen bis zum Höchstwert von 210 m3/d abgebildet.

7.3.2.2


Es wird hier ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 7-8 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben.


375

Es gelten für das Beispiel folgende Angaben: • • • •

Betonmenge des Bauwerks: ca. 5.000 m3 angenommener Baustoffbedarf: 2,6 to/m3 durchschnittliches Transportgewicht je Transport: 12 to/1 Anzahl der geplanten Transporttage: 60 d

Aufgabenstellung: Unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen sind die gesuchten Werte für Baustoffgewicht, Anzahl der Transporte je Transporttag und Baustoffmenge je Transporttag zu ermitteln. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Zur Lösung der Aufgabe wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 7-8 verwendet. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm der Abb. 7-9 grafisch dargestellt.

Abb. 7-9 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Stahlbetonarbeiten – Anwendungsbeispiel

Als erster Schritt wird bei 5.000 m3 im I. Quadranten auf der Abszisse die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve (mit der Bezeichnung „BBST,STB = 2,6 to/m3“) ergibt.

376


Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links eingezeichnet. Auf der Ordinate folgt daraus die Baustoffmenge mit ca. 13.000 to. Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (mit der Bezeichnung „GBST,STB = 12 to/1“) für eine durchschnittliche Zuladung von 12 to. Von dort ausgehend wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch die Gesamtanzahl der Transporte mit ca.1.080 bestimmt. Die Gerade (3) wird in den III. Quadranten verlängert. Laut Vorgabe sind durchschnittlich 60 Transporttage geplant. Auf der Ordinate wird daher bei 60 Transporttagen die Horizontale (4) nach links gezogen, bis der Schnittpunkt mit der Geraden (3) folgt. Der gesuchte Wert liegt auf der Geraden „ANZBST,T,d = 18 1/d. Bei 60 Transporttagen sind somit durchschnittlich 18 Transporte je Tag notwendig. Zur Bestimmung der Betonmenge, für die mit jedem Transporttag die Baustoffe angeliefert werden, wird im IV. Quadranten beim Ordinatenwert von 60 die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet, bis sich mit der Vertikalen (6) der Schnittpunkt ergibt. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „BSTSTB,d = 80 m3/d“ und „BSTSTB,d = 90 m3/d“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Betonmenge mit ca. 85 m3/d bestimmen, für welche an jedem Transporttag Baustoffe angeliefert werden.

7.3.2.3


In weiterer Folge wird untersucht, wie sich eine Reduktion der Transporttage von 60 auf 50 auf die Anzahl der täglichen Transporte auswirkt. Dazu wird die Horizontale (7) im III. Quadranten auf der Ordinate beim Wert von 50 nach links aufgetragen, bis der Schnittpunkt mit der Verlängerung der Geraden (3) folgt. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „ANZBST,T,d = 21 1/d“ und „ANZBST,T,d = 22 1/d“. Für den geänderten Baustoffgrad ergibt sich die Anzahl der täglichen Transporte durch grafisches Interpolieren mit ca. 21,5. Zur Ermittlung der Betonmenge, für die täglich Baustoffe antransportiert werden, wird im IV. Quadranten auf der Ordinate bei 50 die Horizontale (8) nach rechts eingezeichnet bis der Schnittpunkt mit der Geraden (6) folgt. Der ermittelte Wert liegt auf der Geraden „BSTSTB,d = 100 m3/d“. Je Transporttag werden somit Baustoffe für durchschnittlich 100 m3 Beton antransportiert.

7.4 Grobplanung der Mauerwerksarbeiten in Ebene 2

377

Durch eine Reduktion der Transporttage um 10 hat sich die Anzahl der erforderlichen täglichen Transporte um ca. 19 % erhöht.

7.4

Grobplanung der Mauerwerksarbeiten in Ebene 2

Für die Mauerwerksarbeiten werden die Ziegel in Paletten auf die Baustelle gebracht. Das Gewicht der Ziegel hängt davon ab, ob es sich dabei um Mauerziegel, Kalksandsteine, Porenbetonsteine oder Ziegel aus Leichtbeton oder Beton handelt.

7.4.1

Grundlagen zur Transportlogistik für die Mauerwerksarbeiten

Die Gesamtanzahl der Transporte wird wesentlich von der Menge der erforderlichen Ziegel bestimmt. Das Fassungsvermögen der Transportgeräte hängt vom Transportgut und den Baustellen- und Verkehrsverhältnissen auf der Baustelle ab. Für die Baustofflogistik hat die Anzahl der Transporte je Zeiteinheit (z.B. Stunde, Tag, Schicht) oft einen entscheidenden Einfluss auf den Bauablauf bzw. die Bauzeit. Leistungswerte für den Transportbetrieb geben an, welche Ziegelmenge beispielsweise je Tag auf die Baustelle transportiert wird. Meist ergibt sich die erforderliche (Mindest-) Transportleistung aus der Bauzeitplanung (vertraglich vorgegebenen Bauzeit). BST M, MWK L BST, d, erf = -----------------------------D BST, T

(7-7)

Berechnet wird die erforderliche durchschnittliche tägliche Leistung des Transportbetriebes L BST, d, erf [to/d] nach Glg.(7-7). Im Zähler steht dabei die gesamte Baustoffmenge BST M, MWK [to] und im Nenner die geplante Dauer der Transporte DBST, T [d]. Als Zeiteinheit wurde für Glg.(7-7) der Arbeitstag gewählt. Die Anzahl der erforderlichen Transporte je Tag ANZ BST, T, d, erf [1/d] wird nach Glg.(7-8) berechnet. L BST, T, d, erf ANZ BST, T, d, erf = ----------------------------G BST, STB

(7-8)

378


Im Zähler steht die erforderliche Leistung LBST, T, d, erf [to/d] und im Nenner das Fassungsvermögen GBST, MWK [to] (= Gewicht der durchschnittlichen Zuladung) der einzelnen Transportgeräte.

7.4.2

Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten

Es wird hier ein Interaktionsdiagramm gezeigt, in dem logistische Zusammenhänge für den Transportbetrieb der Mauerwerksarbeiten für die Grobplanung dargestellt sind. Nach Beschreibung des Diagramms wird der Einsatz des Diagramms anhand eines Beispiels vertieft. Die Beziehungen zwischen • Mauerwerksmenge des Bauwerks [m3], • gesamtem Gewicht des zu transportierenden Mauerwerks [to], • durchschnittlichem Gewicht der Ziegel, bezogen auf den m3 [kg/m3], • Gesamtanzahl an Transporten [-], • durchschnittlicher Zuladung an Baustoffen je Transport [to/1], • Anzahl der Transporte je Transporttag [1/d], • Anzahl der Tage, an denen Ziegel antransportiert werden [d] und • Menge in m3, für die je Transporttag Ziegel angeliefert werden, werden mit dem Interaktionsdiagramm in Abb. 7-10 hergestellt.

7.4.2.1


Der Zusammenhang zwischen Mauerwerksmenge des Bauwerks, gesamtem Mauerwerksgewicht und Gewicht je Kubikmeter ist im I. Quadranten in Abb. 7-10 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Ziegelmenge des Bauwerks von 400 bis 3.200 m3 aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 200 und jene für das Hilfsintervall 100 m3. Von 200 bis 2.800 to sind auf der Ordinate Werte für das gesamte Mauerwerksgewicht aufgetragen. Als Hilfsintervall wurden 20 und als Hauptintervall 100 to gewählt. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für ein bestimmtes durchschnittliches Ziegelgewicht, bezogen auf den m3. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „BBST,MWK“ bezeichnet; die Bandbreite der Zahlenangaben reicht hier von 750 bis 1.600 kg/m3. Die Schrittweite beträgt dabei 50 kg/m3. Der Zusammenhang zwischen gesamtem Mauerwerksgewicht, Gesamtanzahl der Transporte und Fassungsvermögen je Transport ist im II. Quadran-


379

ten dargestellt. Auf der Abszisse ist die Gesamtanzahl an Transporten für die Ziegel von 25 bis 375 aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 25 und jene für das Hilfsintervall 12,5. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für die durchschnittliche Kapazität je Transport. Im Diagramm sind die Geraden mit „GBST,MWK“ bezeichnet, und das Spektrum für die Zahlenangaben reicht von 3 bis 14 to/1 (die Schrittweite ist 1). Ist beispielsweise die gesamte Ziegelmenge bestimmt, wird die Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden, die für die verschiedenen Gewichtsangaben stehen, jeweils ein Schnittpunkt. Die Vertikale, von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, führt zur Gesamtanzahl der Transporte.

II GBST,MWK= 3 to/1 GBST,MWK= 5 to/1 GBST,MWK= 7 to/1 GBST,MWK= 9 to/1 GBST,MWK= 11 to/1 GBST,MWK= 13 to/1

375

350

325

300

375

350

325

300

GBST,MWK= 4 to/1 GBST,MWK= 6 to/1 GBST,MWK= 8 to/1 GBST,MWK= 10 to/1 GBST,MWK= 12 to/1 GBST,MWK= 14 to/1

275 250 225 200 175 150 125 100 Gesamtanzahl der der Transporte Transporte für für die die Ziegel Ziegel [-] [-] Gesamtanzahl 275 250 225 200 175 150 125 100

75

50

25

75

50

25

III ANZBST,T,d= 3 1/d ANZBST,T,d= 5 1/d ANZBST,T,d= 7 1/d ANZBST,T,d= 9 1/d ANZBST,T,d= 11 1/d ANZBST,T,d= 13 1/d ANZBST,T,d= 15 1/d ANZBST,T,d= 17 1/d ANZBST,T,d= 19 1/d


0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00


2.800 2.700 2.600 2.500 2.400 2.300 2.200 2.100 2.000 1.900 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200 1.100 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200

Gesamtes Baustoffgewicht [to] [to] Gesamtes Gewicht des Mauerwerks

Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Logistik für den Transportbetrieb 2.800 2.700 2.600 2.500 2.400 2.300 2.200 2.100 2.000 1.900 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200 1.100 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200 400 400 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00

I BBST,MWK= 750 kg/m³ BBST,MWK= 850 kg/m³ BBST,MWK= 950 kg/m³ BBST,MWK= 1.050 kg/m³ BBST,MWK= 1.150 kg/m³ BBST,MWK= 1.250 kg/m³ BBST,MWK= 1.350 kg/m³ BBST,MWK= 1.450 kg/m³ BBST,MWK= 1.550 kg/m³

BBST,MWK= 800 kg/m³ BBST,MWK= 900 kg/m³ BBST,MWK= 1.000 kg/m³ BBST,MWK= 1.100 kg/m³ BBST,MWK= 1.200 kg/m³ BBST,MWK= 1.300 kg/m³ BBST,MWK= 1.400 kg/m³ BBST,MWK= 1.500 kg/m³ BBST,MWK= 1.600 kg/m³

600

800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800 3.000 3.200

600

Gesamte Gesamte Ziegelmenge Ziegelmenge des des Bauwerks Bauwerks [m³] [m³] 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800 3.000 3.200 BSTMWK,d= 5,0 m³/d BSTMWK,d= 10,0 m³/d BSTMWK,d= 15,0 m³/d BSTMWK,d= 20,0 m³/d BSTMWK,d= 25,0 m³/d BSTMWK,d= 30,0 m³/d BSTMWK,d= 35,0 m³/d BSTMWK,d= 40,0 m³/d BSTMWK,d= 45,0 m³/d BSTMWK,d= 50,0 m³/d

BSTMWK,d= 7,5 m³/d BSTMWK,d= 12,5 m³/d BSTMWK,d= 17,5 m³/d BSTMWK,d= 22,5 m³/d BSTMWK,d= 27,5 m³/d BSTMWK,d= 32,5 m³/d BSTMWK,d= 37,5 m³/d BSTMWK,d= 42,5 m³/d BSTMWK,d= 47,5 m³/d BSTMWK,d= 52,5 m³/d

IV

©HOFSTADLER

Abb. 7-10 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Mauerwerksarbeiten

Im III. Quadranten wird der Zusammenhang zwischen Gesamtanzahl an Transporten, Anzahl der Transporte je Tag und Anzahl der Tage, an denen Ziegel angeliefert werden, präsentiert. Auf der Abszisse ist die Gesamtanzahl der Transporte und auf der Ordinate die Anzahl der Transporte je Tag dargestellt. Zwischen dem II. und III. Quadranten ist die Abszisse gleich. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 90 Transporttagen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 5 und jene für das Hilfsintervall 1 d. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für die Anzahl der täglichen Transporte. Beginnend bei 3 (die Gerade „ANZBST,T,d = 3 1/d“ steht beispielsweise für 3 Transporte am Tag), erstrecken sich die Geraden

380


bis zu 20 Transporten. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 1 festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Beispielsweise kann mit der Gesamtanzahl der Transporte und der Anzahl an Transporttagen durch Anwendung des Diagramms grafisch die Anzahl der Transporte je Arbeitstag ermittelt werden. Im IV. Quadranten ist der Zusammenhang zwischen gesamter Ziegelmenge des Bauwerks, Anzahl der Transporttage und Betonmenge, für die je Transporttag Ziegel angeliefert werden, dargestellt. Die Abszisse im Diagramm ist mit jener im I. und die Ordinate mit jener im III. Quadranten deckungsgleich. Jede der Geraden steht für die durchschnittliche Ziegelmenge, für die an einem Transporttag Ziegel angeliefert werden. Beginnend bei 5 m3/d, sind die Kurven in 2,5 m3/d Intervallen bis zum Höchstwert von 52,5 m3/d dargestellt.

7.4.2.2


Es wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 7-10 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Es gelten für das Beispiel (6-geschossiges Bauwerk) folgende Angaben: • • • • •

Fläche der Wände: ca. 5.000 m2 durchschnittliche Wanddicke der Ziegel: 25 cm durchschnittliches Gewicht der Ziegel: 1.400 kg/m3 durchschnittliches Transportgewicht je Transport: 10 to/1 Ziegelmenge, die je Transporttag angeliefert werden soll: 30 m3/d

Aufgabenstellung: Unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen sind die gesuchten Werte für Baustoffgewicht, Anzahl der Transporttage und Gesamtanzahl an Transporten zu ermitteln. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Zur Lösung der Aufgabe wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 7-10 verwendet. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm der Abb. 7-11 grafisch dargestellt.


381

Mit der Wandfläche von 5.000 m2 und der durchschnittlichen Wanddicke von 25 cm ergibt sich der Ziegelbedarf mit ca. 1.250 m3 (ohne Reserve). Als erstes wird bei 1.250 m3 im I. Quadranten auf der Abszisse die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve (Bezeichnung „BBST,MWK = 1.400 kg/m3“) ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate folgt daraus die erforderliche Ziegelmenge mit ca. 1.750 to. Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (Bezeichnung „GBST,MWK = 10 to/1“) für die durchschnittliche Zuladung von 10 to. Von dort ausgehend wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch die Gesamtanzahl der Transporte mit ca. 175 bestimmt.

II (3) GBST,MWK= 3 to/1 GBST,MWK= 5 to/1 GBST,MWK= 7 to/1 GBST,MWK= 9 to/1 GBST,MWK= 11 to/1 GBST,MWK= 13 to/1

375

350

325

300

375

350

325

300

GBST,MWK= 4 to/1 GBST,MWK= 6 to/1 GBST,MWK= 8 to/1 GBST,MWK= 10 to/1 GBST,MWK= 12 to/1 GBST,MWK= 14 to/1

275 250 225 200 175 150 125 100 Gesamtanzahl der der Transporte Transporte für für die die Ziegel Ziegel [-] [-] Gesamtanzahl 275 250 225 200 175 150 125 100

75

50

25

75

50

25

(6)

III ANZBST,T,d= 3 1/d ANZBST,T,d= 5 1/d ANZBST,T,d= 7 1/d ANZBST,T,d= 9 1/d ANZBST,T,d= 11 1/d ANZBST,T,d= 13 1/d ANZBST,T,d= 15 1/d ANZBST,T,d= 17 1/d ANZBST,T,d= 19 1/d


0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00


2.800 2.700 2.600 2.500 2.400 2.300 2.200 2.100 2.000 1.900 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200 1.100 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200

Gesamtes Baustoffgewicht [to] [to] Gesamtes Gewicht des Mauerwerks

Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Logistik für den Transportbetrieb 2.800 2.700 2.600 2.500 2.400 2.300 2.200 2.100 2.000 1.900 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200 1.100 1.000 900 800 700 600 500 400 300 200 400 400 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00

(2)

I (1)

BBST,MWK= 750 kg/m³ BBST,MWK= 850 kg/m³ BBST,MWK= 950 kg/m³ BBST,MWK= 1.050 kg/m³ BBST,MWK= 1.150 kg/m³ BBST,MWK= 1.250 kg/m³ BBST,MWK= 1.350 kg/m³ BBST,MWK= 1.450 kg/m³ BBST,MWK= 1.550 kg/m³

BBST,MWK= 800 kg/m³ BBST,MWK= 900 kg/m³ BBST,MWK= 1.000 kg/m³ BBST,MWK= 1.100 kg/m³ BBST,MWK= 1.200 kg/m³ BBST,MWK= 1.300 kg/m³ BBST,MWK= 1.400 kg/m³ BBST,MWK= 1.500 kg/m³ BBST,MWK= 1.600 kg/m³

600

800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800 3.000 3.200

600

Gesamte Gesamte Ziegelmenge Ziegelmenge des des Bauwerks Bauwerks [m³] [m³] 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 2.200 2.400 2.600 2.800 3.000 3.200

(4) (5)



IV (7)

©HOFSTADLER

Abb. 7-11 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Mauerwerksarbeiten – Anwendungsbeispiel

Laut Angabe sind je Transporttag durchschnittlich 30 m3 Ziegel anzuliefern. Zur Ermittlung der Anzahl der dafür notwendigen Transporttage wird im IV. Quadranten die Gerade (4) auf der Abszisse bei 1.250 m3 nach unten gezeichnet, bis der Schnittpunkt mit der Geraden „BBST,MWK = 30 m3/d“ folgt. Von dort wird die Horizontale (5) nach links gezeichnet, bis sich auf der Ordinate die Anzahl Transporttage mit ca. 42 ergibt.

382


Zur Bestimmung der Anzahl der täglichen Transporte wird im III. Quadranten auf der Ordinate bei 42 d die Horizontale (6) nach links eingezeichnet. Gleichzeitig wird die Gerade (3) in den III. Quadranten verlängert, bis sie sich mit (6) ein Schnittpunkt ergibt. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „ANZBST,T,d = 4 1/d“ und „ANZBST,T,d = 5 1/d“. Durch grafisches Interpolieren ist die Anzahl der täglichen Transporte mit ca. 4,2 bestimmt.

7.4.2.3


Es wird untersucht, wie sich eine Reduktion der benötigten Ziegelmenge von 30 m3 auf 25 m3 (die an den jeweiligen Transporttagen angeliefert wird) auf die Logistik auswirkt. Alle anderen Einflussgrößen sollen dabei konstant gehalten werden. Im IV. Quadranten wird die entsprechende Gerade im Diagramm ausgewählt und mit der Verlängerung von (4) geschnitten. Von dort wird die Horizontale (7) nach links eingezeichnet, bis sich der gesuchte Wert auf der Ordinate ergibt. Die Anzahl der täglichen Transporte hat sich von 42 auf 50 erhöht. Zur Bestimmung der Anzahl der Transporte je Transporttag wird die Verlängerung der Geraden (7) mit jener der Geraden (3) geschnitten. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „ANZBST,T,d = 3 1/d“ und „ANZBST,T,d = 4 1/d“. Nach grafischer Interpolation ist der Wert mit ca. 3,5 1/d bestimmt. Durch eine Reduktion der Transportmenge je Transporttag um 5 m3, hat sich die Anzahl der Transporttage um ca. 19 % vergrößert.

8

Logistik im Baubetrieb – Feinplanung für die Stahlbetonarbeiten

Für die Stahlbetonarbeiten werden Schalung, Bewehrung und Beton auf die Baustelle transportiert und dort eingesetzt bzw. eingebracht. Wesentlich für die Baustellenlogistik sind dabei die Fragen, wie viele Transporte insgesamt erforderlich sind und wie viele Transporte je Tag oder je Stunde durchgeführt werden können, ohne dass der Bauablauf gestört wird (z.B. die Bewehrung wird abgeladen und der Betontransport dadurch behindert). Die ermittelten Transportintervalle sind auf ihre Plausibilität zu überprüfen (z.B. ob die Transportintervalle zu kurz sind). Im Folgenden wird auf die Beschaffungslogistik für Schalung, Bewehrung und Beton in Ebene 3 eingegangen. Die logistischen Beziehungen werden jeweils in einem Interaktionsdiagramm dargestellt. Für die Produktionslogistik des Betoneinbaus (Ebene 4) wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem logistische Zusammenhänge für den Einbau mittels Krankübel dargestellt sind. Die einzelnen Diagramme werden beschrieben, und es wird jeweils ein Anwendungsbeispiel dazu gezeigt.

8.1

Feinplanung für die Schalung in Ebene 3

Die Zusammenhänge für die Transportlogistik der Schalung werden durch das nachfolgend präsentierte Interaktionsdiagramm dargestellt. Für die Stahlbetonarbeiten ergibt sich die Schalungsmenge auf der Baustelle aus der systematischen Berechnung der Vorhaltemenge bzw. einer Schätzung

384

8 Logistik im Baubetrieb – Feinplanung für die Stahlbetonarbeiten

(Anmerkung: eine Schätzung ist jedoch nicht zielführend). Die Vorhaltemenge und die verwendeten Schalungssysteme haben einen wesentlichen Einfluss auf die Transportlogistik. Zur Ermittlung der Vorhaltemenge der Schalung siehe auch Kapitel 3. Mit dem Interaktionsdiagramm gelingt es erstmals, logistische Beziehungen zwischen gesamter Schalfläche des Bauwerks, Vorhaltemenge, Anteil der Vorhaltemenge an der gesamten Schalfläche, Gesamtgewicht der Schalung, Schalungsgewicht je m2, Gesamtanzahl der Transporte, Ladekapazität je Transport und Schalungsmenge je Transport herzustellen.

8.1.1

Grundlagen zur Transportlogistik der Schalarbeiten

Die Vorhaltemenge an Schalung hat Einfluss auf die Beschaffungs-, Produktions- und Entsorgungslogistik. Der Großteil der Schalung wird nach dem Baustelleneinsatz nicht entsorgt, sondern auf eine andere Baustelle, auf den Bauhof oder zum Schalungslieferanten (bei gemieteter Schalung) transportiert.

Abb. 8-1 Beispiel zu Schalungstransporten [Baustelle: T-Mobile-Center, Wien]

Die Gesamtanzahl an erforderlichen Schalungstransporten wird wesentlich von der Vorhaltemenge, Art der Schalung (z.B. Einzelteile oder Großflächenschalung), Transportkapazität der Transportgeräte, Gewicht der Scha-

8.1 Feinplanung für die Schalung in Ebene 3

385

lung und Verkehrsanbindung beeinflusst. Wesentliche Einflüsse auf die Transportlogistik sind beispielhaft in Abb. 8-2 dargestellt.

Bauweise

Leistungswerte der Schalungspartien Standzeit der Schalung

Fertigungsablauf

Vorhaltemenge

Ladekapazität

Verkehrsanbindung

Transportlogistik Schalung

Verkehrssituation

Transportgeräte

Baustellensituation

Standort der Baustelle

Gewicht der Schalung

Frischbetondruck Schalungssystem

Sperrigkeit Werkstoff

HOFSTADLER

Abb. 8-2 Einflüsse auf die Transportlogistik der Schalung

Aufgrund von beengten Baustellenverhältnissen (oder ähnlichem) kann mit Anhängern oder Sattelzügen oft nicht auf die Baustelle gefahren werden. Durch das begrenzte Fassungsvermögen von „Solo-LKWs“ erhöht sich demzufolge die Anzahl der erforderlichen Transporte aufgrund der reduzierten Einzeltransportkapazität.

8.1.2

Interaktionsdiagramm für die Schalung

Nachfolgend wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem logistische Zusammenhänge für die Transportlogistik der Schalung für die Feinplanung dargestellt sind. Nach der Beschreibung des Diagramms wird die Anwendung anhand eines Beispiels vertieft. Die anschauliche Darstellung ermöglicht für die Planung des Bauablaufs einen raschen Zugriff auf wesentliche Informationen für die Transportlogistik. Neben der Anschaulichkeit ist die Sensitivität von verschiedenen Einflussgrößen – aufgrund der Veränderung von Parametern – grafisch feststellbar.

386


Mit dem Interaktionsdiagramm in Abb. 8-3 werden die Beziehungen zwischen • gesamter Schalfläche des Bauwerks [m2], • Vorhaltemenge [m2], • Vorhaltemenge als Anteil an der gesamten Schalfläche [%], • Gesamtgewicht der Schalung [to], • Gewicht der Schalung [kg/m2], • Gesamtanzahl an Transporten [-], • durchschnittlicher Zuladung an Schalung je Transport [to/1] und • Menge an Schalung [m2], die je Transport angeliefert wird, hergestellt.

8.1.2.1


Im I. Quadranten des Diagramms ist der Zusammenhang zwischen gesamter Schalfläche des Bauwerks, Vorhaltemenge und Anteil der Vorhaltemenge an der gesamten Schalfläche dargestellt. Auf der Abszisse ist die gesamte Schalfläche von 0 bis 28.000 m2 aufgetragen. Für das Hauptintervall beträgt die Schrittweite 4.000 und für das Hilfsintervall 1.000 m2. Die Vorhaltemenge ist auf der Ordinate aufgetragen. Die Werte reichen von 0 bis 5.000 m2; die Schrittweite für das Hauptintervall wurde mit 500 m2 und jene für das Hilfsintervall mit 100 m2 gewählt. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für einen bestimmten Prozentanteil der Vorhaltemenge an der gesamten Schalfläche. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „VS,A“ bezeichnet und mit jeweils einem Prozentsatz ergänzt. Für die Grobplanung kann die Größenordnung des Prozentsatzes aus der Erfahrung aus ähnlichen Bauvorhaben angegeben werden. Nimmt man beispielsweise für die Planung der Beschaffungslogistik für die Vorhaltemenge einen Anteil von 10 % („VS,A = 10 %“) an, ergibt sich für die gesamte Schalfläche eines Bauwerks von z.B. 16.000 m2 eine Vorhaltemenge mit rund 1.600 m2. In der Feinplanung ist die Vorhaltemenge für die jeweiligen Bauteile (Stützen, Wände etc.) detailliert zu berechnen (siehe auch in Kapitel 3.8). Die damit ermittelte Vorhaltemenge kann in weiterer Folge direkt in den I. Quadranten des Interaktionsdiagramms in Abb. 8-3 übernommen werden.

Im II. Quadranten ist die Beziehung zwischen Vorhaltemenge, Gesamtgewicht der Schalung und Gewicht der Schalung, bezogen auf den Quadrat-


387

meter, dargestellt. Auf der Abszisse ist das Gesamtgewicht der Schalung und auf der Ordinate die Vorhaltemenge abgebildet. Auf der Abszisse gehen die Werte von 0 bis 700 to. Für das Hauptintervall wurde 50 und für das Hilfsintervall 25 to gewählt. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für ein durchschnittliches spezifisches Gewicht der Schalung. Im Diagramm reicht die Bandbreite von 30 bis 140 kg/m2. Die Schrittweite beträgt dabei 10 kg/m2. Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Ist beispielsweise die Vorhaltemenge bestimmt, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden, die für die verschiedenen Gewichtsangaben stehen, jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale, von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, führt zum jeweiligen Gesamtgewicht. Interaktionsdiagramm für Logistik – Transportlogistik für die Schalung 5.000

4.500

4.500

4.000 3.500 3.000

II

2.500 2.000 GS,RB= 30 kg/m² GS,RB= 50 kg/m² GS,RB= 70 kg/m² GS,RB= 90 kg/m² GS,RB= 110 kg/m² GS,RB= 130 kg/m²

GS,RB= 40 kg/m² GS,RB= 60 kg/m² GS,RB= 80 kg/m² GS,RB= 100 kg/m² GS,RB= 120 kg/m² GS,RB= 140 kg/m²

1.500 1.000 500

Vorhaltemenge für für die die Schalung Schalung [m²] [m²] Vorhaltemenge

5.000

600

550

500

700

650

600

550

500

450 400 350 300 250 200 Gesamtgewicht Gesamtgewicht der der Schalung Schalung [to] [to] 450

400

350

300

250

200

3.500 3.000

I

2.500 2.000 1.500 1.000 500

150

100

50

0

0

150

100

50

0

0

III GS,T= 5 to/1 GS,T= 7 to/1 GS,T= 9 to/1 GS,T= 11 to/1 GS,T= 13 to/1 GS,T= 15 to/1 GS,T= 17 to/1 GS,T= 19 to/1 GS,T= 21 to/1

GS,T= 6 to/1 GS,T= 8 to/1 GS,T= 10 to/1 GS,T= 12 to/1 GS,T= 14 to/1 GS,T= 16 to/1 GS,T= 18 to/1 GS,T= 20 to/1 GS,T= 22 to/1

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00

Gesamtanzahl der Transporte [-]

650

VS,A= 7,5 % VS,A= 12,5 % VS,A= 17,5 % VS,A= 22,5 % VS,A= 27,5 %

0

0 700

VS,A= 5,0 % VS,A= 10,0 % VS,A= 15,0 % VS,A= 20,0 % VS,A= 25,0 %

4.000

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 55,00 60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00

4.000 8.000 12.000 16.000 20.000 24.000 28.000 Gesamte Schalfläche des [m²] an Schalung [m²] I: Gesamte Schalfläche des Bauwerks [m²]; IV:Bauwerks Vorhaltemenge 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500 6.000 6.500 7.000

IV SF,T= 50 m²/1 SF,T= 100 m²/1 SF,T= 150 m²/1 SF,T= 200 m²/1 SF,T= 250 m²/1 SF,T= 300 m²/1 SF,T= 350 m²/1

SF,T= 75 m²/1 SF,T= 125 m²/1 SF,T= 175 m²/1 SF,T= 225 m²/1 SF,T= 275 m²/1 SF,T= 325 m²/1 SF,T= 375 m²/1

©HOFSTADLER

Abb. 8-3 Interaktionsdiagramm für Logistik – Stahlbetonarbeiten: Transportlogistik für die Schalung

Der Zusammenhang zwischen Gesamtgewicht der Schalung, Gesamtanzahl der Transporte und Gewicht je Transport ist im III. Quadranten dargestellt. Das Gewicht der möglichen Zuladung hängt wesentlich von der Sperrigkeit der Schalung ab. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Zuladung je Transport. Beginnend bei einem Gewicht von 5 to (die Gerade „GS,T = 5 to/1“ steht beispielsweise für ein Gewicht von 5 Tonnen je Transport), erstrecken sich die Geraden bis zu einem Gewicht von 22 to. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 1 to festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst

388


werden. Die Abszisse im III. Quadranten entspricht jener im II. Quadranten. Auf der Ordinate ist die Gesamtanzahl der Transporte dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate umfasst 0 bis 90 Transporte. Für das Hauptintervall wurde die Schrittweite mit 5 und für das Hilfsintervall mit 1 gewählt. Mit dem Gesamtgewicht der Schalung und dem durchschnittlichen Gewicht je Transport kann beispielsweise mittels Anwendung des Diagramms grafisch die Gesamtanzahl der Transporte ermittelt werden. Der Zusammenhang zwischen gesamter Schalfläche des Bauwerks, Gesamtanzahl der Transporte und Schalfläche je Transport ist im IV. Quadranten dargestellt. Die Ordinate entspricht jener im III. Quadranten. Auf der Abszisse ist die Vorhaltemenge an Schalung von 0 bis 7.000 m2 aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall ist 500 und jene für das Hilfsintervall 250 m2. Jede der Kurven steht für eine bestimmte Schalungsmenge, die durchschnittlich mit jedem Transport auf die Baustelle geliefert wird. Beginnend bei 50 m2/1, sind die Kurven in 25 m2/1 Intervallen bis zum Höchstwert von 375 m2/1 dargestellt.

8.1.2.2


Es wird ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 83 Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Es gelten für das Beispiel folgende Angaben: • • • •

gesamte Schalfläche des Bauwerks: 20.000 m2 angenommener Anteil der Vorhaltemenge: 20 % durchschnittliches Gewicht der Schalung: 70 kg/m2 durchschnittliches Fassungsvermögen je Schalungstransport: 10 to/1

Aufgabenstellung: Unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen sind folgende Werte zu ermitteln: • Gesamtgewicht der Schalung • Anzahl der Transporte • durchschnittliche Schalungsmenge, die je Transport auf die Baustelle geliefert wird Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte


389

Zur Lösung der Aufgabe wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 8-3 verwendet. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm der Abb. 8-4 grafisch dargestellt. Als erster Schritt wird im I. Quadranten auf der Abszisse bei 20.000 m2 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve (Bezeichnung „VS,A = 20 %“) für den Anteil der Vorhaltemenge an der Schalfläche von 20 % ergibt. Ausgehend vom Schnittpunkt, wird eine Horizontale (2) nach links gezeichnet. Auf der Ordinate folgt daraus die Vorhaltmenge für die Schalung mit 4.000 m2. Zur Bestimmung des Gesamtgewichts der Schalung benötigt man das Schalungsgewicht (bezogen auf die Fläche) und die Vorhaltemenge. Das Fassungsvermögen je Transport (m2 Schalung) wird vom Gewicht und von der Sperrigkeit der Schalung beeinflusst. Aufgrund des unterschiedlichen Gewichts der verschiedenen Schalungssysteme und ihrer spezifischen Sperrigkeit variiert die Ladekapazität der Schalungstransporte. Hier wurde angenommen, dass das durchschnittliche Schalungsgewicht 70 kg/m2 und die Kapazität 10 to je Transport beträgt. Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich der Schnittpunkt mit der Geraden (Bezeichnung „GS,RB = 70 kg/m2“) für das Schalungsgewicht von 70 kg/m2. Von dort ausgehend wird eine Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch das Gesamtgewicht der zu transportierenden Schalung mit 280 to bestimmt. Durch die Verlängerung der Geraden ergibt sich im III. Quadranten ein Schnittpunkt mit der Kurve „GS,T = 10 to/1“ die für eine Transportkapazität von 10 to steht. Zur Bestimmung der Gesamtanzahl der Schalungstransporte wird die Horizontale (4) nach rechts aufgetragen. Mit 28 ist die Anzahl der Transporte bestimmt die notwendig ist, um die Vorhaltemenge von 4.000 m2 auf die Baustelle zu transportieren. Rechnet man den Abtransport der Schalung dazu, sind insgesamt ca. 56 Transporte erforderlich. Zur Bestimmung der Schalungsmenge, die mit jedem Transport durchschnittlich angeliefert wird, wird im IV. Quadranten die Horizontale (4) nach rechts verlängert. Die Vorhaltemenge von 4.000 m2 wird auf der Abszisse im IV. Quadranten aufgetragen und von dort wird die Vertikale (5) nach unten eingezeichnet. Es folgt der Schnittpunkt mit der Geraden (4). Der Schnittpunkt liegt zwischen den Geraden „SF,T = 125 m2/1“ und „SF,T = 150 m2/1“. Mit ca. 140 m2 ist damit die Fläche bestimmt, für die je Transport Schalung antransportiert wird.

390


Abb. 8-4 Interaktionsdiagramm für Logistik – Stahlbetonarbeiten: Transportlogistik für die Schalung – Anwendungsbeispiel

Anhand der Ergebnisse kann z.B. eine Aussage über das Gesamtgewicht der Schalung, Anzahl der Transporte und Schalungsmenge je Transport getroffen werden.

8.1.2.3


Wie ändert sich die Anzahl der Transporte, wenn das durchschnittliche Fassungsvermögen je Transport von 10 to auf 8 to gesenkt wird? Zuerst wird der Einfluss auf die Gesamtanzahl der Transporte untersucht. Dazu wird die Vertikale (3) im III. Quadranten soweit verlängert, bis sich der Schnittpunkt mit der Geraden „GS,T = 8 to/1“ ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (6) nach rechts aufgetragen, bis sie auf die Ordinate trifft. Durch die reduzierte Transportkapazität hat sich die Anzahl der Transporte für den Antransport um 7 – und insgesamt um 14 – erhöht. Inklusive Rücktransport der Schalung ergeben sich somit 70 Transporte. Zur Ermittlung der Schalfläche, für die je Transport Schalung antransportiert wird, wird im IV. Quadranten die Gerade (6) verlängert, bis diese auf die Verlängerung der Vertikalen (5) trifft. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „SF,T = 100 m2/1“ und „SF,T = 125 m2/1“. Durch grafisches

8.2 Feinplanung für die Bewehrung in Ebene 3

391

Interpolieren bestimmt sich der Wert mit ca. 115 m2/1. Durch Reduktion der Transportkapazität um 2 to hat sich die Anzahl der Transporte um 25 % erhöht.

8.2

Feinplanung für die Bewehrung in Ebene 3

Bei den Stahlbetonarbeiten ergibt sich die Bewehrungsmenge auf der Baustelle aus dem Bewehrungsgrad und der Stahlbetonmenge. Die Anzahl der Transporte hängt von der Bewehrungsmenge und vom Fassungsvermögen der Transportgeräte ab.

8.2.1

Grundlagen zur Transportlogistik der Bewehrungsarbeiten

Die Gesamtanzahl an Bewehrungstransporten wird wesentlich von Bewehrungsmenge, Art der Bewehrung, Fassungsvermögen der Transportgeräte und der Verkehrsanbindung beeinflusst (Bild zur Bewehrungslogistik siehe Abb. 8-5).

Abb. 8-5 Bild zur Beschaffungslogistik der Bewehrung [Baustelle: T-Mobile-Center, Wien]

392


Werden beispielsweise vorgefertigte Bewehrungskörbe auf die Baustelle geliefert, sind mehr Transporte erforderlich, als wenn die Bewehrung in Bewehrungsbündeln auf die Baustelle gebracht wird. Aufgrund von beengten Baustellenverhältnissen (oder ähnlichem) kann mit Anhängern oder Sattelzügen oft nicht auf die Baustelle gefahren werden. Durch das begrenzte Fassungsvermögen von „Solo-LKWs“ erhöht sich dadurch die Anzahl der erforderlichen Transporte.

8.2.2

Interaktionsdiagramm für die Bewehrung

Nachfolgend wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem logistische Zusammenhänge für den Transportbetrieb der Bewehrung für die Feinplanung dargestellt sind. Nach der Beschreibung des Diagramms wird die Anwendung anhand eines Beispiels gezeigt. Der Nutzen liegt in der einfachen und raschen Anwendung und der übersichtlichen grafischen Darstellung der darin dargestellten Zusammenhänge.

Menge an Stahlbeton

Bauweise

Bewehrungsgrad

Bauwerk

Bewehrungsmenge Verkehrsanbindung

Ladekapazität

Verkehrssituation

Transportlogistik Bewehrung

Transportgeräte

Baustellensituation

Standort der Baustelle

Bewehrungsart

Durchmesser, Abmessungen

Stabstahl Mattenstahl

Vorfertigung

HOFSTADLER

Abb. 8-6 Einflüsse auf die Bewehrungslogistik


393

Mit dem Interaktionsdiagramm in Abb. 8-7 werden die Beziehungen zwischen • gesamter Stahlbetonmenge des Bauwerks, Bauteils oder Fertigungsabschnitts [m3], • gesamter Bewehrungsmenge [to], • durchschnittlichem Bewehrungsgrad [kg/m3], • Gesamtanzahl an Transporten [-], • Transportgewicht je Transport [to/1], • Anzahl der Transporttage [d], • durchschnittlicher Zuladung an Schalung je Transport [to/1] und • Menge an Stahlbeton [m3], für die je Transport Bewehrung angeliefert wird hergestellt.

8.2.2.1


In Abb. 8-7 ist im I. Quadranten der Zusammenhang zwischen Stahlbetonmenge, Bewehrungsmenge und Bewehrungsgrad dargestellt. Auf der Abszisse ist die Betonmenge von 0 bis 7.000 m3 und auf der Ordinate die Bewehrungsmenge aufgetragen. Für die Abszisse wurden das Hauptintervall mit 500 und das Hilfsintervall mit 250 m3 gewählt. Die Bandbreite für die Bewehrungsmenge reicht von 0 bis 1.000 to. Die Schrittweite für das Hauptintervall ist 50 und jene für das Hilfsintervall 10 to. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für einen bestimmten Bewehrungsgrad. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „bwg,bwk“ bezeichnet und mit der entsprechenden Zahlenangabe ergänzt. Die Werte für den Bewehrungsgrad reichen von 70 bis 160 kg/m3. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden beträgt 10 kg/m3. Für die Grobplanung kann die Größenordnung des mittleren Bewehrungsgrads aus der Erfahrung aus ähnlichen Bauvorhaben angegeben werden. Nimmt man beispielsweise für die Planung der Beschaffungslogistik für die Bewehrung einen Bewehrungsgrad 110 kg/m3 an, ergibt sich für die gesamte Stahlbetonmenge eines Bauwerks von 2.500 m3 die Bewehrungsmenge mit rund 2,75 to. Im II. Quadranten ist die Beziehung zwischen Bewehrungsmenge, Gesamtanzahl der Transporte und durchschnittlichem Gewicht je Transport dargestellt. Die Ordinate entspricht jener im I. Quadranten. Auf der Abszisse ist die Gesamtanzahl an Transporten in der Bandbreite von 0 bis 140 dargestellt. Für das Hauptintervall wurde 10 und für das Hilfsintervall 5 gewählt.

394


Die einzelnen Geraden stehen jeweils für eine bestimmte durchschnittliche Zuladung an Bewehrung je Transport. Im Diagramm reicht das Spektrum von 6 bis 28 to/1. Der Unterschied zwischen den Geraden beträgt 2 to/1. Eine andere Einteilung bzw. eine Erweiterung des Diagramms ist beliebig möglich. Ist beispielsweise die Bewehrungsmenge bestimmt, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden, die für die verschiedenen Gewichtsangaben stehen, jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale, von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, führt zur Gesamtanzahl der Transporte. In der Feinplanung ist die Bewehrungsmenge für die jeweiligen Bauteile (Stützen, Wände etc.) detailliert zu ermitteln. Die damit ermittelte Bewehrungsmenge kann in weiterer Folge direkt als Eingangswert in die Ordinate übernommen werden.

Abb. 8-7 Interaktionsdiagramm für Logistik – Stahlbetonarbeiten: Transportlogistik für die Bewehrung

Der Zusammenhang zwischen Gesamtanzahl an Transporten, Anzahl der Transporte je Tag und Anzahl der Tage, an denen Bewehrung angeliefert wird, wird im III. Quadranten präsentiert. Die Abszisse ist mit jener im II. Quadranten deckungsgleich. Auf der Ordinate ist die Anzahl der Transporttage dargestellt, an denen Bewehrung angeliefert wird. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 40 Transporttagen. Für das Hauptintervall wurde 5 und für das Hilfsintervall 1 gewählt. Mit den Geraden im Dia-


395

gramm kann die entsprechende Anzahl an Transporten je Tag ausgewählt werden. Beginnend bei 1 (die Gerade „ANZBW,T,d = 4“ steht beispielsweise für 4 Tage) gehen die angebotenen Werte bis zu 18 Transporten je Tag (die Schrittweite ist 1). Zwischen Stahlbetonmenge, Anzahl der Transporttage und Stahlbetonmenge, für die je Transporttag Bewehrung angeliefert wird, sind die Zusammenhänge im IV. Quadranten dargestellt. Die Abszisse des IV. Quadranten ist mit jener des I. Quadranten deckungsgleich. Ebenso entspricht die Ordinate jener im III. Quadranten. Jede der Kurven steht für eine bestimmte durchschnittliche Stahlbetonmenge, für die an einem Transporttag die Bewehrung angeliefert wird. Beginnend bei 50 m3/d sind die Kurven in 50 m3/d Intervallen, bis zum Höchstwert von 1.000 m3/d dargestellt.

8.2.2.2


Es wird nachfolgend ein Beispiel zur Anwendung des Interaktionsdiagramms gezeigt. Aufgabe ist es, für die Vorgaben durch Nutzung des Diagramms in Abb. 8-7, Lösungen auszuarbeiten. Die Vorgangsweise dazu wird für das Beispiel grafisch dargestellt und beschrieben. Es gelten für das Beispiel folgende Angaben: • • • •

gesamte Betonmenge des Bauwerks: 5.000 m3 mittlerer Bewehrungsgrad für das Bauwerk: 100 kg/m3 durchschnittliche Bewehrungsmenge je Transport: 10 to/1 maximale Anzahl an täglichen Transporten: 5

Aufgabenstellung: Unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen sind die gesuchten Werte für die Anzahl der Transporte, Anzahl der Transporttage und Stahlbetonmenge, für die je Transporttag Bewehrung angeliefert wird zu ermitteln. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Zur Lösung der Aufgabe wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 8-7 verwendet. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm der Abb. 8-8 grafisch dargestellt. Als erster Schritt wird im I. Quadranten auf der Abszisse bei 5.000 m3 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Kurve (Bezeichnung „bwg,bwk = 100 kg/m3“) für den Bewehrungsgrad von

396


100 kg/m3 ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate folgt das Gesamtgewicht der Bewehrung mit 500 to.

Abb. 8-8 Interaktionsdiagramm für Logistik – Stahlbetonarbeiten: Transportlogistik für die Bewehrung – Anwendungsbeispiel

Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich der Schnittpunkt mit der Geraden (Bezeichnung „GBW,T = 10 to/1“), die für eine durchschnittliche Zuladung von 10 to steht. Von dort ausgehend wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch die Gesamtanzahl der Transporte mit ca. 50 bestimmt. Durch die Verlängerung der Geraden (3) ergeben sich im III. Quadranten Schnittpunkte mit den Kurven, die für die Anzahl der Transporttage stehen. Laut Vorgabe dürfen maximal 5 Transporte je Arbeitstag für die Bewehrung durchgeführt werden. Zur Berücksichtigung dieser Vorgabe wird im III. Quadranten die entsprechende Gerade ausgewählt und es folgt mit (3) der Schnittpunkt. Ausgehend vom Schnittpunkt wird in weiterer Folge die Horizontale (4) nach rechts eingezeichnet. Daraus folgt, dass die Bewehrungstransporte zumindest auf 10 Arbeitstage verteilt sind. Zur Bestimmung der Stahlbetonmenge, für die mit jedem Transporttag Bewehrung angeliefert wird, wird im IV. Quadranten beim Ordinatenwert von 10 die Horizontale (5) nach rechts eingezeichnet, bis sich mit der Vertikalen (6) der Schnittpunkt ergibt. Mit dem Schnittpunkt ist die Stahlbetonmenge


397

mit ca. 500 m3 bestimmt, für die an jedem Transporttag die Bewehrung angeliefert wird.

8.2.2.3


Es ist zu untersuchen welchen Einfluss die Steigerung des durchschnittlichen Bewehrungsgrads von 100 kg/m3 auf 120 kg/m3 auf die Logistik hat. Zu Beginn wird die Auswirkung auf das gesamte Bewehrungsgewicht untersucht. Dazu wird die Vertikale (1) im I. Quadranten soweit verlängert, bis sich der Schnittpunkt mit der Geraden „bwg,bwk = 120 kg/m3“ ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (7) nach links aufgetragen, bis diese auf die Ordinate trifft. Durch den höheren Bewehrungsgrad hat sich das Gewicht der Bewehrung von 500 to auf insgesamt 600 to erhöht. Zur Ermittlung der geänderten Anzahl an Transporten, wird im II. Quadranten die Gerade (7) verlängert, und es folgt der Schnittpunkt mit der Geraden (Bezeichnung „GBW,T = 10 to/1“), die für eine durchschnittliche Zuladung von 10 to steht. Von dort ausgehend wird die Vertikale (8) nach unten eingezeichnet. Die Anzahl der Transporte hat sich auf 60 vergrößert. Durch die Verlängerung der Geraden (8) in den III. Quadranten folgt der Schnittpunkt mit der Geraden „ANZBW,T,d = 5“. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (9) nach rechts gezeichnet. Daraus folgt auf der Ordinate, dass die Anzahl der Transporttage für die Bewehrung von 10 auf 12 gestiegen ist. Als letztes wird die Stahlbetonmenge ermittelt, für die mit jedem Transporttag Bewehrung angeliefert wird. Dazu wird im IV. Quadranten die Horizontale (9) nach rechts eingezeichnet, bis sich mit der Verlängerung der Vertikalen (6) der Schnittpunkt ergibt. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „BTM,BW,d = 400 m3/d“ und „BTM,BW,d = 450 m3/d“. Mit dem Schnittpunkt ist die Stahlbetonmenge mit ca. 420 m3 bestimmt. Durch den erhöhten Bewehrungsgrad (alle anderen Parameter wurden dabei konstant gehalten) hat sich die Gesamtanzahl der Transporte um 20 % erhöht. Die Stahlbetonmenge für die je Transporttag Bewehrung angeliefert wird, hat sich somit um ca. 17 % reduziert.

398

8.3


Feinplanung für den Beton in Ebene 3

Der Antransport des Betons stellt vor allem bei innerstädtischen Bauvorhaben sehr hohe Anforderungen an die Planung der Logistik. Das zeitliche Eintreffen der einzelnen Mischwagen findet in einem sehr engen Zeitraum statt. Zwischen Abfahrt vom Mischwerk und Betoneinbau auf der Baustelle darf ein vorher vereinbarter Zeitraum nicht überschritten werden. Eine hohe Verkehrsdichte und beengte Baustellenverhältnisse (Beispiel für ausreichende Wartemöglichkeiten für die Betonmischwagen siehe Abb. 89) können hier zu bestimmenden Größen für die maximale Betonierleistung werden. Diese Leistung ist in weiterer Folge maßgebend für die Dauer des Betoneinbaus und des damit verbundenen Transportbetriebes. Gleichzeitig stattfindende Transporte für andere Tätigkeiten auf der Baustelle sind in die logistische Betrachtung aufzunehmen.

Abb. 8-9 Beispiel zu Betontransporten [Baustelle: T-Mobile-Center, Wien]

Nachfolgend wird das Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem die logistischen Beziehungen für den Transport des Betons grafisch dargestellt sind. Durch diese vernetzte Darstellung wird ein umfassender logistischer Zusammenhang für den Betoneinbau ermöglicht.

8.3 Feinplanung für den Beton in Ebene 3

8.3.1

399

Grundlagen zur Transportlogistik der Betonarbeiten

Wesentlich für die Baustellenlogistik ist die Anzahl der Transporte je Zeiteinheit (z.B. Stunde, Tag, Schicht). Leistungswerte LTPB, erf für den Transportbetrieb geben an, welche Betonmenge – z.B. je Stunde – auf die Baustelle transportiert wird. Meist ergibt sich die erforderliche Transportleistung aus der geplanten Betonierleistung. Je nach Bauwerksund Baustellenbedingungen wird die Betonierleistung von der erzielbaren Transport- oder Einbauleistung bestimmt. Berechnet wird die erforderliche durchschnittliche tägliche Leistung des Transportbetriebes LTPB, erf [m3/d] nach Glg.(8-1). BT M, G L TPB, erf = -----------------D TPB, G

(8-1)

Im Zähler steht dabei die gesamte Betonmenge BTM, G [m3] und im Nenner die geplante Dauer der Transporte DTPB, G [d]. Als Zeiteinheit wurde der Arbeitstag gewählt. Für die gesuchte Stundenleistung ist die entsprechende Dauer in Stunden anzusetzen. Die Anzahl der erforderlichen Transporte je Stunde nach Glg.(8-2) berechnet. L BST, erf ANZ TPB, h, erf = ------------------------------------V TBG ⋅ AZ TP, d

ANZ TPB, h, erf

[1/h] wird

(8-2)

Im Zähler der Glg.(8-2) steht die erforderliche Leistung und im Nenner das Produkt aus dem Fassungsvermögen (Fassungsinhalt) VTPG [m3] der einzelnen Transportgeräte und der täglichen Transportzeit AZ TP, d [h/d]. Die gebräuchlichsten Mischwagen sind je nach Fassungsvermögen als 3, 4 oder 5-Achser ausgeführt. Mit steigender Anzahl der Achsen steigt auch die mögliche Transportmenge. Kann z.B. aufgrund von beengten Baustellenverhältnissen mit Mischwagen mit 4 Achsen nicht auf die Baustelle gefahren werden, sind z.B. Mischwagen mit nur 3 Achsen einzusetzen. Durch das geringere Fassungsvermögen der LKWs mit 3 Achsen erhöht sich dadurch die Gesamtanzahl der erforderlichen Transporte.

400


Bauweise


Anzahl der Fertigungsabschnitte

Tägliche Betonierzeit

Bauart

Extern

Störeinflüsse

Transportlogistik Beton

Leistung der Mischanlage

Betonrezept

Intern

Mischer

Anzahl der Transporte Arbeitsraum

Fassungsvermögen Vorgegebene Betonierleistung

Bauweise Verkehrsfläche auf der Baustelle

Bauvertrag, Termine Verkehrsanbindung

HOFSTADLER

Abb. 8-10 Einflüsse auf die Transportlogistik für Beton

In Abb. 8-10 sind die Einflüsse auf die Transportlogistik exemplarisch dargestellt.

8.3.2

Interaktionsdiagramm für den Beton

Nachfolgend wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem logistische Zusammenhänge für die Transportlogistik des Betons für die Feinplanung dargestellt sind. Nach der Beschreibung des Diagramms wird die Anwendung anhand eines Beispiels gezeigt. Mit dem Interaktionsdiagramm in Abb. 8-11 werden die Beziehungen zwischen • • • • • •

Betonmenge des betrachteten Bauwerks oder Bauteils [m3], gesamter Betontransportleistung je Arbeitstag [m3/d], Anzahl der Fertigungsabschnitte [-], Anzahl der Transporte je Arbeitstag [1/d], Fassungsvermögen eines Mischwagens [m3], Anzahl der Transportstunden je Arbeitstag [h/d],


401

• Anzahl der Transporte je Stunde [1/h], • Transportintervallen [min], • Betonmenge des betrachteten Fertigungsabschnittes [m3] und • Menge an Beton [m3], die je Stunde angeliefert wird hergestellt.

8.3.2.1


Der Zusammenhang zwischen Betonmenge, Transportleistung je Arbeitstag und Anzahl der Fertigungsabschnitte ist im I. Quadranten in Abb. 8-11 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Betonmenge von 25 bis 425 m3 aufgetragen; für das Hilfsintervall beträgt die Schrittweite 12,5 und für das Hauptintervall 25 m3. Die Werte für die Transportleistung je Arbeitstag sind auf der Ordinate von 0 bis 350 m3/d dargestellt. Als Hauptintervall wurde hier 25 und als Hilfsintervall 5 m3/d gewählt. Die im Diagramm abgebildeten Geraden stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Fertigungsabschnitten. In dieser Darstellung reichen die Werte von 1 bis 10 Abschnitte; die Schrittweite ist 1. In der Legende sind die Geraden mit „nfa“ bezeichnet und mit der entsprechenden Zahl ergänzt. Die hier getroffene Einteilung kann beliebig geändert und (z.B. erweitert) werden. Interaktionsdiagramm für Logistik – Transportlogistik für den Beton 350,0

325,0

325,0

300,0 275,0 250,0 225,0 200,0

VTPG = 5 m³ VTPG = 6 m³ VTPG = 7 m³ VTPG = 8 m³ VTPG = 9 m³ VTPG = 10 m³ VTPG = 11 m³ VTPG = 12 m³ VTPG = 13 m³ VTPG = 14 m³ VTPG = 15 m³

64

60

56

52

64

60

56

52

175,0 150,0 125,0 100,0 75,0 50,0

48

44 40 36 32 28 24 20 16 Anzahl Anzahl der der Transporte Transporte je je Arbeitstag Arbeitstag [1/d] [1/d] 48 44 40 36 32 28 24 20 16

275,0 225,0 200,0

I

175,0 150,0 125,0 100,0 75,0 50,0 25,0

0,0

0,0

8

4

0

25

50

12

8

4

0

25

50

ANZTPB,h= 2 1/h ;( 30,00 min) ANZTPB,h= 4 1/h ;( 15,00 min) ANZTPB,h= 6 1/h ;( 10,00 min) ANZTPB,h= 8 1/h ;( 7,50 min) ANZTPB,h= 10 1/h ;( 6,00 min) ANZTPB,h= 12 1/h ;( 5,00 min)

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00

nfa = 2 nfa = 4 nfa = 6 nfa = 8 nfa = 10

250,0

12

III ANZTPB,h= 1 1/h ;( 60,00 min) ANZTPB,h= 3 1/h ;( 20,00 min) ANZTPB,h= 5 1/h ;( 12,00 min) ANZTPB,h= 7 1/h ;( 8,57 min) ANZTPB,h= 9 1/h ;( 6,67 min) ANZTPB,h= 11 1/h ;( 5,45 min)

nfa = 1 nfa = 3 nfa = 5 nfa = 7 nfa = 9

300,0

25,0

Anzahl der Transportstunden je Tag [h/d]

II

Transportleistung je Arbeitstag [m³/d]

350,0

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00

75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 IV: Betonmenge für einen Fertigungsabschnitt (Frischbeton) [m³] I: Betonmenge; IV: Betonmenge für einen Fertigungsabschnitt [m³] 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425

IV LTPB,h = 10 m³/h LTPB,h = 20 m³/h LTPB,h = 30 m³/h LTPB,h = 40 m³/h LTPB,h = 50 m³/h LTPB,h = 60 m³/h LTPB,h = 70 m³/h LTPB,h = 80 m³/h

LTPB,h = 15 m³/h LTPB,h = 25 m³/h LTPB,h = 35 m³/h LTPB,h = 45 m³/h LTPB,h = 55 m³/h LTPB,h = 65 m³/h LTPB,h = 75 m³/h LTPB,h = 85 m³/h

©HOFSTADLER

Abb. 8-11 Interaktionsdiagramm für Logistik - Transportlogistik für Beton

402


Im II. Quadranten ist die Beziehung zwischen Anzahl der Transporte je Arbeitstag, Transportleistung je Arbeitstag und Fassungsvermögen der Transportgeräte abgebildet. Die Ordinate ist mit jener des I. Quadranten deckungsgleich. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Transporte je Arbeitstag aufgetragen. Die Bandbreite wurde hier von 0 bis 64 Transporten je Arbeitstag gewählt. Als Hilfsintervall wurden 2 und als Hauptintervall 4 Transporte je Tag ausgewählt. Die einzelnen Geraden (Bezeichnung „VTPG“) stehen jeweils für eine bestimmte Transportkapazität je Mischwagen. Die Werte reichen von 5 bis 15 m3 Fassungsvermögen je Mischwagen (die Schrittweite ist 1 m3). Ist z.B. die erforderliche tägliche Transportleistung vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden für die verschiedenen Fassungsinhalte jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet führt zu der entsprechenden Anzahl an Transporten je Arbeitstag. Der Zusammenhang zwischen Anzahl der Transporte je Arbeitstag, Anzahl der Transporte je Stunde und täglicher Transportzeit ist im III. Quadranten dargestellt. Zwischen dem II. und III. Quadranten ist die Abszisse gleich. Auf der Ordinate ist die Anzahl der Transportstunden je Arbeitstag dargestellt. Die Bandbreite auf der Ordinate reicht von 0 bis 16 Stunden. Für das Hauptintervall wurde 1 und für das Hilfsintervall 0,5 gewählt. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Transporten, die stündlich erfolgen. Beginnend bei 1 (die Gerade „ANZTPB,h = 2 1/h“ steht beispielsweise für 2 Transporte je Stunde) erstrecken sich die Werte bis zu 12 Transporten je Stunde. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 1 festgelegt. Mit z.B. der vorgegebenen Anzahl an Transporten je Arbeitstag und der gewählten Transportzeit je Arbeitstag kann durch Anwendung des Diagramms grafisch die Anzahl der Transporte je Stunde berechnet werden. Die Beziehung zwischen Betonmenge je Fertigungsabschnitt, Anzahl der Transportstunden je Tag und Transportleistung je Stunde ist im IV. Quadranten hergestellt. Die Ordinate ist mit jener aus dem III. Quadranten deckungsgleich. Im Gegensatz zur Abszisse des I. Quadranten ist jene des IV. Quadranten auf die Betonmenge je Fertigungsabschnitt bezogen. Die Werte entsprechen jener auf der Abszisse des I. Quadranten. Verschiedene stündliche Betonierleistungen sind durch die einzelnen Geraden dargestellt. Die Werte gehen von 10 bis 85 m3/h. Die Schrittweite beträgt dabei 5 m3/h.


8.3.2.2

403


Zur Anwendung des Interaktionsdiagramms wird nachfolgend ein Beispiel gezeigt. Aufgabe ist es, anhand der Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 8-11 Lösungen auszuarbeiten. Die Lösungsschritte werden dazu grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • • • •

Betonmenge für den gesamten Bauteil (Bodenplatte): 300 m3 Anzahl der Fertigungsabschnitte (=Betonierabschnitte): 2 Fassungsvermögen des einzelnen Mischwagens (für alle gleich): 6 m3 maximale Dauer für den Transportbetrieb: 5 h

Aufgabenstellung: Unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen sind die gesuchten Werte für die Gesamtanzahl der Transporte, Anzahl der Transporttage je Stunde und die stündliche Betonierleistung zu ermitteln. Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Zur Lösung der Aufgabe wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 8-11 verwendet. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm der Abb. 8-12 grafisch dargestellt. Mit der Betonmenge für den gesamten Bauteil und der Anzahl der Fertigungsabschnitte ergibt sich die Menge des Transportbetons mit 150 m3 für jeweils einen Fertigungsabschnitt. Als erster Schritt wird im I. Quadranten beim Abszissenwert von 300 m3 eine Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (Bezeichnung „nfa = 2“) für die entsprechende Anzahl an Fertigungsabschnitten ergibt. Ausgehend vom Schnittpunkt, wird eine Horizontale (2) nach links eingezeichnet. Auf der Ordinate folgt somit die tägliche Transportleistung mit ca. 150 m3/d. Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (Bezeichnung „VTPG = 6 m3“), die für das Fassungsvermögen der Mischwagen von jeweils 6 m3 steht. Von dort aus wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Ordinate wird dadurch die Anzahl der Transporte je Arbeitstag bestimmt. Demnach sind insgesamt 25 Transporte erforderlich, um die Betonmenge von 150 m3 an transportieren zu können.

404


Für die geplante gesamte Transportdauer von insgesamt 4 Stunden wird im III. Quadranten auf der Ordinate die Horizontale (4) nach links gezeichnet. Aus der Verlängerung der Geraden (3) folgt der Schnittpunkt mit (4). Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „ANZTPB,h = 6 1/h“ und „ANZTPB,h = 7 1/h“. Durch grafisches Interpolieren lässt sich die Anzahl der Transporte mit ca. 6,3 1/h bestimmen. Durchschnittlich findet alle 9,5 min ein Transport statt.

Abb. 8-12 Interaktionsdiagramm für Logistik - Transportlogistik für den Beton Anwendungsbeispiel

Zur grafischen Bestimmung der stündlichen Transportleistung wird im IV. Quadranten auf der Ordinate bei 4 h/d die Horizontale (5) nach rechts gezeichnet. Gleichzeitig wird die Gerade (6) – mit dem Ursprung auf der Abszisse bei der entsprechenden Transportbetonmenge von 150 m3 – nach unten gezogen und es folgt daraus der Schnittpunkt mit der Geraden (5). Dieser Punkt liegt zwischen den Kurven „LTPB,h = 35 m3/h“ und „LTPB,h = 40 m3/h“. Nach grafischer Interpolation ermittelt sich die stündliche Transportleistung mit ca. 37 m3. Für diese Anzahl an erforderlichen Transporten ist zu überprüfen, ob damit überhaupt ein reibungsloser Baubetrieb möglich ist. Falls die Anzahl der Transporte je Stunde zu hoch ist, sind Anpassungen erforderlich. Es kann z.B. die Art des Transportmittels geändert werden (z.B. höheres Fassungsvermögen) oder die Dauer für das Betonieren verlängert werden.

8.4 Feinplanung für den Betoneinbau mittels Krankübel in Ebene 4

8.3.2.3

405


In weiterer Folge ist zu untersuchen, wie sich eine von 5 auf 3 Stunden reduzierte tägliche Transportdauer auf die Logistik auswirkt. Zuerst werden die Auswirkungen auf die Anzahl der stündlichen Transporte untersucht. Dazu wird im III. Quadranten auf der Ordinate bei 3 h/d die Horizontale (7) nach links eingezeichnet, bis sich der Schnittpunkt mit der Verlängerung der Geraden (3) ergibt. Der ermittelte Punkt liegt zwischen den Geraden „ANZTPB,h = 8 1/h“ und „ANZTPB,h = 9 1/h“. Durch die kürzere Transportdauer ist die Anzahl der Transporte je Stunde von ca. 6,3 auf ca. 8,3 gestiegen. Das Transportintervall ist damit von 9,5 auf ca. 7,3 min gesunken. Zur Ermittlung der Auswirkung auf die stündliche Transportleistung wird im IV. Quadranten bei 3 1/h die Horizontale (8) nach rechts gezogen, bis der Schnittpunkt mit der Geraden (6) folgt. Dieser Punkt liegt auf der Kurve „LTPB,h = 50 m3/h“. Durch die kürzere Transportdauer hat sich die stündliche Transportleistung um ca. 13 m3 erhöht und die Anzahl der Transporte je Stunde ist um 32 % gestiegen. Ob diese Erhöhung für die Baustelle „verträglich“ ist, ist zu überprüfen. Dies war ein einfaches Beispiel zur Sensitivitätsanalyse. Selbstverständlich können – je nach Bedarf – mehrere Parameter gleichzeitig im Diagramm verändert werden. Die logistischen Auswirkungen sind sofort sichtbar und nachvollziehbar.

8.4

Feinplanung für den Betoneinbau mittels Krankübel in Ebene 4

Der Betoneinbau kann beispielsweise mit Krankübel (Beispielfoto für Betoneinbau mit Krankübel siehe Abb. 8-13) oder Betonpumpe erfolgen. Im nachfolgenden Abschnitt wird ein Interaktionsdiagramm für den Betoneinbau mit Krankübel vorgestellt. Durch dieses Interaktionsdiagramm gelingt es, wichtige logistische Zusammenhänge für den Betoneinbau mittels Krankübel darzustellen. Das Interaktionsdiagramm stellt ein wichtiges Instrument für die Produktionslogistik dar. Für die Betonpumpen wird auf die Diagramme der bereits erwähnten Literatur verwiesen.

406


Von der Spielzeit des Krans hängt die maximal mögliche Betoneinbauleistung ab. Begrenzt wird diese von der zulässigen Steiggeschwindigkeit des Frischbetons in der Schalung der Stütze oder des Wandabschnitts.

Abb. 8-13 Bild zur Produktionslogistik – Betoneinbau mit Krankübel [Baustelle: A2 Südautobahn: Niessenbachbrücke]

8.4.1

Grundlagen zum Betoneinbau mittels Krankübel

Leistungswerte geben an, welche Produktionsmenge – hier Betonmenge [m3] – in einer bestimmten (gewählten) Zeiteinheit (z.B. Monat, Woche, Schicht, Tag, Stunde) erzeugt (eingebaut) wird. Berechnet wird die Leistung für den Betoneinbau mittels Krankübel L BT, KK nach Glg.(8-3). Im Zähler steht das Produkt aus Krankübelinhalt VKK [m3] und dem Umrechnungsfaktor 60 [min/h]. Im Nenner steht der durchschnittliche Zeitbedarf SZKK [min] für ein Kranspiel. V KK ⋅ 60 L BT, KK = --------------------SZ KK

(8-3)

In Abb. 8-14 sind die Einflüsse auf die Größenordnung der Leistung für den Betoneinbau exemplarisch dargestellt. Störeinflüsse können z.B. durch einen Zuschlag in der Spielzeit berücksichtigt werden.


Bauweise

407


Arbeitszeitmodell

Tägliche Betonierzeit

Art des Bauteils

Extern

Jahreszeit

Störeinflüsse

Produktionslogistik - Krankübel

Betoniergeschwindigkeit Schalungssystem

Intern Beton

Anzahl der Kranspiele Inhalt des Krankübels

Arbeitsraum

Vorgegebene Betonierleistung

Bauweise Entfernung Kran zur Einbaustelle

Art des Kranes Kranfahrer

HOFSTADLER

Abb. 8-14 Einflüsse auf den Betoneinbau mittels Krankübel

8.4.2

Interaktionsdiagramm für den Betoneinbau mittels Krankübel

Nachfolgend wird ein Interaktionsdiagramm präsentiert, in dem logistische Zusammenhänge für den Betoneinbau mittels Krankübel dargestellt sind. Nach der Beschreibung des Diagramms wird ein Anwendungsbeispiel gezeigt. Mit dem Interaktionsdiagramm in Abb. 8-15 werden die Beziehungen zwischen • Betonmenge des betrachteten Bauteils [m3], • Betonmenge eines Fertigungsabschnitts [m3], • Anzahl der Kranspiele [-], • Fassungsvermögen des Krankübels [m3], • gesamter Spielzeit für einen Fertigungsabschnitt [min], • durchschnittlicher Kranspielzeit für ein Kranspiel [min] und • Kranbelegungszeit, bezogen auf die Kubatur des Betons [h/m3] hergestellt.

408


8.4.2.1


Der Zusammenhang zwischen Betonmenge des Bauteils, Betonmenge je Fertigungsabschnitt und Anzahl der Fertigungsabschnitte ist im I. Quadranten dargestellt. Auf der Abszisse ist die gesamte Betonmenge des betrachteten Bauteils (hier von 5 bis 75 m3) aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 5 und jene für das Hilfsintervall 2,5 m3. Von 0 bis 75 m3 ist die Betonmenge eines Fertigungsabschnitts aufgetragen. Die Schrittweite für das Hauptintervall beträgt 5 und jene für das Hilfsintervall 1 m3. Die einzelnen Kurven im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Anzahl an Fertigungsabschnitten. In der Legende sind die einzelnen Kurven mit „nfa“ bezeichnet und mit der Zahl der Fertigungsabschnitte ergänzt. Interaktionsdiagramm für Logistik – Betoneinbau mit Krankübel 75,00

70,00

70,00

65,00 60,00 55,00 50,00 45,00 40,00 35,00 VKK= 0,50 m³ VKK= 0,75 m³ VKK= 1,00 m³ VKK= 1,25 m³ VKK= 1,50 m³ VKK= 1,75 m³ VKK= 2,00 m³ VKK= 2,25 m³ VKK= 2,50 m³

30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00

70

65

60

55

50

45 40 35 30 25 Anzahl der der Kranspiele Kranspiele [-] [-] Anzahl

20

15

10

5

0

70

65

60

55

50

45

20

15

10

5

0

40

35

30

25

III

50,00 45,00 40,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00

50,0

50,0

100,0

100,0

150,0

150,0

350,0

I

35,00

0,0

300,0 SZKS= 2,5 min SZKS= 3,5 min SZKS= 4,5 min SZKS= 5,5 min SZKS= 6,5 min SZKS= 7,5 min SZKS= 8,5 min SZKS= 9,5 min SZKS= 10,5 min

nfa= 2 nfa= 4 nfa= 6 nfa= 8 nfa= 10

55,00

0,0

250,0

SZKS= 2,0 min SZKS= 3,0 min SZKS= 4,0 min SZKS= 5,0 min SZKS= 6,0 min SZKS= 7,0 min SZKS= 8,0 min SZKS= 9,0 min SZKS= 10,0 min

60,00

0,00

200,0

nfa= 1 nfa= 3 nfa= 5 nfa= 7 nfa= 9

65,00

0,00

Gesamtspielzeit [min]

II

Betonmenge je je Fertigungsabschnitt Fertigungsabschnitt [m³] [m³] Betonmenge

75,00

5

10

70

75

5

I: I: Betonmenge Betonmenge des des Bauteils Bauteils [m³]; [m³]; IV: IV: Betonmenge Betonmenge je je Fertigungsabschnitt Fertigungsabschnitt [m³] [m³] 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

75

200,0

IV

250,0 300,0 350,0

400,0

400,0

450,0

450,0

500,0

500,0

KB,KK= 0,017 h/m³ KB,KK= 0,050 h/m³ KB,KK= 0,083 h/m³ KB,KK= 0,117 h/m³ KB,KK= 0,150 h/m³ KB,KK= 0,183 h/m³ KB,KK= 0,217 h/m³

KB,KK= 0,033 h/m³ KB,KK= 0,067 h/m³ KB,KK= 0,100 h/m³ KB,KK= 0,133 h/m³ KB,KK= 0,167 h/m³ KB,KK= 0,200 h/m³ KB,KK= 0,233 h/m³

©HOFSTADLER

Abb. 8-15 Interaktionsdiagramm für Produktionslogistik - Betoneinbau mittels Krankübel

Im II. Quadranten ist die Beziehung zwischen Betonmenge je Fertigungsabschnitt, Anzahl der Kranspiele und Fassungsvermögen je Krankübel dargestellt. Zwischen dem I. und II. Quadranten ist die Ordinate gleich. In einer Bandbreite von 0 bis 70 ist auf der Abszisse die Anzahl der Kranspiele aufgetragen. Für das Hauptintervall wurde 5 und für das Hilfsintervall 2,5 gewählt. Die einzelnen Geraden stehen jeweils für einen bestimmten Kübelinhalt. Im Diagramm werden für die Kübelinhalte Werte von 0,5 bis 2,5 m3 angeboten. Der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden beträgt jeweils 0,25 m3. Wie aus dem II. Quadranten ersichtlich, nimmt der Unterschied zwischen den einzelnen Geraden mit steigender Anzahl der


409

Kranspiele und mit zunehmender Betonmenge zu. Ist beispielsweise die Betonmenge je Fertigungsabschnitt vorgegeben, wird eine Horizontale vom entsprechenden Ordinatenwert nach links gezogen. Es ergibt sich mit den einzelnen Geraden, die für die verschiedenen Kübelinhalte stehen, jeweils ein Schnittpunkt. Eine Vertikale, von den Schnittpunkten nach unten eingezeichnet, führt zur entsprechenden Anzahl an Kranspielen. Der Zusammenhang zwischen Anzahl der Kranspiele, Gesamtspielzeit und Spielzeit für ein Kranspiel ist im III. Quadranten hergestellt. Die Abszisse entspricht jener im II. Quadranten. Auf der Ordinate ist die Gesamtspielzeit von 0 bis 500 min dargestellt. Für das Hauptintervall beträgt die Schrittweite 50 und für das Hilfsintervall 10 min. Die einzelnen Geraden im Diagramm stehen jeweils für eine bestimmte Spielzeit. Beginnend bei einer Dauer von 2 min (Gerade „SZKK = 4“ steht beispielsweise für eine Dauer von 4 Minuten) erstrecken sich die Geraden bis zu einer Dauer von 10,5 min. Die Schrittweite zwischen den Geraden wurde für das Diagramm mit 0,5 min festgelegt und kann an die spezifischen Bedingungen angepasst werden. Mit der Anzahl an Kranspielen und der Dauer für ein Kranspiel kann durch Anwendung des Diagramms grafisch die Gesamtspielzeit bestimmt werden. Zwischen Gesamtspielzeit, Betonmenge des Fertigungsabschnitts und Kranbelegungszeit ist die grafische Beziehung im IV. Quadranten hergestellt. Die Abszissenwerte entsprechen jener im I. Quadranten. Zu beachten ist, dass ab zwei Fertigungsabschnitten die Werte auf den beiden Abszissen unterschiedlich sind. Die Ordinate ist mit jener im III. Quadranten deckungsgleich. Die einzelnen Kurven (Bezeichnung „KBKK“) repräsentieren verschiedene Kranbelegungszeiten. Beginnend bei 0,017 sind die Kurven in 0,017 h/m3 Intervallen, bis zum Höchstwert von 0,233 h/m3 dargestellt.

8.4.2.2


Zur Anwendung des Interaktionsdiagramms wird nachfolgend ein Beispiel gezeigt. Aufgabe ist es, anhand der Vorgaben durch die Nutzung des Diagramms in Abb. 8-15, Lösungen für das Betonieren eines Wandabschnittes auszuarbeiten. Die Lösungsschritte werden dazu grafisch dargestellt und beschrieben. Für das Beispiel gelten folgende Angaben: • Wandlänge: 60 m • Wandhöhe: 3,35 m

410

• • • •


Wanddicke: 0,30 m Anzahl der Fertigungsabschnitte: 2 durchschnittliche Spielzeit: 5,5 min Inhalt des Krankübels: 1 m3

Aufgabenstellung: Unter Berücksichtigung der angeführten Randbedingungen sind die Anzahl der Kranspiele und die Dauer der Kranbindung zu ermitteln Lösung: Grafische Ermittlung der gesuchten Werte Zur Lösung der Aufgabe wird das Interaktionsdiagramm in Abb. 8-15 verwendet. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden im Interaktionsdiagramm der Abb. 8-16 grafisch dargestellt. Aus den Abmessungen der Wand folgt die gesamte Betonmenge mit 60 m3.

Abb. 8-16 Interaktionsdiagramm für Produktionslogistik - Betoneinbau mittels Krankübel für eine Wand - Anwendungsbeispiel

Als erster Schritt wird im I. Quadranten auf der Abszisse bei 60 m3 die Vertikale (1) nach oben gezeichnet, bis sich ein Schnittpunkt mit der Kurve (Bezeichnung „nfa = 2“) für 2 Fertigungsabschnitte ergibt. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (2) nach links aufgetragen. Auf der Ordinate folgt daraus die Betonmenge je Fertigungsabschnitt mit 30 m3.


411

Aus der Verlängerung der Geraden (2) in den II. Quadranten ergibt sich ein Schnittpunkt mit der Geraden (Bezeichnung „VKK = 1 m3“) für den Kübelinhalt von 1 m3. Von dort wird die Vertikale (3) nach unten eingezeichnet. Auf der Abszisse wird dadurch die Anzahl der Kranspiele, die notwendig ist um einen Fertigungsabschnitt der Wand zu betonieren, mit 30 bestimmt. Nach Verlängerung der Geraden (3) ergibt sich im III. Quadranten der Schnittpunkt mit der Kurve „SZKS = 5,5 min“, die für eine Kranspielzeit von 5,5 min steht. Zur Bestimmung der gesamten Kranbindungszeit für den Betoneinbau wird eine Horizontale nach rechts aufgetragen. Mit ca. 165 min ist damit die Gesamtzeit für die Kranbindung bestimmt. In dieser Zeit steht der Kran für keine anderen Tätigkeiten zur Verfügung. Zur Bestimmung der Kranbelegungszeit, bezogen auf einen Kubikmeter Beton, wird die Horizontale (4) in den IV. Quadranten verlängert. Gleichzeitig wird auf der Abszisse bei 30 m3 die Vertikale (5) nach unten eingezeichnet bis der Schnittpunkt mit der Geraden (4) folgt. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „KBKK = 0,083 h/m3“ und 3 „KBKK = 0,100 h/m “. Durch grafisches Interpolieren bestimmt sich die Kranbelegungszeit mit ca. 0,090 h/m3. Mit Hilfe des Diagramms konnten die Lösungen einfach und anschaulich gefunden werden. Um die vorgegebene Betonmenge einbauen zu können, ist der Kran ca. 165 min gebunden und hat dabei 30 Kranspiele durchzuführen. Bei feingliedrigen Bauteilen ist für die Betonarbeiten immer zu prüfen, ob die zulässige Steiggeschwindigkeit nicht überschritten wird. Wenn Wände mittels Krankkübel betoniert werden ist dies seltener der Fall als beispielsweise bei Stützen. Die Steiggeschwindigkeit beträgt für den hier betrachteten Wandabschnitt ca. 1,2 m/h und liegt damit für Systemschalungen auch nicht zu hoch. Hinsichtlich der Steiggeschwindigkeit würde hier der Verwendung eines Krankübels mit größerem Fassungsvermögen nichts im Wege stehen.

8.4.2.3


In weiterer Folge ist zu untersuchen, wie sich die Spielzeitverkürzung von 5,5 min auf 4,5 min (z.B. Kran mit höherer Hubgeschwindigkeit) auf die Kranbindung und Kranbelegungszeit auswirkt.

412


Zuerst wird der Einfluss auf die Kranbindung untersucht. Dazu wird im III. Quadranten die entsprechende Gerade mit der Bezeichnung „SZKS = 4,5“ ausgewählt und mit der bereits dargestellten Vertikalen (3) geschnitten. Vom Schnittpunkt wird die Horizontale (6) nach rechts eingezeichnet, bis der geänderte Wert für die Kranbindung auf der Ordinate abgelesen werden kann. Durch die kürzere Spielzeit hat sich die Kranbindung auf ca. 135 min reduziert. Zur Bestimmung der geänderten Kranbelegungszeit wird die Gerade (6) in den IV. Quadranten verlängert und mit der Geraden (5) zum Schnitt gebracht. Der gesuchte Wert liegt zwischen den Geraden „KBKK = 0,067 h/m3“ und „KBKK = 0,083 h/m3“. Durch die kürzere Kranspielzeit ist die Kranbelegungszeit auf ca. 0,075 h/m3 gesunken. Durch Reduktion der Kranspielzeit hat sich die Kranbindung somit um 22 % verringert. Die Steiggeschwindigkeit ist dabei auf ca. 1,5 m/h angewachsen. Es ist zu prüfen, ob das geplante Schalungssystem für diese Steiggeschwindigkeit noch geeignet ist. Dies war ein einfaches Beispiel zur Sensitivitätsanalyse. Selbstverständlich können – je nach Bedarf – mehrere Parameter gleichzeitig im Diagramm verändert werden. Die logistischen Auswirkungen sind sofort sichtbar und nachvollziehbar.

9

Wahrscheinlichkeitsüberlegungen – Berechnung der Dauer

In Kapitel 9 wird auf die systematische Berücksichtigung von Bandbreiten im Zusammenhang mit der Berechnung der Dauer eingegangen. Es wird eine Methode vorgestellt, wie Unsicherheiten – z.B. in den Angaben zur Größenordnung der Aufwandswerte, Anzahl der Arbeitskräfte oder Schwankungen in den Mengen – systematisch berücksichtigt werden können. Für die Grobplanung des Bauablaufs werden dabei die Überlegungen im Speziellen für die Stahlbetonarbeiten gezeigt. Die vorgestellte Vorgangsweise kann auch für die Feinplanung angewendet werden. Bauer1) empfiehlt, für die Bauablaufplanung möglichst „sichere“ Mittelwerte vorzugeben. Dem Mittelwert kommt bei der Festlegung der Dauer der einzelnen Vorgänge innerhalb der Ablaufplanung eine ausschlaggebende Bedeutung zu, denn er wird zur Bestimmung des Soll-Ablaufs herangezogen. Es ist nach Bauer daher notwendig, vor allem den Mittelwert durch statistische Verfahren zu bestimmen und abzusichern.

9.1

Anwendung in der Grobplanung der Stahlbetonarbeiten2)

Die Dauer eines Projekts wird auf der einen Seite durch die Quantitäten und Qualitäten und auf der anderen Seite von der geplanten bzw. erzielbaren 1) 2)

vgl. Bauer (1991 u. 1994). Baubetrieb 2. 565 vgl. Hofstadler (2004). Grobterminplanung – Zur Berechnung der wahrscheinlichsten Dauer der Stahlbetonarbeiten, in: Risikomanagement in der Bauwirtschaft. 131ff

414

9 Wahrscheinlichkeitsüberlegungen – Berechnung der Dauer

Leistung in der Ausführung bestimmt. Bezogen auf die Stahlbetonarbeiten des Rohbaus eines Bauwerks, hängt die Dauer wesentlich von der Betonmenge, der Schalfläche und der Bewehrungsmenge ab. In Abhängigkeit von spezifischen Bauwerks- und Baustellenbedingungen und der eingesetzten (bzw. einsetzbaren) Ressourcen, ergibt sich die Leistung (Leistungswert) in der Ausführung. Für eine konventionelle Berechnung der Dauer der Stahlbetonarbeiten werden als Eingangsparameter der GesamtAufwandswert, die Anzahl der Arbeitskräfte, die Arbeitszeit und der Zeitpuffer angesetzt. Auf den Gesamt-Aufwandswert und den Schalungsgrad (der Kostenanteil der Schalarbeiten an den Stahlbetonarbeiten beträgt im Mittel 50 %3)) wurde in Kapitel 3 eingegangen. Zur konventionellen Berechnung der Dauer werden die einzelnen Parameter durch Gleichungen miteinander verknüpft. Durch Einsetzen wird jeweils ein Wert für die spezifischen Eingangsgrößen berechnet. Aus der Variation der Einflussgrößen können einige Werte für die Dauer bestimmt werden. Aufgrund des Rechenaufwandes und fehlender Kombinationsregeln sind die Ergebnisse nur bedingt aussagekräftig. Über die Wahrscheinlichkeitsverteilung kann mit dieser Vorgangsweise in der Regel noch keine Aussage getroffen werden. Zur Berechnung der Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Dauer der Stahlbetonarbeiten wird die Monte-Carlo-Methode angewendet. Für die einzelnen Einflussgrößen werden Bandbreiten festgelegt. Weiters wird den Einflussgrößen jeweils eine entsprechende Verteilungsfunktion zugeordnet. Die Berechnungen werden mit dem Programm @RISK4) durchgeführt. Anhand eines Anwendungsbeispiels wird, neben der konventionellen Vorgangsweise, die Berechnung unter Einbeziehung von Wahrscheinlichkeitsüberlegungen gezeigt. Für Gesamt-Aufwandswert, Leistung und Dauer wird die jeweilige Wahrscheinlichkeitsverteilung dargestellt. Der mittels der Wahrscheinlichkeitsrechnung berechnete Gesamt-Aufwandswert dient als Eingangswert in die entsprechenden Interaktionsdiagramme.

9.1.1

Konventionelle Berechnung der Dauer für die Stahlbetonarbeiten

Für die Berechnung der Dauer der Stahlbetonarbeiten eines Projekts sind die Produktionsmenge (hier Betonmenge) und die Leistung [m3/d] zu er3) 4)

vgl. Hofstadler (2003). Einsparungspotenzial bei Stahlbetonarbeiten. 52ff ©2005 Palisade Corporation

9.1 Anwendung in der Grobplanung der Stahlbetonarbeiten

415

mitteln. Die Vorgangsweise zur konventionellen Berechnung der Dauer der Stahlbetonarbeiten ist in Abb. 9-1 dargestellt.

Start

Gesamt-Aufwandswert

EINGABE

Anzahl der Arbeitskräfte Tägliche Arbeitszeit

Betonmenge Zeitpuffer

BERECHNUNG

Ausgabe: Dauer

Abb. 9-1 Vorgangsweise zur konventionellen Berechnung der Dauer für die Stahlbetonarbeiten

Die Mengenermittlung ist getrennt für Schalung, Bewehrung und Beton durchzuführen. Unter Berücksichtigung der im Vorfeld bereits erkennbaren spezifischen Bauwerks- und Baustellenbedingungen sind die Aufwandswerte für die Schalungs-, Bewehrungs- und Betonarbeiten anzusetzen. Ist der Gesamt-Aufwandswert berechnet, kann mit der täglichen Arbeitszeit und der Anzahl der Arbeitskräfte die Leistung ermittelt werden. Unter Berücksichtigung eines Zeitpuffers wird ein Wert für die Dauer der Stahlbetonarbeiten errechnet. Um repräsentative Ergebnisse zu erhalten ist eine Vielzahl an Berechnungen, bei gleichzeitiger Variation der Parameter, erforderlich. Wie später dargestellt, wird durch Einbeziehung der Wahrscheinlichkeitsrechnung eine wesentliche Verbesserung der Ergebnisse erzielt.

9.1.1.1

Berechnung der Dauer

Die Dauer der Stahlbetonarbeiten DSTB [d] wird hier nach Glg.(9-1) berechnet. Im Zähler wird (in Klammer) der Gesamt-Aufwandswert berechnet (siehe auch Kapitel 3) und mit der Betonmenge BTM [m3] multipliziert. Im

416


Nenner steht das Produkt aus der Anzahl der Arbeitskräfte und der täglichen Arbeitszeit AZ STB [h/ZEH].

AZ STB

[Std/h]

( AW S, MW ⋅ s g, bwk + AW BW, MW ⋅ bw g, bwk + AW BT, MW ) ⋅ BT M D STB = --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------AK STB ⋅ AZ STB

(9-1)

Die zu berechnende Zeiteinheit (Monat, Woche, Schicht, Arbeitstag, Stunde, etc.) kann beliebig gewählt werden und richtet sich nach dem Stadium der Planung (Grobplanung, Feinplanung). Für die weiteren Betrachtungen wird der Arbeitstag [d] als Zeiteinheit verwendet. Für die Stahlbetonarbeiten wird als Produktionsmenge die Betonmenge [m3] des betrachteten Bauwerks oder Bauabschnittes eingesetzt. Ein etwaiger Zeitpuffer kann durch einen Zuschlag auf die nach Glg.(9-1) berechnete Dauer berücksichtigt werden. Bei der täglichen Arbeitszeit sind die jeweiligen gesetzlichen Bestimmungen (z.B. bauen im Ausland) zu beachten. Für den Ansatz der Anzahl der Arbeitskräfte ist zu berücksichtigen, dass diese durch den zur Verfügung stehenden Arbeitsraum und/oder durch die Zahl der einsetzbaren Krane nach oben limitiert ist. Der Kran-Proportionalitätsfaktor steht für die Anzahl an Arbeitskräften, die von einem Kran „bedient“ werden können (siehe Kapitel 3.6.3).

9.1.1.2

Beispiel zur konventionellen Berechnung der Dauer

Für den Rohbau eines Einkaufszentrums aus vorwiegend Stahlbeton sind nachfolgend die Mengen für die Schal-, Bewehrungs- und Betonarbeiten angeführt. Die Betonmenge, Schalfläche und der Bewehrungsgrad konnten zum Zeitpunkt der Untersuchung nicht genau angegeben bzw. ermittelt werden. Die Dauer der Stahlbetonarbeiten wird nach dem in Abb. 9-1 dargestellten Schema berechnet. Für die konventionelle Berechnung wurde jeweils ein Wert für die Mengen angesetzt. Angaben zur Schalung: Grob ermittelter Schalungsgrad für das gesamte Bauwerk: 2

s g, bwk = 2, 9 m ⁄ m

3

Angaben zur Bewehrung: Angenommener mittlerer Bewehrungsgrad:

bw g, bwk = 100 kg ⁄ m

3


417

Angaben zum Beton: Grob ermittelte gesamte Betonmenge:

BT M = 55.000 m

3

Die Stahlbetonarbeiten liegen dabei am kritischen Weg und sind daher maßgebend für die Dauer der gesamten Rohbauarbeiten. Zur Berechnung der Werte für Gesamt-Aufwandswert, Leistung und Dauer werden nachfolgende Ansätze angeführt. 9.1.1.2.1 Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes Folgende Werte bilden die Basis für die Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes: Angaben zur Schalung: Angenommener mittlerer Aufwandswert für die Schalarbeiten: AW S, MW = 1, 2 Std ⁄ m

3

Angaben zur Bewehrung: Angenommener mittlerer Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten: AW BW, MW = 17 Std ⁄ to

Angaben zum Beton: Angenommener mittlerer Aufwandswert für die Betonarbeiten: AW BT, MW = 0, 80 Std ⁄ m

3

Durch Einsetzen der Werte in die entsprechende Gleichung (Glg.(3-2) in Kapitel 3) ergibt sich der Gesamt-Aufwandswert in der Höhe von ca. 6 Std ⁄ m3 . 9.1.1.2.2 Berechnung der Leistung Zur Berechnung der Leistung sind Werte für die Anzahl der Arbeitskräfte und die tägliche Arbeitszeit anzusetzen. Randbedingungen wie zulässige Arbeitszeiten, Anzahl der möglichen Krane und zur Verfügung stehender Arbeitsraum, sind dabei unbedingt zu berücksichtigen. Für diese Berechnung wird angenommen, dass 136 produktive Arbeitskräfte für die Stahlbetonarbeiten eingesetzt werden können. Aufgrund von In-

418


formationen des Bauherrn kann von einer Tagesarbeitszeit von 12 Stunden ausgegangen werden. Damit sind alle erforderlichen Parameter bestimmt und durch Einsetzen in die entsprechende Gleichung (Glg.(3-1) in Kapitel 3) ergibt sich die durchschnittliche Leistung je Arbeitstag mit rund 273 m3/d. 9.1.1.2.3 Berechnung der Dauer Aus der Betonmenge und der Leistung kann nach Glg.(9-1) die Dauer berechnet werden. Durch Einsetzen ergibt sich die Dauer mit ca. 202 Arbeitstagen. Berücksichtigt man einen Zeitpuffer von 10 %, ergibt sich die Dauer für die Bauphase „Bauwerk-Rohbau“ somit mit rund 222 d. Damit liegt ein Ergebnis für die Dauer der Stahlbetonarbeiten vor. Ändert man eine oder mehrere Einflussgrößen, ist eine weitere Berechnung erforderlich. Für die Entscheidungsträger ist diese Situation unbefriedigend, da nur wenige Berechnungen durchgeführt werden können und vor allem die Regeln für die Variationen und Kombinationen der Einflussgrößen fehlen. In der Regel ist man bestrebt, die entsprechenden Werte für die kürzeste Dauer (günstigster Fall) und die längste Dauer (ungünstigster Fall) zu ermitteln. Über die Wahrscheinlichkeit der Werte kann noch keine Aussage gemacht werden. Abhilfe in der „Ergebnisunsicherheit“ soll die Berücksichtigung von Wahrscheinlichkeitsüberlegungen in den Berechnungen schaffen.

9.1.2

Vorgangsweise bei Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeitsrechnung

In der Regel wird zur Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes die Größenordnung der Eingangsparameter so gewählt, dass damit Werte für den günstigsten und ungünstigsten Fall berechnet werden können. Innerhalb dieser „Grenzen“ soll der tatsächliche – in der Ausführung erzielbare – Wert liegen.


9.1.2.1

419

Grundlagen

Durch Einbeziehung von Wahrscheinlichkeitsüberlegungen in die Berechnungen kann eine wesentliche Ergebnisverbesserung erzielt werden. Aufgrund der angesetzten Bandbreiten und Verteilungsfunktionen wird nach Iterationen das Ergebnis auch als Wahrscheinlichkeitsverteilung dargestellt.

EINGABE

Anzahl der AK je Kran Tägliche Arbeitszeit

Betonmenge

BANDBREITE

Gesamt-Aufwandswert

VERTEILUNGSFUNKTION

Start

Zeitpuffer

BERECHNUNG in Kombination mit @RISK

Ausgabe: wahrscheinlichste Dauer, Wahrscheinlichkeitsverteilung

Abb. 9-2 Vorgangsweise zur Berechnung der wahrscheinlichsten Dauer der Stahlbetonarbeiten

Zur Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes sind für die Einflussgrößen in einem ersten Schritt Bandbreiten und Verteilungsfunktionen für die tägliche Arbeitszeit, Anzahl der Arbeitskräfte und den Zeitpuffer festzulegen. In einer Gleichung werden die Einflussgrößen verknüpft und die Leistung – sowie in weiterer Folge die Dauer – berechnet. Der Modus zur Berechnung der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Dauer der Stahlbetonarbeiten ist in Abb. 9-2 dargestellt. In den hier gezeigten Überlegungen sind gegenseitige Abhängigkeiten, wie beispielsweise jener zwischen Betonmenge und Bewehrungsgrad (schlankere Bauteile erfordern z.B. einen höheren Bewehrungsgrad), noch nicht berücksichtigt. In weiteren Untersuchungen werden diese Verknüpfungen in die Berechnungen aufgenommen.

420


9.1.2.2

Monte-Carlo-Simulation

Monte-Carlo-Methode ist die Sammelbezeichnung für eine Reihe von Verfahren, deren gemeinsames Merkmal die Simulation und numerische Bestimmung von aus Verteilungsfunktionen aufgebauten mathematischen Ausdrücken unter Einsatz geeigneter Zufallsmechanismen und auf der Grundlage von Erkenntnissen der Wahrscheinlichkeitstheorie und der mathematischen Statistik ist. Die Zufallssteuerung der simulierten Prozesse wird durch Zufallszahlen erreicht. Die folgenden Schritte werden eingeschlagen: 1. Zunächst wird ein dem jeweils in Frage stehendem Problem entsprechendes stochastisches Modell entwickelt. 2. Dann werden anhand des stochastischen Modells Zufallsexperimente durchgeführt (Monte-Carlo-Simulation). 3. Werden dann anhand der mit Hilfe der Zufallsexperimente ermittelten Ergebnisse auf das Problem und das stochastische Modell bezogene statistische Parameter geschätzt, und schließlich wird die dadurch gewonnene Schätzung als die Lösung eines mathematischen Problems interpretiert.5) Mit der Monte-Carlo-Simulation ist es möglich, für den Gesamt-Aufwandswert, die Leistung und die Dauer der Stahlbetonarbeiten Mittelwert, Modalwert und Meanwert zu berechnen und dazu die Wahrscheinlichkeitsverteilung darzustellen. In einer frei wählbaren Anzahl von Iterationen kombiniert ein Software-Programm (im vorliegenden Fall @RISK) zufallsab-hängig die einzelnen Verteilungsfunktionen nach vorgegebenen Regeln. Eingabeparameter sind: • Bandbreiten • Verteilungsfunktionen 9.1.2.2.1 Verteilungsfunktionen Raaber6) führt dazu an, dass für Untersuchungen im Bauwesen in jenen Fällen, in denen Grenzen so gut wie immer zu erkennen sind, dreiecks-, parabolische – oder seltener – rechteckige Verteilungen heranzuziehen sind. 5) 6)

http://medialine.focus.de/PM1D/PM1DB/PM1DBF/pm1dbf.htm?snr=3905 vgl. Raaber (2003). Beitrag zu Ausschreibung und Vergabe von Bauleistungen. 168


9.1.3

421

Berechnung der Dauer unter Berücksichtigung von Wahrscheinlichkeitsüberlegungen

Die konventionelle Berechnung der Dauer der Stahlbetonarbeiten wurde bereits dargestellt. Im folgenden Abschnitt werden für das Anwendungsbeispiel Wahrscheinlichkeitsüberlegungen in die Berechnungen aufgenommen. Die Vorgangsweise dazu ist in Abb. 9-2 schematisch dargestellt. Für die Einflussgrößen wurde jeweils eine Dreiecksverteilung gewählt (siehe 9.1.2.2.1). Dem wahrscheinlichsten Wert wird in der Dreiecksverteilung dabei jeweils das größere Gewicht gegeben.

9.1.3.1

Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Gesamt-Aufwandswert

Aufgabe ist es, anhand der vorliegenden Projektunterlagen für das Einkaufszentrum die Bandbreiten für den Schalungs- und Bewehrungsgrad festzulegen. Anhand der bereits erkennbaren Bauwerks- und Baustellenbedingungen sind weiters die Bandbreiten der Aufwandswerte für die Schalungs-, Bewehrungs- und Betonarbeiten anzusetzen. 9.1.3.1.1 Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes – Verteilungsfunktionen In Abb. 9-3 sind die Verteilungsfunktionen für den Schalungs- und Bewehrungsgrad dargestellt.

Triang(0,1; 0,1; 0,12)

Triang(2,8; 2,9; 3,3) 4,5

1,2

4,0

1,0

3,5 3,0

Values x 10^2

2,5 2,0 1,5 1,0

0,6

0,4

0,2

0,5

0,125

0,120

0,115

0,110

0,105

Schalungsgrad sg,bwk

0,0

0,100

5,0% 3,2000

0,095

3,4

3,3

90,0%

3,2

3,1

5,0% 2,8500

3,0

2,9

2,8

2,7

0,0

0,8

5,0% 90,0% 5,0% 0,10051 0,11553

Bewehrungsgrad bwg,bwk

Abb. 9-3 Verteilungsfunktionen zur Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes – Schalungsgrad und Bewehrungsgrad (aus @RISK)

422


Beim Schalungsgrad beispielsweise wurden der minimale Wert mit 2,8 m2/m3, der wahrscheinlichste mit 2,9 m2/m3 und der maximale Wert mit 3,3 m2/m3 angesetzt. Der aus der groben Mengenermittlung ermittelte Schalungsgrad wird hier als wahrscheinlichster Wert angesetzt.

Triang(1,1; 1,2; 1,4)

Triang(16; 17; 19)

Triang(0,75; 0,75; 0,9)

7

0,7

14

6

0,6

12

5

0,5

10

4

0,4

8

3

0,3

6

2

0,2

4

1

0,1

2 0,90

0,92

0,88

90,0% 0,7538

0,86

0,84

0,82

0,80

0,78

AufwandswertAufwandswertBewehren AW BW,MW

0

0,76

5,0% 18,452

0,74

19,5

19,0

90,0%

18,5

18,0

5,0% 16,387

17,5

17,0

16,0

AufwandswertAufwandswertSchalen AW S,MW

0,0

16,5

5,0% 1,3452

15,5

1,45

1,40

90,0%

1,35

1,30

5,0% 1,1387

1,25

1,20

1,15

1,10

1,05

0

5,0% 0,8665

AufwandswertAufwandswertBetonieren AW BT,MW

Abb. 9-4 Verteilungsfunktionen zur Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes – Aufwandswerte für Schalen, Bewehren und Betonieren (aus @RISK)

Die Ansätze für die Aufwandswerte für Schalen, Bewehren und Betonieren sind aus den Verteilungsfunktionen in Abb. 9-4 zu entnehmen. Für den Aufwandswert für die Schalarbeiten wurde der minimale Wert mit 1,1, der wahrscheinlichste mit 1,2 und der maximale mit 1,4 Std/m2 angesetzt. Bei den Bewehrungsarbeiten wurde der wahrscheinlichste mittlere Aufwandswert mit 17 Std/to angesetzt. Als Maximalwert wurde 19 und als minimaler Wert wurde 16 Std/to angesetzt. Für die Betonarbeiten wurde als untere Grenze – und gleichzeitig wahrscheinlichster Wert – 0,75 Std/m3 angesetzt. Als obere Grenze wurde für den Aufwandswert 0,9 Std/m3 angesetzt. 9.1.3.1.2 Ergebnis – Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Gesamt-Aufwandswert In Abb. 9-5 ist das Ergebnis nach 1.000.000 Iterationen (die Rechenregel folgt aus der entsprechenden Gleichung) als Histogramm und Summenkurve dargestellt. Die Ergebnisanalyse zeigt, dass eine Wahrscheinlichkeit von 5 % (X95) besteht, dass der Gesamt-Aufwandswert über 6,79 Std/m3 liegt. Die Wahrscheinlichkeit, dass Werte kleiner als 5,95 Std/m3 erzielt werden, liegt


423

ebenfalls bei 5 % (X5). Mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % liegt der Gesamt-Aufwandswert zwischen 5,95 Std/m3 und 6,79 Std/m3.

Distribution for Gesamt-Aufwandswert/I21

Distribution for Gesamt-Aufwandswert/I21

1,600

1,000

Mean=6,349205

1,400

Mean=6,349205

0,800

1,200 1,000

0,600

0,800 0,400

0,600 0,400

0,200

0,200 0,000

5,4

5,95 5%

5,9534

6,5 90%

7,05 6,7937

Histogramm

5%

7,6

0,000

5,4

5,95 5%

6,5

7,05

90% 5,9534

7,6 5%

6,7937

Summenkurve

Abb. 9-5 Histogramm und Summenkurve für den Gesamt-Aufwandswert (aus @RISK)

Das Ergebnis nach der konventionellen Methode wird anhand der Wahrscheinlichkeitsverteilung in Abb. 9-5 analysiert. Nach der konventionellen Methode wurde ein Wert von 6 Std/m3 für den Gesamt-Aufwandswert berechnet. Nach Abb. 9-5 wird der Wert in ca. 7 % der Fälle erreicht bzw. unterschritten. In 93 % der Fälle wird ein höherer Gesamt-Aufwandswert erzielt.

9.1.3.2

Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Leistung

In der Berechnung der Leistung wird die Anzahl der Arbeitskräfte mit der Anzahl an Arbeitskräften je Kran verknüpft. Anhand der gewählten Krananzahl ergibt sich in weiterer Folge die Anzahl der Arbeitskräfte. Dabei ist zu prüfen, ob genügend Arbeitsraum für die Arbeitskräfte vorhanden ist. 9.1.3.2.1 Berechnung der Leistung – Verteilungsfunktionen Die Verteilungsfunktion für die tägliche Arbeitszeit und die Anzahl der Arbeitskräfte je Kran ist in Abb. 9-6 dargestellt. Laut Bauherrn kann mit einer täglichen Arbeitszeit von 12 h gerechnet werden. Als wahrscheinlichster Wert – und gleichzeitig obere Grenze – wurde 12 h angesetzt. Als untere Grenze (falls die Angaben des Bauherrn nicht zutreffen bzw. die durchschnittliche tägliche Arbeitszeit niedriger ist) wurde hier 10 h angesetzt.

424


Für die Anzahl der Arbeitskräfte, die von einem Kran „bedient“ werden können, wurde als wahrscheinlichster Wert 17 angesetzt. Als obere Grenze wurde 20 und als untere Grenze 16 Arbeitskräfte gewählt. Die Größenordnung des Proportionalitätsfaktors hängt dabei wesentlich vom Geschick des Kranfahrers, der Leistungsfähigkeit des Krans (z.B. Antrieb, Steuerung), der Bauweise und den eingesetzten Bauverfahren ab.

Triang(10; 12; 12)

Triang(16; 17; 20)

1,2

0,6

1,0

0,5

0,8

0,4

0,6

0,3

0,4

0,2

0,2

0,1 20,5

19,0

20,0

90,0%

19,5

18,5

18,0

16,5

5,0% 16,447

17,5

17,0

Tägliche Arbeitszeit AZSTB

0,0

16,0

5,0% 11,949

15,5

12,5

90,0%

12,0

5,0% 10,447

11,5

11,0

10,5

9,5

10,0

0,0

5,0% 19,225

Anzahl der AK je Kran PFK,AK

Abb. 9-6 Verteilungsfunktionen zur Berechnung der Leistung (aus @RISK)

9.1.3.2.2 Ergebnis – Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Leistung Leistungswerte bilden die Grundlage für die Berechnung der Dauer und in weiterer Folge für die Planung der Ressourcen.

Distribution for Leistung für 1 Kran/I28

Distribution for Leistung für 1 Kran/I28 1,000

0,180 Mean=31,58781

0,160

Mean=31,58781

0,800

0,140 0,120

0,600

0,100 0,080

0,400

0,060 0,040

0,200

0,020 0,000

22

27 5%

27,7788

32 90%

37 35,6429

Histogramm

42 5%

0,000

22

27 5%

27,7788

32 90%

37 35,6429

42 5%

Summenkurve

Abb. 9-7 Histogramm und Summenkurve für die Leistung (aus @RISK) – Annahme: 1 Kran

Unter Berücksichtigung der spezifischen Verteilungsfunktionen wird die Leistung berechnet. Für einen Kran ist das Ergebnis der Iterationen als His-


425

togramm und Summenkurve in Abb. 9-7 dargestellt. Der Meanwert für die Leistung wurde hier mit ca. 31,6 m3/Kran,d berechnet. Aus Abb. 9-7 ist ersichtlich, dass die Leistung mit einer Wahrscheinlichkeit von 5 % (X5) kleiner als 27,8 m3/Kran,d ist. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 5 % (X95) liegen die Werte über 35,6 m3/Kran,d. Die Wahrscheinlichkeit, dass Leistungswerte zwischen 27,8 und 35,6 m3/Kran,d auftreten, liegt bei 90 %.

9.1.3.3

Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Dauer

Mit der Leistung und der Betonmenge wird die Dauer der Stahlbetonarbeiten berechnet. Für Änderungen, Abweichungen und Störungen o.ä. ist ein Zeitpuffer zu berücksichtigen. 9.1.3.3.1 Berechnung der Dauer – Verteilungsfunktion Für die Betonmenge und den Zeitpuffer sind die Verteilungsfunktionen in Abb. 9-8 dargestellt. Für die Berechnung der Dauer wird ein Zeitpuffer berücksichtigt. In der Dreiecksverteilung des Zeitpuffers wurden der minimale Wert mit 10 %, der wahrscheinlichste mit 15 % und der maximale Wert mit 30 % angesetzt. Für die Betonmenge wurden der minimale Wert mit 54.000, der wahrscheinlichste mit 55.000 und der maximale Wert mit 60.000 m3 angesetzt.

Triang(10; 15; 30)

Triang(54000; 55000; 60000) 0,12

3,5 3,0

0,10

Values x 10^-4

2,5 0,08 2,0 0,06

1,5

0,04

1,0 0,5

0,02 61

60

59

58

57

56

55

53

54

0,0

35

30

25

20

15

5

10

0,00

Values in Thousands 5,0% 54,548

90,0%

5,0% 58,775

Betonmenge BTM

5,0% 12,24

90,0%

5,0% 26,13

ZeitZeit-Puffer

Abb. 9-8 Verteilungsfunktionen zur Berechnung der Dauer (aus @RISK)

426


Die aus der groben Mengenermittlung ermittelte Betonmenge wird hier als wahrscheinlichste Menge angesetzt. 9.1.3.3.2 Ergebnis – Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Dauer Unter Berücksichtigung der spezifischen Verteilungsfunktionen wird die Dauer berechnet.

Distribution for Leistung für 1 Kran/I28

Distribution for Leistung für 1 Kran/I28 1,000

0,180 Mean=31,58781

0,160

Mean=31,58781

0,800

0,140 0,120

0,600

0,100 0,080

0,400

0,060 0,040

0,200

0,020 0,000

22

27 5%

32

27,7788

37

90%

35,6429

42

0,000

22

5%

27 5%

Histogramm

32

37

90%

27,7788

35,6429

42 5%

Summenkurve

Abb. 9-9 Histogramm und Summenkurve für die Dauer (aus @RISK) – Annahme: 1 Kran

In Abb. 9-10 ist das Ergebnis der Berechnung der Dauer für 1 Kran dargestellt. Diese Wahrscheinlichkeitsverteilung bildet die Basis für die Berechnung der Dauer für 7, 8 und 9 Krane.

Distribution for Dauer für 7 Krane/I35

Distribution for Dauer für 7 Krane/I35 1,000

0,020 Mean=303,1929

0,018

Mean=303,1929

0,800

0,016 0,013

0,600

0,011 0,009

0,400

0,007 0,004

0,200

0,002 0,000

200

250 5%

262,3512

300 90%

350 348,9071

Histogramm

400 5%

450

0,000

200

250 5%

262,3512

300 90%

350 348,9071

400

450

5%

Summenkurve

Abb. 9-10 Histogramm und Summenkurve für die Dauer (aus @RISK) – Annahme: 7 Krane

In weiterer Folge wird jeweils die Dauer für 7, 8 und 9 Krane berechnet. Unter Berücksichtigung des Einsatzes von 7 Kranen sind die Wahrschein-


427

lichkeitsverteilung und die Summenkurve für die Dauer der Stahlbetonarbeiten in Abb. 9-10 dargestellt. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % liegt für diesen Fall (7 Krane) die Dauer für die Stahlbetonarbeiten zwischen 262 und 349 d. Dass eine Dauer über 349 d eintritt, liegt bei einer Wahrscheinlichkeit von 5 % (X95) und mit einer Dauer kleiner als 262 d ist ebenfalls mit einer Wahrscheinlichkeit von 5 % (X5) zu rechnen.



0,020 Mean=265,2938

0,018

Mean=265,2938

0,800

0,016 0,013

0,600

0,011 0,009

0,400

0,007 0,004

0,200

0,002 0,000

180

235 5% 229,5573

290 90%

345

305,2937

400

0,000

180

5%

235 5% 229,5573

Histogramm

290 90%

345

305,2937

400

5%

Summenkurve


In Abb. 9-11 sind die Summenkurve und die Wahrscheinlichkeitsverteilung für den Einsatz von 8 Kranen dargestellt. Die Dauer ist für diesen Fall (8 Krane) mit einer Wahrscheinlichkeit von 5 % (X5) kleiner als 230 d, und mit einer Wahrscheinlichkeit von 5 % (X95) liegen die Werte über 305 d. Die Wahrscheinlichkeit, dass Leistungswerte zwischen 230 und 305 d auftreten, liegt bei 90 %.



0,020 Mean=235,8167

0,018

Mean=235,8167

0,800

0,016 0,013

0,600

0,011 0,009

0,400

0,007 0,004

0,200

0,002 0,000

160

220 5%

204,0509

280 90%

271,3722

Histogramm

340 5%

0,000

160

220 5%

204,0509

280 90%

271,3722

340 5%

Summenkurve


428


Unter Berücksichtigung des Einsatzes von 9 Kranen sind die Wahrscheinlichkeitsverteilung und die Summenkurve für die Dauer der Stahlbetonarbeiten in Abb. 9-12 dargestellt. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % liegt für diesen Fall (9 Krane) die Dauer für die Stahlbetonarbeiten zwischen 204 und 271 d. Dass eine Dauer über 271 d eintritt, liegt bei einer Wahrscheinlichkeit von 5 % (X95), und mit einer Dauer kleiner als 204 d, ist ebenfalls mit einer Wahrscheinlichkeit von 5 % (X5) zu rechnen. Die nach der Ergebnisanalyse für weitere Planungen festgelegte Dauer hat in weiterer Folge großen Einfluss auf z.B. Ressourcendichte, Logistik und den frühesten Beginn der nachfolgenden Arbeiten bzw. Gewerke.

9.2

Zusammenfassung

Zur Berechnung der Leistung – und in weiterer Folge der Dauer der Stahlbetonarbeiten – für die Phase „Bauwerk-Rohbau“ dienen die Kennzahlen Gesamt-Aufwandswert und Schalungsgrad als wesentliche Grundlage. Der Schwierigkeitsgrad des Bauwerks und die damit verbundene Arbeitsintensität haben direkten Einfluss auf die Größenordnung des Gesamt-Aufwandswertes – und in weiterer Folge auf die Leistung und Dauer. Die Gleichungen zur konventionellen Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes, der Leistung und Dauer wurden dargestellt und die Vorgangsweise bei der Berechnung dazu beschrieben. Jeder Rechendurchgang liefert jeweils einen Wert. Zur Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeitsüberlegungen in den Berechnungen wurde die Monte-Carlo-Methode herangezogen. Die Berechnungen wurden mit dem Programm @RISK durchgeführt. Der Vorteil dieser Vorgangsweise liegt in der Ausgabe der Ergebnisse als Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Für den Gesamt-Aufwandswert – und in weitere Folge für die Leistung und Dauer – der Stahlbetonarbeiten wurden die jeweiligen Wahrscheinlichkeitsverteilungen für die Rohbauarbeiten eines Einkaufszentrums dargestellt. Anhand eines Beispiels wurde, neben der konventionellen Berechnung, die Vorgangsweise unter Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeitsüberlegungen gezeigt. Für die Aufwandswerte, Schalungsgrad, Bewehrungsgrad, tägliche Arbeitszeit, Anzahl der Arbeitskräfte je Kran, Betonmenge und Zeit-

9.2 Zusammenfassung

429

puffer wurden, unter Berücksichtigung der beschriebenen Bauwerks- und Baustellenbedingungen, Bandbreiten festgelegt. Den einzelnen Berechnungsgrößen wurde jeweils eine Verteilungsfunktion – im vorliegenden Fall Dreiecksverteilungen – zugewiesen. Nach der Verknüpfung aller Eingangsgrößen wurden 1.000.000 Iterationen durchgeführt. Im Vergleich zur konventionellen Berechnung liegt der Nutzen der Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeitsüberlegungen in der großen Anzahl an Iterationen und in der Darstellung der Ergebnisse als Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Anhand dieser können die Ergebnisanalysen durchgeführt werden. Die Sicherheit und Effizienz in der Projektplanung – und in weiterer Folge der Projektabwicklung – kann damit weiter gesteigert werden. Wie aufgezeigt wurde, hat die Anzahl der Krane eine wesentliche Bedeutung für die Leistung und Dauer der Stahlbetonarbeiten. Die Dauer wurde für 7, 8 und 9 Krane berechnet. In der endgültigen Entscheidung über die Anzahl der Krane sind auch die Kosten zu berücksichtigen (hier nicht dargestellt). Werden die Wahrscheinlichkeitsüberlegungen in die Feinplanung aufgenommen, kommt es auch dort zu Verbesserungen in der Kosten- und Terminplanung.

10

Regelkreis für die Planung und Steuerung des Bauablaufs

Die Projekt- und Bauleitung hat u.a. die Aufgabe, den Planungs- bzw. Produktionsablauf steuernd zu überwachen und bei Abweichungen von den Sollwerten steuernd einzugreifen. Dies entspricht der Funktion eines Reglers bzw. einem Regelkreis. Ein gesteuerter bzw. geregelter Ablauf ist damit nicht mehr zufallsbedingt, da durch die Regelung ein ganz bestimmtes Ziel angestrebt wird.1) Regelkreise können für alle Gebiete des Bauwesens angepasst und in weiterer Folge angewendet werden. Sie dienen als Instrumente zur Lösungsfindung für konkrete Aufgabenstellungen (z.B. Bauablaufplanung, Baustelleneinrichtung) und zur Ergebnisverbesserung. Sie werden im folgenden Kapitel dargestellt und beschrieben. Weiters wird die Anwendung von Regelkreisen im Zusammenhang mit den Stahlbetonarbeiten gezeigt.

10.1

Anwendung bei den Stahlbetonarbeiten2)

Die Bauleistungen sind in der vorgegebenen Zeit, in der entsprechenden Qualität und zu den vereinbarten Preisen zu erbringen. Abweichungen (z.B. in der Qualität, Bauzeit, Quantität) führen zu Konflikten zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer. Es kann dabei bis zu einer Nichtberücksichtigung bei zukünftigen Projekten führen (z.B. durch eine schlechte Bewer1) 2)

vgl. Bauer (1992 u. 1994). Baubetrieb 2. 565 vgl. Hofstadler (2002). Optimierung von Stahlbetonarbeiten über Regelkreise. 73ff

432

10 Regelkreis für die Planung und Steuerung des Bauablaufs

tung der Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit im Sinne der Vergabe nach den Vergabegesetzen etc.). Der Herstellprozess in der Bauwirtschaft unterliegt aufgrund seines instationären „Unikat-Charakters“ und der Produktion im Freien einer Vielzahl von inhärenten und äußeren Störeinflüssen. Äußere Störeinflüsse (wie z.B. Umwelteinflüsse, wie etwa außergewöhnlich lange Regen- oder Kälteperioden) oder Planungsverzug und inhärente Störeinflüsse (z.B. Abstimmung der einzelnen Teilprozesse, unzureichende Arbeitsvorbereitung, Mitarbeiterfluktuation) können, bedingt durch den geänderten Bauablauf und/oder eine geänderte Ressourcennutzung, zu höheren Herstellkosten führen. Störungen sind ständige Wegbegleiter im Bauprozess. Es gilt, Regeln zu formulieren, wie darauf zu reagieren ist und wie sich der Informationsfluss gestalten soll. Idealerweise werden Bauarbeiten (wie z.B. Schalarbeiten, Bewehrungsarbeiten und Betonierarbeiten) als Regelkreise geplant. Eine vernetzte Betrachtung stellt sicher, dass für das jeweilige Projekt das optimale Ergebnis (z.B. Anzahl der Fertigungsabschnitte, bei der sich das Kostenminimum einstellt) erzielt wird. Durch diese Verknüpfung ist weiters die Möglichkeit gegeben, die Sensitivität (z.B. auf Bauablauf, Logistik, Zeit, Kosten) des geplanten Fertigungsablaufs für das Bauwerk, das Geschoss oder den Fertigungsabschnitt im Hinblick auf mögliche Störeinflüsse zu untersuchen. Damit können bereits vor Ausführung der Arbeiten Szenarien für die Behebung von Störungen entwickelt werden.

10.1.1

Regelkreis – Allgemein

Unter einem Regelkreis (siehe Abb. 10-1) versteht Vester3): „Einen in sich geschlossenen Informationskreislauf, der Abweichungen von einem so genannten Sollwert durch Rückkoppelung (Feedback) selbst regelt“. Das Führungsglied (Mensch), das Entscheidungsbefugnisse hinsichtlich der Aufgabenstellung, der Leistungsvorgaben und Korrekturmaßnahmen besitzt, gibt an den Regler Sollwerte vor. Der Regler steuert den Verfahrensablauf und von diesem gehen spezielle Anweisungen an die Regelgröße. Der Sollwert selbst kann veränderlich sein, indem er zum Beispiel die Regelgröße eines anderen Regelkreises ist. Diese Regelgröße wiederum mag der Stellwert eines dritten Regelkreises sein und dieser vielleicht Störgröße eines weiteren. So gibt es in Wirklichkeit nie isolierte, abgeschlossene Re3)

Vester (2000). Die Kunst vernetzt zu denken

10.1 Anwendung bei den Stahlbetonarbeiten

433

gelkreise, sondern immer nur miteinander in Wechselbeziehung stehende offene, dynamische Systeme von mehreren vernetzten Regelkreisen, deren Sollwerte voneinander abhängen.

Abb. 10-1 Regelkreis – Allgemein4)

Zur Erklärung der Funktion eines Regelkreises wird als Beispiel die Wirkungsweise eines Tempomats eines Autos herangezogen. Vom Fahrzeuglenker wird als Führungsgröße die gewünschte Fahrgeschwindigkeit vorgegeben. Die Geschwindigkeit (z.B. 130 km/h) stellt die zu regelnde Größe dar. Über z.B. die Wipptaste am Lenkrad stellt der Fahrzeuglenker die gewünschte Geschwindigkeit im Tempomat (Regler) ein. Der Sollwert (Geschwindigkeit) bildet die Vorgabe für das Stellglied (Vergaser). Vom Stellglied wird die Stellgröße (Steuerung der Benzinzufuhr in die Zylinder des Motors) an die Regelstrecke weitergegeben. In dieser wird die Kraftstoffzufuhr in die Zylinder des Motors erhöht und damit die Motordrehzahl gesteigert. Es erfolgt eine Geschwindigkeitszunahme. Im ersten Umlauf des Regelkreises wird vom Messglied die aktuelle Geschwindigkeit (Messgröße) mit der Sollgeschwindigkeit verglichen. Ist die momentane Geschwindigkeit zu niedrig, wird diese Information (Kontrollgröße) an den Regler weitergeleitet. Der Regler gibt die erforderlichen Korrekturgrößen an das Stellglied weiter. Das Stellglied verändert die Stellgrö4)

vgl. Mahlknecht (1992). Kybernetische Planung und Steuerung von Baukosten

434


ße (Veränderung der Stellung der Drosselklappe). Die Benzinzufuhr in den Motor wird dadurch erhöht und das Fahrzeug weiter beschleunigt. Das Messglied misst in definierten Zeitintervallen die Istgeschwindigkeit und vergleicht sie mit der Vorgabe. Bei einer zu niedrigen Geschwindigkeit wird die Benzinzufuhr weiter erhöht, man spricht in diesem Zusammenhang auch von positiver Rückkoppelung (nach Vester). Die damit erreichte Geschwindigkeitszunahme wird wieder gemessen.5)

10.1.2

Regelkreis – Anwendung bei Stahlbetonarbeiten

Stahlbetonarbeiten stellen ein komplexes System dar, das durch viele verschiedene Einflussgrößen, starke Vernetzung und dynamische Wechselwirkungen gekennzeichnet ist. Die Vernetzung ergibt sich z.B. aus den Stoffeigenschaften (Selbstverdichtender Beton, Massenbeton, saugende/nicht saugende Schalung, Steifigkeit), dem Arbeitsablauf (Anordnungsbeziehungen, Fertigungsablauf, Parallelarbeit, Bauweise, Ausschalfrist, Arbeitsfugen), dem Arbeitsgegenstand (schlanker/massiver Bauteil, fugenloses Bauwerk) den Arbeitsmitteln (z.B. Schalungssystem, Krane) und Vorschriften (z.B. Sicherheitsbestimmungen, Ausschalfrist, Oberflächenqualität, Arbeitszeit). Die Dynamik resultiert z.B. aus einer Planungsänderung, die eine geänderte Schalungskonstruktion, Vorhaltemenge oder einen geänderten Bauablauf zur Folge hat. Die Einflussgrößen kommen in der Ausführungsphase z.B. aus den Bereichen Planung (Planvorlauf, Planungsänderung), Schalung, Bewehrung, Beton, Arbeitskräfte, Arbeitsorganisation und Umwelt. Beeinflusst werden die Schalarbeiten beispielsweise durch Bauteilabmessungen, Frischbetondruck, Bauwerk, Schalhaut, Kraftableitung, Trennmittel, Schalungssystem, Vorbehandlung, Reinigung, Transport, Lagerung, Qualifikation der Arbeitskräfte und Witterung. Das Verstehen dieser Einflussgrößen, Subsysteme und ihrer Wechselwirkungen innerhalb eines Systems, sowie das Aufzeigen ihrer Vernetzungen sind mitentscheidend für die erfolgreiche Umsetzung der gestellten Aufgabe. 5)

vgl. Hofstadler (2003). Qualitätsverbesserung und Konfliktreduktion bei Sichtbeton durch Einführung von vernetzten Regelkreisen, in: Sichtbeton (k)eine Diskrepanz zwischen Wunsch und Realität, 38ff


435

ARBEITSANWEISUNGEN Schalungs- u. Bewehrungspläne 1

Führungsgrössen korrigiert

STEUERGLIED Soll-Qualität, Sollwert Std./m² 3

FÜHRUNGSGLIED Schalungssystem, Fertigungsabschnitte 2

Kontrollgrössen

MESSGLIED Stundenaufwand, Qualität, Materialverbrauch 5

WISSENSSPEICHER Datenbank, Intranet 6 Kontrollgrössen

korrigiert Steuergrössen

REGELSTRECKE Vorbereitung, Einschalen, Ausschalen 4

Messgrössen

STÖREINFLÜSSE EINGABE

AUSGABE

Abb. 10-2 Regelkreis – Anwendung bei Stahlbetonarbeiten (Schalarbeiten)

Für die folgenden Betrachtungen werden die Schalarbeiten für eine Stahlbetondecke als Regelkreis dargestellt (siehe Abb. 10-2). 1. Arbeitsanweisungen Aus dem Vertrag und den Vorschriften leiten sich die Arbeitsanweisungen ab, die als Grundlage für das Führungsglied dienen (Qualität, Güte, Arbeitsfugen, Schalungssystem etc.). 2. Führungsglied Die vom Führungsglied (z.B. Projektleiter, Bauleiter) vorgegebenen Führungsgrößen sollen aufgrund einer optimalen Fertigungsplanung (Anzahl der Fertigungsabschnitte, Fertigungsreihenfolge, effizientes Schalsystem) durch die vernetzte Betrachtung der Regelkreise für die Schalungs-, Bewehrungs- und Betonierarbeiten ermittelt werden.

436


Anhand von kalkulatorischen – oder besser differenzierten (Bewertung und Vergleich technischer, wirtschaftlicher und organisatorischer Aspekte) – Verfahrensvergleichen werden das effizienteste Schalungssystem und die optimale Anzahl an Fertigungsabschnitten ermittelt. Aus diesen Untersuchungen ergeben sich die prognostizierten Kosten je m2 Deckenschalung. Führungsgrößen, die an das Steuerglied weitergeben werden, sind z.B. die Sollstunden je Fertigungsabschnitt, Schalpläne, Takteinteilung, Baustelleneinrichtung, Herstellzeit und die erforderliche Betonoberflächenqualität der Bauteile. Vom Bauleiter einer Baustelle sind die Führungsgrößen aufgrund der speziellen Baustellen- und Bauwerkskenntnisse zu überprüfen und eventuell zu optimieren. 3. Steuerglied Der Bauleiter bzw. der Polier stellen das Steuerglied dar. Vom Steuerglied werden die Führungsgrößen in die Sprache der Baustelle übersetzt und an die Regelstrecke weitergeleitet (Steuergrößen). Die Anweisungen sollten alle Angaben enthalten, welche für die Erfüllung der gestellten Aufgabe notwendig sind (z.B. Schalungs- und Bewehrungspläne). Der Polier auf der Baustelle teilt die Arbeitskräfte für die Regelstrecke ein. 4. Regelstrecke Die Regelstrecke stellt das wichtigste Glied im Regelkreis dar. Hier findet der eigentliche Produktionsprozess (z.B. Grundmontage, Umsetzen, Einschalen, Bewehren, Betonieren, Ausschalen [Ausschalfrist beachten], Reinigen, Umsetzen …) statt. In der Regelstrecke werden die Anweisungen (Technologiewissen, Schalungsplan, Montageanleitung) mit Arbeitsmitteln (Schalung, Rüstung, Kran) und Arbeitskräften (Facharbeiter, Hilfsarbeiter) im Rahmen der vorherrschenden Umwelt- und Umfeldbedingungen umgesetzt. Die Lage der Stahlbetondecke wird eingemessen und der Fertigungsabschnitt eingeschalt und für die Bewehrungs- und Betonierarbeiten vorbereitet. Aus der Bemessung bzw. aus dem Schalungsplan ergibt sich die Anordnung und Austeilung der Schalungsstützen, Schalungsträger und Schaltafeln (z.B. bei Verwendung einer Trägerschalung). Das Bearbeitungsergebnis der Regelstrecke soll den Führungsgrößen entsprechen. Die Istwerte werden vom Messglied erfasst. Abweichungen werden aufgezeigt. Die Abweichungen in der Zielerreichung werden durch Störeinflüsse hervorgerufen und sind inhärent oder extern.


437

Störeinflüsse haben ihren Ursprung in: • der Arbeitskraft (z.B. Ausbildung, Motivation, Verfügbarkeit) • der Arbeitsanweisung (z.B. Planung, Arbeitsvorbereitung, Arbeitsanweisung auf der Baustelle, Kommunikation) • dem Arbeitsgegenstand (z.B. Be- bzw. Verarbeitbarkeit, Transportierbarkeit, Lagerfähigkeit, Festigkeitsentwicklung, Steifigkeit, Betonrezept) • dem Arbeitsmittel (z.B. Werkzeuge, Geräte und Maschinen) • der Umwelt (z.B. Klima, Baugrund, Umfeld usw.) Durch die, in den Regelkreisen geplanten Mechanismen ist auf die Störeinflüsse zu reagieren. Wenn z.B. die Soll-Stundenvorgabe für das Einschalen der Stahlbetondecke nicht erreicht wird (größerer Stundenaufwand als geplant) sind Störungen aufgetreten bzw. wurden falsche Führungsgrößen (z.B. nicht erreichter Einarbeitungseffekt, Einteilung der Fertigungsabschnitte, Anzahl der Krane) bzw. Steuergrößen (z.B. Verhältnis Hilfsarbeiter zu Facharbeiter, unzureichender Detaillierungsgrad in der Schalungsvorbereitung usw.) vorgegeben. Mögliche Gründe (exemplarische Aufzählung): • qualitative Zusammensetzung der Mannschaft – z.B. Verhältnis Hilfsarbeiter zu Facharbeiter • quantitative Zusammensetzung der Mannschaft – z.B. zu wenige Arbeitskräfte oder zu viele Arbeitskräfte für den zur Verfügung stehenden Arbeitsraum (gegenseitige Behinderung) • komplizierte Grundriss- und Aufrissgestaltung- z.B. in der Arbeitsvorbereitung übersehen oder falsch bewertet • Vorleistungen nicht rechtzeitig erbracht – z.B. vertikale Tragglieder nicht rechtzeitig fertig oder Einbauleistung für die Bewehrung zu gering • Witterungsverhältnisse – z.B. geringere Arbeitsleistung bei kalter Witterung oder länger anhaltender Regenperiode • mangelnde Arbeitsvorbereitung – z.B. zu geringe Krankapazität, unzureichende Schalungsplanung, fehlerhafte Planung des Fertigungsablaufs • zu geringe Vorhaltemenge an Schalung auf der Baustelle – z.B. Fehler in der Arbeitsvorbereitung, Abweichungen zu den geplanten Aufwandswerten • verzögerte Planlieferungen bzw. mangelhafte Pläne etc. – z.B. gestörte Planungskoordination

438


Sind die Gründe gefunden, können im Rahmen der jeweiligen Entscheidungskompetenz die geeigneten Gegenmaßnahmen (z.B. kapazitive oder intensitätsmäßige Anpassungen, Wechsel des Schalungssystems, Änderungen in der Zusammensetzung der Arbeitsmannschaften) gesetzt werden. Bei rascher Reaktion zeigen die Maßnahmen idealerweise bereits im darauf folgenden Fertigungsabschnitt ihre Wirkung. Die angeführten Störeinflüsse treten meist in Kombination auf, was die Erkennung derselben und das Setzen von Korrekturmaßnahmen erschwert. 5. Messglied Das Messglied (z.B. Techniker) überprüft laufend (idealerweise), inwieweit die qualitativen und quantitativen Sollvorgaben mit den Istwerten übereinstimmen. Wichtig sind die vorherige Festlegung der Messgrößen, Messmethoden und die Art des Informationsflusses. Gemessen werden z.B. der Stundenaufwand für verschiedene Teilleistungen, Gerätekosten, Menge, Qualität (Farbgleichheit, Porosität und Struktur der Betonoberfläche, Ebenheit) und Kosten der zu erbringenden Leistung. Die Messintervalle sind so zu wählen, dass Abweichungen bzw. Störeinflüsse frühzeitig erkannt werden, damit im System die entsprechenden Korrekturmaßnahmen gesetzt werden können. Bei Unterteilung von Stahlbetondecken in Fertigungsabschnitte werden z.B. die verbrauchten Lohnstunden, die Herstellzeit und die Qualität für den jeweiligen Abschnitt gemessen. Auf Abweichungen kann damit bereits im nächsten Fertigungsabschnitt reagiert werden (z.B. Forcierungsmaßnahmen, Wechsel der Schalhaut). Teilweise erfassen Baufirmen Istwerte erst im Nachhinein, wenn z.B. die gesamte Leistung bereits erbracht wurde. Der große Nachteil bei dieser Vorgehensweise besteht darin, dass auf den speziellen Regelkreis nicht mehr eingegangen werden kann. Störungen können nicht rechtzeitig behoben werden. Der einzige Vorteil besteht darin, die „teuer“ gemachten Erfahrungen für zukünftige Projekte (Regelkreise) zu nutzen. 6. Wissensspeicher Der Wissensspeicher speichert die Erkenntnisse und Ergebnisse aus aktuellen Regelkreisen bzw. aus bereits abgeschlossenen Projekten. Solange diese Speicherfunktion nur von einzelnen Menschen wahrgenommen wird, bleibt dieses Wissen isoliert und kann mit vorhandenem Wissen nur beschränkt kommunizieren und sich zu Neuem verknüpfen. Entscheidend ist, wie Wissensmanagement im System (z.B. Baufirma, Architekturbüro, Zivilinge-

10.2 Zusammenfassung

439

nieur, Schalungsfirma, Betonhersteller etc.) bzw. zwischen den Systemen betrieben wird. Das aufgenommene Wissen soll, soweit erforderlich, allen Beteiligten entsprechend zugänglich sein (z.B. Internet, Intranet, Wissensdatenbank, Richtlinien).

10.2

Zusammenfassung

Durch Einführung von Regelkreissystemen wird der Produktionsprozess verbessert. Bei der Herstellung von z.B. Sichtbeton sind aufgrund der Installation von Regelkreisen (nur wenn sie auch aktiv bearbeitet werden) keine oder nur wenige kostenintensiven Nacharbeiten mehr erforderlich bzw. Aufzahlungspositionen für Erschwernisse (z.B. für die Herstellung von Sichtbeton) werden nicht gestrichen. Werden in der Arbeitsvorbereitung Optimierungen unter der Anwendung von Regelkreisen durchgeführt, führt dies zu beträchtlichen Einsparungen. Hoffmann gibt für Schalarbeiten ein Einsparungspotential – bei „qualifizierter Arbeitsvorbereitung“ – von mindestens 0,1 Std./m2 an. Regelkreise funktionieren dann optimal, wenn sie auf Störeinflüsse automatisch reagieren, um den Störungen entgegenzuwirken (Messen-Störung-Ursachenermittlung-Lösungsansätze-Gegensteuerung-Trend-Messen). Den Abweichungen werden im Rahmen der Entscheidungskompetenz (Definition der Selbstorganisationsgrenzen) die notwendigen Korrekturmaßnahmen entgegengesetzt. Selbstregulierende Kreisläufe verkürzen die Reaktionszeit auf die Störeinflüsse. Die beteiligten Menschen werden ständig motiviert, Abweichungen zu erkennen und Korrekturmaßnahmen zu überlegen. Um den Nachteilen der Vergangenheitsbezogenheit und der Trägheit (bedingt durch die Zeit zwischen dem Erkennen der Abweichung bis zur Wirkung der Korrekturmaßnahmen) der Regelkreise zu begegnen, wäre es ideal wenn Störungen schon im Ansatz erkannt und entsprechende Gegensteuerungsmaßnahmen gesetzt werden. Die Einführung solcher Regelkreissysteme wirkt sich nachhaltig positiv auf die Entwicklung eines Teams, in weiterer Folge auf die Abteilung und letztendlich auf das ganze Unternehmen und somit auf das erzeugte Produkt und die erbrachte Dienstleistung aus.

440


Wird dabei das „gesammelte“ Wissen systematisch erfasst, steigt das „Know-Who“ und „Know-Why“ im System. Informationen werden rasch und zielsicher abrufbar. Die Qualität im System nimmt in der Folge ständig zu (am Anfang stärker) und der Einfluss von Mitarbeiterfluktuationen auf die Kontinuität der Leistungen wird geringer.

II

Literaturverzeichnis

Das Literaturverzeichnis ist in Bücher, Fachbeiträge, Diplomarbeiten, Dissertationen, Normen, Internet, Studienunterlagen, Vorträge und Sonstige unterteilt.

II.1

Bücher

Bauer, Hermann (1992). Baubetrieb 1. Einführung, Rahmenbedingungen, Bauverfahren. Berlin Heidelberg: Springer Verlag Bauer, Hermann (1992 u. 1994). Baubetrieb 2. Bauablauf, Kosten, Störungen. 2. Auflage, Berlin Heidelberg: Springer Verlag Bayer, Edwin/Kampen, Rolf (1997). Beton-Praxis, Ein Leitfaden für die Baustelle. 7. Auflage, Beton-Verlag GmbH Brandenberger, J./Ruosch, E. (1974). Projekt-Management im Bauwesen. Dietiko: Bauverlag Zürich Brockhaus – Die Enzyklopädie (1996). 24. Auflage, Leipzig und Mannheim: Brockhaus Brüssel, Wolfgang (1995). Baubetrieb von A bis Z. Düsseldorf: Werner Verlag GmbH Clausewitz, Carl (1832). Vom Kriege. Berlin: Dümmlers Verlag

442

II Literaturverzeichnis

Drees, Gerhard/Krauß, Siri (2002). Baumaschinen und Bauverfahren, Einsatzgebiete und Einsatzplanung. 3. Auflage, Renningen: expert-Verlag Drees, Gerhard/Kurz, Theodor (1979). Aufwandstafeln von Lohn- und Gerätestunden im Ingenieurbau zur Kalkulation angemessener Baupreise. Wiesbaden und Berlin: Bauverlag Drees, Gerhard/Spranz, Dieter (1976). Handbuch der Arbeitsvorbereitung in Bauunternehmen. Wiesbaden und Berlin: Bauverlag GmbH Irsigler, Peter (1988). Baulexikon. Wien: Verlag Irsigler Fiedler, Kurt und Autoren (1991). Grundlagen der Technologie im Baubetriebswesen. Berlin: Verlag für Bauwesen GmbH Fleischmann, Hans Dieter (1999). Angebotskalkulation mit Richtwerten. 3. Auflage, Düsseldorf: Werner Verlag Gareis, Roland/Halpin, W. Daniel (1976). Planung und Kontrolle von Bauproduktionsprozessen. Berlin (u.a.): Springer Verlag Girmscheid, Gerhard (2002). Leistungsermittlungshandbuch für Baumaschinen und Bauprozesse. Zürich: vdf, Hochsch.-Verl. an der ETH Haeberlen, Kurt/Kress, Fritz (1959). Schalungen im Betonbau. Ravensburg: Otto Maier Verlag Halpin, Daniel W./Woodhead, Ronald W. (1998). Construction management. 2. Edition, New York (u.a.): Wiley Hoffmann, Friedrich H. (1973). Arbeitsplanung im Betonbau. Wiesbaden und Berlin: Bauverlag GmbH Hoffmann, Friedrich H. (1980). Schalungstechnik mit System. Wiesbaden: Bauverlag Hoffmann, Friedrich H. (1997). Aufwand und Kosten zeitgemäßer Schalverfahren. Neu-Isenburg: Zeittechnik-Verlag Hoffmann, F. H./Fricke, J. G./Franz, V./Motzko, C. (Hrsg.) (2004). 14. Kasseler Baubetriebsseminar Schalungstechnik. Kassel: Eigenverlag Hoffmann, Manfred (Hrsg.) (2004). Zahlentafeln für den Baubetrieb. Stuttgart - Leipzig - Wiesbaden: Teubner


443

Huber, Gernot/Leitner, Wolfgang/Mauerhofer, Gottfried (2005). Handbuch der Ablaufplanung. Norderstedt: Books on Demand GmbH Jurecka, Walter (1975). Kosten und Leistungen von Baumaschinen. Wien (u.a.): Springer Kochendörfer, Bernd (1978). Bauzeit und Baukosten von Hochbauten. Wiesbaden und Berlin. Bauverlag GmbH Kochendörfer, Bernd/Viering, Markus G./Liebchen, Jens H. (2004). BauProjekt-Management. 2. Auflage, Wiesbaden: B. G. Teubner Verlag Kühn, Günter (1991). Handbuch Baubetrieb: Organisation - Betrieb - Maschinen. Düsseldorf: VDI-Verlag Künstner, Gerhard (1984). REFA in der Baupraxis: Teil 2 Datenermittlung. Frankfurt am Main: ztv-Verlag Künstner, Gerhard (1984). REFA in der Baupraxis: Teil 3 Arbeitsgestaltung. Frankfurt am Main: ztv-Verlag Maidl, B.& Günther F./Droste, H. (1979). Industrialisierung der Schalungstechnik. Ruhr-Universität Bochum: Institut für Konstruktiven Ingenieurbau Motzko, Christoph (Hrsg.) (2003). Festschrift anläßlich des 65. Geburtstages von Univ.-Prof.Dr.-Ing. Eberhard Schubert. Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH Nöstlthaller, Reinhild/Hofstadler, Christian/Lechner, Hans (Hrsg.) (2004). Baubetrieb und Bauwirtschaft – Festschrift Prof. Gert Stadler. Graz: Verlag der Technischen Universität Graz Oberndorfer, Wolfgang J./Jodl, Hans Georg/et al. (2001). Handwörterbuch der Bauwirtschaft. 2. Auflage, Wien: Österreichisches Normungsinstitut Peter, Norbert (2001). Lexikon der Bautechnik. Heidelberg: Müller Verlag Petzschmann, Eberhard (Hrsg.) (2000). Handbuch für Bauingenieure, Bauverfahrenstechnik und Baumaschineneinsatz. Brandenburgische Technische Universität Cottbus: Lehrstuhlbericht Baubetrieb und Bauwirtschaft, 5. Jahrgang, Heft 6 Pfarr, Karlheinz (1984). Grundlagen der Bauwirtschaft. Essen: Deutscher Consulting-Verlag

444


Plümecke, Karl (2004). Preisermittlung für Bauarbeiten. Köln: Müller Raaber, Norbert (2003). Beitrag zu Ausschreibung und Vergabe von Bauleistungen. Graz: Verlag der Technischen Universität Graz Rösel, Wilhelm (1992). Baumanagement. 2. Auflage, Berlin (u.a.): SpringerVerlag Schmidt, Heinrich Theodor (1970). Grundsätze baubetrieblicher Verfahrenswahl dargestellt an Transportverfahren auf Großbaustellen. Wiesbaden und Berlin: Bauverlag GmbH Scheuch, Fritz (Hrsg.) (1990). Allgemeine Betriebswirtschaftslehre. Wien: Service-Fachverlag Schub, A./Meyran G. (Hrsg.) (1982). Praxis-Kompendium Baubetrieb, Band 1. Wiesbaden u. Berlin: Bauverlag Seeling, Reinhard (1995). Unternehmensplanung im Baubetrieb. Stuttgart: Teubner Simons, Klaus/Kolbe, Peter (1987). Verfahrenstechnik im Ortbetonbau. Schalen, Bewehren, Betonieren. Stuttgart: Teubner Sommer, Hans (1998). Projektmanagement im Hochbau: Eine praxisnahe Einführung in die Grundlagen. 2.Auflage. Berlin (u.a.): Springer-Verlag Stadler, Gert/Lechner, Hans (2004). Risikomanagement in der Bauwirtschaft. Graz: Verlag der Technischen Universität Graz Stevenson, William J. (2002). Operations Management. Seventh Edition, New York: McGraw-Hill Toffel, Rolf F. (1994). Kosten und Leistungsrechnung in Bauunternehmungen. 2. Auflage. Stuttgart: Teubner Toussaint, Erwin (1984). Praktische Baustelleneinrichtung. Erfahrungen und Methoden auf Großbaustellen. Berlin: Ernst Weber, Jürgen/Baumgarten, Helmut (1999). Handbuch Logistik. Stuttgart: Schäffer-Poeschl


II.2

445

Fachbeiträge

Bauer, Hermann (1965). Prinzip und Möglichkeit der Fließfertigung in der maschinellen Bauproduktion. Baumaschine und Bautechnik, 1 Bauer, Hermann (1965). Prinzip und Möglichkeit der Fließfertigung in der maschinellen Bauproduktion. Baumaschine und Bautechnik, 2 Bauer, Hermann (1965). Prinzip und Möglichkeit der Fließfertigung in der maschinellen Bauproduktion. Baumaschine und Bautechnik, 3 Blecken, Udo (1971). Der Hochbaukran – Kapazitätsproblem mit Warteschlangenaspekt. Die Bauwirtschaft, Sonderbeilage. 7-8, 1553ff Blecken, Udo (1984). Optimierung der Baustelleneinrichtung. BMT, 3, 111ff Blecken, Udo (1979). Kostenoptimierung von Deckentragsystemen im Stahlbetonbau. Bauwirtschaft. 50, 2214ff Blecken, Udo/Misch, Volker (1980). Verfahrensoptimierung im Stahlbetonbau. BMT, 9, 609ff Blecken, Udo (1994). Optimierung der Baustelleneinrichtung. Standortoptimierung der Baustelleneinrichtungselemente bei Hoch- und Ingenieurbaustellen. BMT, 3, 111 Blecken, Udo/König, Heinz (1984). Bauzeit und Baukosten im Stahlbetonbau: Optimierung der Bauzeit, der Baukosten und der Fertigungsserie. BMT, 2, 58ff Boenert, Lothar/Blömeke, Michael (2003). Logistikkonzepte im Schlüsselfertigbau zur Erhöhung der Kostenführerschaft. Bauingenieur, 78, 277ff Gaede, Winfrid/Toffel, Rolf F. (1985). Zur Dynamik der Baupreise. Bauwirtschaft. 12, 390ff Grote, Heinz (1992). Perspektiven der Management-Kybernetik im Bauwesen. Bauwirtschaft. 7, 39f Gehbauer, Fritz (1992). Baubetrieb 2000 – in Forschung, Lehre und Beratung. BMT, 4, 236ff

446


Hoffmann, Friedrich H. (1985). Zeitgemäßer Schalungsbau. bd-baumaschinendienst, 10. Bad Wörishofen: Krafthand Verlag Hofstadler, Christian (2000). Bauverfahren optimieren, Unterteilung von Stahlbetondecken in Fertigungsabschnitte. BW Bauwirtschaft, 12, 48ff Hofstadler, Christian (2001). Lohnende Optimierung. Herstellungsprozess von Stahlbetondecken bei Fließfertigung. BW Bauwirtschaft, 6, 48ff Hofstadler, Christian (2002). Optimierung von Stahlbetonarbeiten über Regelkreise. Baumarkt + Bauwirtschaft, 11, 73ff Hofstadler, Christian (2003). Qualitätsverbesserung und Konfliktreduktion bei Sichtbeton durch Einführung von vernetzten Regelkreisen. In: H. Lechner & G. Stadler (Hrsg.), Baubetriebs- und Bauwirtschaftssymposium. Sichtbeton – (K)eine Diskrepanz zwischen Wunsch und Realität (35ff). Graz: Verlag der TU Graz Hofstadler, Christian (2003). Schalungsgrad: Die wichtige Kennzahl für Schalungsintensität. Tl.1: Betrachtung von vertikalen Bauteilen wie Stützen und Wände. Baumarkt + Bauwirtschaft, 9, 54ff Hofstadler, Christian (2003). Schalungsgrad: Die wichtige Kennzahl für Schalungsintensität. Tl.2: Betrachtung von horizontalen Bauteilen wie Decken und Fundamente. Baumarkt + Bauwirtschaft, 11, 62ff Hofstadler, Christian (2003). Der Anteil der Schalarbeiten an den Kosten für die Stahlbetonarbeiten in Österreich. Österreichische Bauzeitung, 12, 19ff Hofstadler, Christian (2003). Unterteilung von Fundamentplatten (Bodenplatten) in Fertigungsabschnitte. Einsparungsmöglichkeiten bei effizienter Anordnung der Arbeitsfugen. Teil 1: Anordnungstypen und Berechnungsformeln, Teil 2: Auswahldiagramm zu den in Teil 1 gezeigten Auswahltypen. Österreichische Bauzeitung, 20, 18ff Hofstadler, Christian (2003). Unterteilung von Fundamentplatten (Bodenplatten) in Fertigungsabschnitte. Einsparungsmöglichkeiten bei effizienter Anordnung der Arbeitsfugen. Teil 3: Beispiel zur effizienten Anordnung der Arbeitsfugen. Österreichische Bauzeitung, 21, 19ff Hofstadler, Christian (2003). Einsparpotenzial bei Stahlbetonarbeiten. Baumarkt + Bauwirtschaft. 6, 52ff


447

Hofstadler, Christian (2004). Grobterminplanung - Zur Berechnung der wahrscheinlichsten Dauer der Stahlbetonarbeiten. In: H. Lechner & G. Stadler (Hrsg.), Baubetriebs- und Bauwirtschaftssymposium. Risikomanagement in der Bauwirtschaft (131ff). Graz: Verlag der Technischen Universität Graz Hofstadler, Christian (2004). Bauablaufplanung - Interaktionsdiagramm zur Leistungsermittlung von Schalarbeiten für die Stahlbetonarbeiten. Baumarkt + Bauwirtschaft. 2, 52ff Hofstadler, Christian (2004). Anwendung des Interaktionsdiagramms IDS im Baubetrieb für Schalarbeiten. Österreichische Bauzeitung, 8, 19ff Hofstadler, Christian (2004). Auf den Schalungsgrad kommt es an! Der Schalungsgrad - Bedeutung und Berechnung für das Bauwerk und die einzelnen Bauteile. Österreichische Bauzeitung, 14, 33ff Hofstadler, Christian (2004). Zur Berücksichtigung der Einarbeitung in der Leistung für Schalarbeiten. Bautechnik, 6, 489ff Hofstadler, Christian (2005). Bauablaufplanung - Interaktionsdiagramm für Bewehrungsarbeiten. Baumarkt + Bauwirtschaft. 1, 54ff Hofstadler, Christian. (2005). Anwendung von Interaktionsdiagrammen im Baubetrieb - Leistungsabstimmung bei Stahlbetonarbeiten. In: 16. Treffen der Universitätsassistenten für Bauwirtschaft, Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik (98ff). Dortmund: Universität Stuttgart, Institut für Baubetriebslehre Hofstadler, Christian (2005). Schwierigkeitsgrad von Schalarbeiten – Darstellung der Auswirkungen im IAD. Österreichische Bauzeitung, 14, 33ff Hruschka, Hans (1969). Richtwerte für Betriebsplanung der Rohbauarbeiten im Hochbau. Die Bauwirtschaft, 12. Wiesbaden: Bauverlag GmbH Hruschka, Hans (1969). Richtwerte für Betriebsplanung der Rohbauarbeiten im Hochbau. Die Bauwirtschaft, 16. Wiesbaden: Bauverlag GmbH Hruschka, Hans (1969). Richtwerte für Betriebsplanung der Rohbauarbeiten im Hochbau. Die Bauwirtschaft, 20. Wiesbaden: Bauverlag GmbH Jodl, Hans Georg (2003). Potenziale im Baubetrieb. Österreichische Bauzeitung. 42, 19f

448


Körner, H (1982). Beitrag zum Problem der Einarbeitung. Bauingenieur, 57, 225ff Lennerts, Kunibert (1992). Expertensystem zur Optimierung der Baustelleneinrichtung. BMT, 6, 387ff Seeling (1978). Auswahl und Kombination der Hauptfördermittel auf Betonbaustellen. Bauwirtschaft, 44, 1730ff Specht, Manfred (1981). Der Frischbetondruck nach DIN 18218 – die Grundlagen und wichtigsten Festlegungen. Die Bautechnik, 8, 253ff Spranz, Dieter (1976). Kriterien bei der Auswahl von Turmdrehkranen. Baumaschine + Bautechnik, 3, 116ff

II.3

Diplomarbeiten

Aigner, Markus (2003). Aufwandswerte für Stahlbetonarbeiten – Ein kritischer Vergleich von Literaturangaben. Technische Universität Graz: Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft Blömeke, Michael (2001). Die Baustellenlogistik als neues Dienstleistungsfeld im Schlüsselfertigbau. Universität Dortmund: Fakultät für Bauwesen, Lehrstuhl Baubetrieb Reichl, Roland (2003). Studie zum Einarbeitungseffekt im Bauwesen – Am Beispiel der Herstellung von Stahlbeton. Technische Universität Graz: Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft Schöfer, Erich (1997). Leistungsermittlung von Maschinen und Geräten im Baubetrieb, Hauptgruppen 1 - 3 nach ÖBGL 1996. Technische Universität Graz: Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft

II.4

Dissertationen

Blecken, Udo (1975). Planung und Lenkung des instationären Baubetriebs. Technische Universität Berlin: Fachbereich für Bauplanung und -fertigung Hofstadler, Christian (1999). Zur exakten Ermittlung der Vorhaltemenge von Schalung und Rüstung für die Herstellung von Stahlbetondecken und


449

die Auswirkungen des Frühausschalens auf Bauzeit und Baukosten. Technische Universität Graz Hruschka, Johann (1969). Die Anwendung des Normproduktes in der Baubetriebsplanung, erläutert am Beispiel der Rohbauarbeiten im Hochbau. Technische Universität München Krampert, Lothar (1986). Der Einfluss von Arbeitseinsatz und Arbeitstakt auf die Kosten von Hochbauten in Ortbeton. Technische Hochschule Darmstadt: Fachbereich Konstruktiver Ingenieurbau Lang, Andreas (1988). Ein Verfahren zur Bewertung von Bauablaufstörungen und zur Projektsteuerung. Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH Lieb, Rupert H.G. (1997). Wirtschaftliche Aspekte und Konsequenzen der Forcierung oder Verzögerung von Bauvorhaben. Zürich: vdf Meyran, Gabriel (1972). Optimierungsfragen der Baustelleneinrichtung. Technische Universität München: Fakultät für Bauwesen Motzko, Christoph (1990). Ein Verfahren zur ganzheitlichen Erfassung und rechnergestützten Einsatzplanung moderner Schalungssysteme. Düsseldorf: VDI-Verlag GmbH Müller, Heinrich (1972). Rationalisierung des Stahlbetonhochbaus durch neue Schalverfahren und deren Optimierung beim Entwurf. Universität Karlsruhe: Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen Winter, Hermann-Josef (1966). Die lohnintensive Auftragsfertigung in der Bauindustrie. Technische Hochschule Aachen: Fakultät für Bauwesen

II.5

Normen

Österreichisches Normungsinstitut (1995). ÖNORM B 1801-1 Kosten im Hoch- und Tiefbau Kostengliederung. Wien: Österreichisches Normungsinstitut Deutsches Institut für Normung (1980). DIN 18218 Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen

450

II.6


Internet

Britannica (2004). www: http://www.britannica.com FOCUS-Lexikon (2005). www: http://medialine.focus.de/PM1D/PM1DB/PM1DBF/pm1dbf.htm?snr=3905 Projekt Magazin (2005). Projektstrukturierung. www: http://www.projektmagazin.de/glossar/gl-0656.html (05-01-12) Wissen.de (2004). www: http://www.wissen.de/

II.7

Skripten und Studienunterlagen

Stadler, Gert (2004). Grundlagen der Bauverfahren. Vorlesung. Technische Universität Graz: Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft Stadler, Gert (2004). Allgemeine Baubetriebslehre. Vorlesung. Technische Universität Graz: Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft Stadler, Gert (2004). Allgemeine Baubetriebslehre Ergänzung. Vorlesung. Technische Universität Graz: Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft Ziems, Dietrich (2003). Technische Logistik. Universität Magdeburg: Institut für Förder- und Baumaschinentechnik, Stahlbau, Logistik

II.8

Vorträge

Hofstadler, Christian. (2003). Abwicklung von Bauprojekten Teil 1: Arbeitsvorbereitung – Ablaufplanung und Optimierung. In: Projektmanagement in der Bauwirtschaft. Übelbach: Bauakademie, 25.01.2003 Hofstadler, Christian. (2003). Planung des Fertigungsablaufs und Optimierung der Herstellung von Stahlbetondecken bei Fließfertigung. In: 14. Treffen der Universitätsassistenten für Bauwirtschaft, Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik. Cottbus: Technische Universität Cottbus, Lehrstuhl für Baubetrieb und Bauwirtschaft, 07.05.2003


451

Hofstadler, Christian. (2005). Anwendung von Interaktionsdiagrammen im Baubetrieb – Leistungsabstimmung bei Stahlbetonarbeiten. In: 16. Treffen der Universitätsassistenten für Bauwirtschaft, Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik. Dortmund: Universität Dortmund, Institut für Baubetriebslehre, 9.03.2005

II.9

Sonstige

Zentralverband des Deutschen Baugewerbes e.V., u.a. (1982). ARH Arbeitszeit-Richtwerte Tabellen Schalarbeiten. Neu-Isenburg: ZeittechnikVerlag GmbH

III

Begriffe

III.1

Bauablauf

Bauablauf: Aufeinanderfolge von Bauvorgängen unter Beachtung der technologischen und kapazitiven Abhängigkeiten.1)

III.2

Bauablaufplanung

Bauablaufplanung: Zeitplanung für den Ablauf von Bauvorgängen. Damit verbunden ist die Kapazitätsplanung (vgl. Kapazität). Das Ziel der Bauablaufplanung ist die Ermittlung und Darstellung der zeitlichen Abfolge der Arbeitsvorgänge, das Feststellen von logischen Abhängigkeiten der Arbeitsvorgänge, das Feststellen der gesamten Bauzeit und die Optimierung des Ablaufs hinsichtlich Zeit und/oder Einsatzmittel.2)

III.3

Bauzeitplanung

Bauzeitenplan ist ein vom Architekten, meist in Form eines Balkendiagrammes, erstellter Plan, welcher den zeitlichen Ablauf der auszuführenden Arbeiten regelt (5).3) 1) 2)

Oberndorfer/Jodl (2001). Handwörterbuch der Bauwirtschaft. 28 Oberndorfer/Jodl (2001). Handwörterbuch der Bauwirtschaft. 28

454

III Begriffe

III.4

Baubetrieb

• Baubetrieb Baubetrieb: Umfassender Begriff im Rahmen der Erstellung von Bauleistungen: 1. Planmäßige Zusammenführung der Produktionsfaktoren (menschliche Arbeitsleistung, Betriebsmittel, Werkstoffe) durch dispositive Tätigkeit (Führung, Planung, Organisation, Überwachung) zur Errichtung von Bauwerken und zugeordneten Dienstleistungen. Der Baubetrieb umfaßt die Baudurchführung in ihrer Gesamtheit von der planerischen Vorstellung bis zur Realisierung des Bauwerks. 2. Örtliche, technisch und organisatorisch selbständige Einheit. Als Baubetrieb werden sowohl Baustellen als auch Bauunternehmen bezeichnet. 3. Bezeichnung für Lehre (Baubetriebslehre) und Forschung von der Abwicklung von Bauvorhaben, gegebenenfalls je nach Hochschulstandort in die Zweige Baubetrieb mit besonderer Betonung der Technologie, der Baudurchführung und der innerbetrieblichen Wirtschaftlichkeit sowie Bauwirtschaft mit besonderer Betonung der öffentlichen Beschaffung, der Baukalkulation und des Bauvertrags geteilt.4) • Baubetrieb Baubetrieb ist die Bezeichnung für die jeweiligen Teilprozesse des Bauens von der Vergabe der Bauleistung über Arbeitsvorbereitung und Arbeitsverfahren bis zur Abrechnung.5)

III.5

Erstarrungszeit

Erstarrungszeit ist der Zeitunterschied zwischen dem Zeitpunkt des Mischens des Frischbetons und dem Zeitpunkt, zu dem der Beton durch Hydratation des Zementes soweit versteift ist, dass der waagrechte Druck gegen eine Schalungsfläche bei zusätzlicher lotrechter Belastung des Betons nicht mehr zunimmt. Sie wird mit t bezeichnet und in Stunden angegeben.6) 3) 4) 5) 6)

Peter (2001). Lexikon der Bautechnik. 35 Oberndorfer/Jodl (2001). Handwörterbuch der Bauwirtschaft. 32 Peter (2001). Lexikon der Bautechnik. 28 DIN (1980). Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen

III Begriffe

III.6

455

Frischbetondruck

Frischbetondruck ist der vom Frischbeton auf die Flächeneinheit der dem Beton zugewandten Oberfläche der Schalung ausgeübte Horizontaldruck. Er wird mit pb bezeichnet und in kN/m2 angegeben.7)

III.7

Kennzahl

Kennzahl, 1) Betriebswirtschaftslehre: Kennziffer, betriebliche Kennziffer, eine zusammenfassende und leicht überschaubare Zahlenangabe über wichtige betriebliche Tatbestände, die für einen innerbetrieblichen oder zwischenbetrieblichen Vergleich oder Soll-Ist-Vergleich zum Zwecke der Kontrolle oder Planung ermittelt wird.8)

III.8

Logistik

III.8.1

Militärisch

Nachschubwesen9) • Logistik Planung, Bereitstellung und Einsatz der für die Versorgung der Streitkräfte notwendigen Mittel und Dienstleistungen. • Logistik Die materielle Versorgung der Truppe mit Waffen, Munition, Betriebsstoffe, Fahrzeugen, Gerät, Verpflegung und Bekleidung sowie deren Pflege und Instandsetzung; außerdem das Transport- und Verkehrswesen der Streitkräfte.

7) 8) 9)

DIN (1980). Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen Brockhaus (1996) Duden

456

III Begriffe

III.8.2

Wirtschaftlich

• Logistics In business, the organized movement of materials and sometimes people. The term was first associated with the military but gradually spread to cover business activities. Logistics implies that a number of separate activities are coordinated. In 1991 the Council of Logistics Management, a trade organization based in the United States, defined logistics as: „the process of planning, implementing, and controlling the efficient, effective flow and storage of goods, services, and related information from point of origin to point of consumption for the purpose of conforming to customer requirements.“ The last few words limit the definition to business enterprises. Logistics also can be thought of as transportation after taking into account all the related activities that are considered in making decisions about moving materials10). • Logistik Betriebswirtschaftslehre: Bezeichnung für alle inner- und zwischenbetrieblichen Transport- und Verkehrs-, Lager- und Warte- sowie Umschlags- und Kommissioniervorgänge. Logistische Systeme sind Flusssysteme, die die Produktionsstätten und die konsumtiven Verbrauchsorte eines Wirtschaftssystems miteinander verknüpfen und einen störungsfreien Informations-, Material-, Energie- und Produktfluss gewährleisten. Die Verbesserung der Logistik führt zur Einsparung von Ressourcen und zur Kostenoptimierung. Die Bedeutung der Logistik nimmt wegen der wachsenden Komplexität der Güterstromnetze (stärkere räumliche und zeitliche Differenzierung, Variantenvielfalt der Güter) zu.11) • Logistik Bezeichnung für Material- und Informationsprozesse, die der Optimierung der Raumüberwindung und Zeitüberbrückung sowie der Minimierung der Lagerhaltung dienen. Logistikcenter verknüpfen die Produktionsstätten mit den Verbrauchsorten eines Wirtschaftssystems und sollen einen besseren Informations- und Materialfluß gewährleisten.12) • Logistik Unter Logistik versteht man den kundenorientierten Prozess der integrierten Planung, Steuerung und Kontrolle unternehmensweiter bzw. unterneh10)

Britannica (2004). http://www.britannica.com Brockhaus (1996) 12) Wissen.de (2004). http://www.wissen.de/ 11)

III Begriffe

457

mensübergreifender Güter- und Warenflüsse sowie der damit verbundenen Informationsflüsse. Ein charakteristisches Merkmal von Logistikprozessen ist die wechselseitige Verflechtung von Materialflüssen und den sie koordinierenden Informationsflüssen.13) Vergleicht man die hier angeführten Definitionen, wird deutlich, dass die Logistik nicht nur für die Beschaffung und Lagerung verantwortlich zeichnet, sondern auch Ziel von Kostenoptimierungen ist.

III.9

Produktivität

• Productivity Productivity is an index that measures output (goods and services) relative to the input (labor, material, energy, and other resources) used to produce them. It is usually expressed as the ratio of output to input.14) • Produktivität Produktivität, die Ergiebigkeit des Produktions- bzw. Wirtschaftsprozesses, gemessen als Verhältnis des mengen- bzw. wertmäßigen Produktionsergebnisses (Output) zur Menge der eingesetzten Produktionsfaktoren bzw. zu den Herstellkosten (Input). Da die Produktivität nicht auf einen bestimmten Umwandlungsprozeß beschränkt ist, lässt sie sich für einzelne Produktionsvorgänge genauso ermitteln wie für einen Betriebsteil, ein Unternehmen, einen Wirtschaftszweig und eine Volkswirtschaft.15)

III.10

Sensitivitätsanalyse

• Sensitivitätsanalyse Ein spezielles Instrument der Planung und Kontrolle von Bauprozessen stellt die Sensitivitätsanalyse dar. Sensitivitätsanalysen erlauben die Feststellung der Sensitivität der Ergebnisse der Simulationen von Bauprozessen, also der Sensitivität der Produktivitäten und der Statistikwerte, wenn Variationen der Mengen der eingesetzten Flußeinheiten vorgenommen werden. Die Ergebnisse von Sensitivitätsanalysen ermöglichen dem Planer, 13)

Weber/Baumgarten (1999). Handbuch Logistik. 497 Stevenson (2002). Operations Management. 51 15) Brockhaus (1996) 14)

458

III Begriffe

sich für optimale kapazitive Ausstattungen von Bauprozessen zu entscheiden.16) • Sensitivitätsanalyse Bei der Sensitivitätsanalyse versucht man, durch Variation der Eingangsdaten deren Auswirkungen auf das Ergebnis festzustellen. Das Ziel der Sensitivitätsanalyse liegt darin, kritische Werte für Variable wie z.B. Nutzungsdauer, Zahlungsrückfluß oder Zinssatz zu finden, bei denen das Investitionsprojekt gerade noch vorteilhaft ist. Während die lokale Sensitivitätsanalyse den Bereich feststellt innerhalb dem die Daten schwanken dürfen, ohne dass sich die Beurteilung der Investition ändert, untersucht die globale Sensitivitätsanalyse die Auswirkungen der Variation der Eingangsdaten innerhalb einer vorgegebenen Breite auf das Ergebnis.17)

III.11

Schalung

Unter Schalung versteht man den eigentlich formgebenden Teil, die „Gussform“, dem tragende Funktionen nur nebenbei zukommen. Die Aufgabe der Lastübertragung aus der Schalung auf den Untergrund oder auf die darunterliegende Decke übernimmt das Schalungs- oder Lehrgerüst. Im Sprachgebrauch der Baustelle wird im Allgemeinen zwischen den Bezeichnungen Schalung und Schalungsgerüst nicht unterschieden. Man versteht unter Schalung sowohl die formgebenden wie auch die tragenden Konstruktionsteile in ihrer Ganzheit.18)

III.12

Steiggeschwindigkeit

Steiggeschwindigkeit ist der auf die Zeiteinheit bezogene Anstieg der Frischbetonoberfläche während des Betonierens. Sie wird mit v b bezeichnet und in m/h angegeben.19) 16)

Gareis/Halpin (1979). Planung und Kontrolle von Bauproduktionsprozessen. 75f Scheuch (1990). Allgemeine Betriebswirtschaftslehre. 263 18) Haeberlen/Kress (1959). Schalungen im Betonbau, Otto Maier Verlag Ravensburg, 8 19) DIN (1980). Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen 17)

III Begriffe

III.13

459

Terminplan

Terminplan: Zeitplan, in dem alle Zeitpunkte durch Kalenderdatum und/oder Uhrzeit beschrieben sind. Als unmittelbare Vertretung des Bauherrn auf der Baustelle hat sich die örtliche Bauaufsicht von der Existenz eines Terminplans zu überzeugen und gegebenenfalls auf dessen Fehlen hinzuweisen. Die Terminpläne sind auf Vollständigkeit und Eignung für die Bauausführung zu überprüfen. Weiters hat die örtliche Bauaufsicht die Terminpläne auf Übereinstimmung mit dem Bauvertrag zu untersuchen und etwaige Widersprüche aufzuzeigen.20)

20)

Oberndorfer/Jodl (2001). Handwörterbuch der Bauwirtschaft. 143

IV

Abkürzungsverzeichnis

Im folgenden Abschnitt sind die wesentlichsten Abkürzungen dargestellt.

A a

........... Ablaufstufe

∆a s

........... Differenz [-]

a evf, s

........... Anzahl der Einschalvorgänge [-]

a avf, s

........... Anzahl der Ausschalvorgänge [-]

A S, BW

........... Versatz zwischen der Anordnungsbeziehung Schalen Bewehren [d]

ANZ K, AK

........... Anzahl der Krane im Zusammenhang mit der Anzahl der AK je Kran [-]

ANZ K, BRI

........... Anzahl der Krane im Zusammenhang mit dem BRI je Kran [-]

ANZ K, KBW

........... Anzahl der Krane im Zusammenhang mit den Kranbelegungszeiten [-]

ANZ K, h, Mo

........... Anzahl der erforderlichen Kranstunden je Monat [h/Mo]

ANZ K, Mo

........... Anzahl der erforderlichen Kranmonate [Mo]

ANZ TP, h

........... Anzahl der erforderlichen stündlichen Transporte [1/h]

462

IV Abkürzungsverzeichnis

AK

........... Arbeitskräfte

AK a, v, i

........... Anzahl der Arbeitskräfte [Std/h]

AK S, E, i

........... Anzahl der Arbeitskräfte für Einschalen [Std/h]

AK S, EA, i

........... Anzahl der Arbeitskräfte für Ein- und Ausschalen [Std/h]

AK ZN

........... Zuschlagsfaktor bei der Ermittlung der Anzahl der Krane [-]

AK RB

........... Anzahl der Arbeitskräfte für die Rohbauarbeiten [Std/h]

AK STB

........... Anzahl der Arbeitskräfte für die Stahlbetonarbeiten [Std/h]

AW a, v, i

........... Aufwandswert [Std/EH]

AW BT, MW

........... Mittlerer Aufwandswert für die Betonarbeiten [Std/m3]

AW BT, FU, i

........... Aufwandswert für die Betonarbeiten des Fundamentes i [Std/m3]

AW BT, WD, i

........... Aufwandswert für die Betonarbeiten der Wand i [Std/m3]

AW BT, ST, i

........... Aufwandswert für die Betonarbeiten der Stütze i [Std/m3]

AW BT, D, i

........... Aufwandswert für die Betonarbeiten der Decke i [Std/m3]

AW BT, SO, i

........... Aufwandswert für die Betonarbeiten des sonstigen Bauteils i [Std/m3]

AW BW, MW

........... Mittlerer Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten [Std/to]

AW BW, FU, i

........... Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten des Fundamentes i [Std/to]

AW BW, WD, i

........... Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten der Wand i [Std/to]

AW BW, ST, i

........... Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten der Stütze i [Std/to]


463

AW BW, D, i

........... Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten der Decke i [Std/to]

AW BW, SO, i

........... Aufwandswert für die Bewehrungsarbeiten des sonstigen Bauteils i [Std/to]

AW S, E, i

........... Aufwandswert für die Schalarbeiten - Einschalen des Fertigungsabschnitts/Bauteils i [Std/m2]

AW S, A, i

........... Aufwandswert für die Schalarbeiten - Ausschalen des Fertigungsabschnitts/Bauteils i [Std/m2]

AW RB

........... Aufwandswert für die Rohbauarbeiten [Std/m3]

AW S, MW

........... Mittlerer Aufwandswert für die Schalarbeiten [Std/m2]

AW S, FU, i

........... Aufwandswert für die Schalarbeiten des Fundamentes i [Std/m2]

AW S, WD, i

........... Aufwandswert für die Schalarbeiten der Wand i [Std/m2]

AW S, ST, i

........... Aufwandswert für die Schalarbeiten der Stütze i [Std/m2]

AW S, D, i

........... Aufwandswert für die Schalarbeiten der Decke i [Std/m2]

AW S, SO, i

........... Aufwandswert für die Schalarbeiten des sonstigen Bauteils i [Std/m2]

AW STB

........... Gesamt-Aufwandswert für die Stahlbetonarbeiten [Std/EH]

AZ

........... Arbeitszeit

AZ a, v, i

........... Tägliche Arbeitszeit [h/d]

AZ STB

........... Tägliche Arbeitszeit für die Stahlbetonarbeiten [h/d]

AZ RB

........... Tägliche Arbeitszeit für die Rohbauarbeiten [h/d]

AZ TP

........... Tägliche Arbeitszeit für den Transportbetrieb [h/d]

464


B B

........... Breite [m]

B EF

........... Breite des Einzelfundamentes [m]

B FP

........... Breite der Fundamentplatte [m]

B HB

........... Breite des horizontalen Bauteils [m]

B ST

........... Querschnittsbreite der Stütze [m]

BRI

........... Bruttorauminhalt [BRI]

BRI BWK

........... Bruttorauminhalt des gesamten Bauwerks [m3]

bst g, bwk

........... Baustoffgrad für das gesamte Bauwerk [to/m3]

BST

........... Baustoff(e)

bt vg, ht ⁄ vt

........... Betonverhältnisgrad zwischen horizontalen und vertikalen Bauteilen [-]

BT M, i

........... Betonmenge für den Bauteil i [m3]

BT M, HT, i

........... Betonmenge für den horizontalen Bauteil i [m3]

BT M, VT, i

........... Betonmenge für den vertikalen Bauteil i [m3]

BT M, FU, i

........... Betonmenge des Fundamentes i [m3]

BT M, WD, i

........... Betonmenge der Wand i [m3]

BT M, ST, i

........... Betonmenge der Stütze i [m3]

BT M, D, i

........... Betonmenge der Decke i [m3]

BT M, SO, i

........... Bewehrungsmenge des sonstigen Bauteils i [m3]

bw g, bt, i

........... Bewehrungsgrad für den Bauteil i [to/m3] oder [kg/m3]

bw g, d, i

........... Bewehrungsgrad für die Decke [to/m3] oder [kg/m3]

bw g, ef, i

........... Bewehrungsgrad für das Einzelfundament [to/m3] oder [kg/m3]

bw g, st, i

........... Bewehrungsgrad für die Stütze [to/m3] oder [kg/m3]

bw g, wd, i

........... Bewehrungsgrad für die Wand [to/m3] oder [kg/m3]

bw g, bwk

........... Bewehrungsgrad für das gesamte Bauwerk [to/m3] oder [kg/m3]

IV Abkürzungsverzeichnis BW LStd

........... Bewehrung-Lohnstunden [Std]

BW LStd, i

........... Bewehrung-Lohnstunden für den Fertigungsabschnitt/Bauteil i [Std]

BW M, i

........... Bewehrungsmenge für den Bauteil i [to]

BW M

........... erforderliche Bewehrungsmenge [to]

BW M, FU, i

........... Bewehrungsmenge des Fundamentes i [to]

BW M, WD, i

........... Bewehrungsmenge der Wand i [to]

BW M, ST, i

........... Bewehrungsmenge der Stütze i [to]

BW M, D, i

........... Bewehrungsmenge der Decke i [to]

BW M, SO, i

........... Bewehrungsmenge des sonstigen Bauteils i [to]

D D

........... Durchmesser einer Stütze mit kreisförmigem Querschnitt

DA

........... Ausschalfrist für die Schalung [d]

D EF

........... Dicke des Einzelfundamentes [cm]

D FP

........... Dicke der Fundamentplatte [cm]

D BT

........... Dauer für die Betonarbeiten [d]

D BW

........... Dauer für die Bewehrungsarbeiten [d]

D BW, i

........... Dauer für die Bewehrungsarbeiten für den Fertigungsabschnitt/Bauteil i [d]

D MWK

........... Dauer für die Mauerwerksarbeiten [d]

D MWK, i

........... Dauer für die Mauerwerksarbeiten für den Fertigungsabschnitt/Bauteil i [d]

DS

........... Dauer für die Schalarbeiten [d]

D S, i

........... Dauer für die Schalarbeiten für den Fertigungsabschnitt/Bauteil i [d]

D S, bt, i

........... Dauer für die Schalarbeiten des Bauteils i [d]

D DS, E, i

........... Dauer für die Schalarbeiten einer Decke i Einschalen [d]

465

466


D DS, AS, i

........... Dauer für die Schalarbeiten einer Decke i Ausschalen [d]

D S + BW

........... Dauer für die Schal- und Bewehrungsarbeiten für einen Fertigungsabschnitt [d]

D RB

........... Dauer für die Rohbauarbeiten [d]

D STB

........... Dauer für die Stahlbetonarbeiten [d]

D TPB, G

........... Dauer für den Transportbetrieb [d]

E EH

........... Einheit

F F A, S

........... Anzahl der Tage um welche die Schalung früher ausgeschalt wird [d]

F A, R

........... Anzahl der Tage um welche die Rüstung früher ausgeschalt wird [d]

F EF

........... Grundrissfläche des Einzelfundamentes [m2]

F FP

........... Grundrissfläche der Fundamentplatte [m2]

F RG

........... Fläche für eine Regelgeschossdecke [m2]

G G

........... Menge der ganzen Zahlen

GS,T

........... Gewicht der Schalung die je Transport angeliefert wird [to/1]

GS,RB

........... Gewicht der Schalung [kg/m2]

H h

........... Zeitstunde(n) [h]

HF

........... Höhe der Fundamentplatte [m]

IV Abkürzungsverzeichnis H ST

........... Höhe der Stütze [m]

H WD

........... Höhe der Wand [m]

467

I i

........... i-ter

IAD

........... Interaktionsdiagramm

i A, l

........... Parameter für den Gültigkeitsbereich A links [-]

i A, r

........... Parameter für den Gültigkeitsbereich A rechts [-]

K kA

........... kritische Annäherung zwischen den Vorgängen Schalen - Bewehren [d]

KBW MW

........... Kranbelegungswert-Mittelwert bezogen auf die gesamte Betonmenge des Bauwerks [h/m3]

L L

........... Länge [m]

LBT

........... Leistungswert/Leistung bei den Betonarbeiten [m3/d]

LBT,i

........... Leistungswert/Leistung bei den Betonarbeiten für den Fertigungsabschnitt/Bauteil i [m3/d]

LBW

........... Leistungswert/Leistung bei den Bewehrungsarbeiten [to/d]

LBW,i

........... Leistungswert/Leistung bei den Bewehrungsarbeiten für den Fertigungsabschnitt/Bauteil i [to/d]

LS,i

........... Leistungswert/Leistung bei den Schalarbeiten für den Fertigungsabschnitt/Bauteil i [m2/d]

L FP, Q

........... Länge der quadratischen Fundamentplatte [m]

L ST, Q

........... Länge der Stütze mit quadratischem Querschnitt [m]

∆L

........... Längendifferenz bei den Arbeitsfugen [%]

468


L AF, Typ A

........... Länge der Arbeitsfugen bei Austeilung nach Typ A [m]

L AF, Typ B

........... Länge der Arbeitsfugen bei Austeilung nach Typ B [m]

L AF, Typ C

........... Länge der Arbeitsfugen bei Austeilung nach Typ C [m]

L a, v, i

........... Leistungswert/Leistung [EH/ZEH]

L BT

........... Leistungswert/Leistung bei den Betonarbeiten [m3/d]

L DS, E

........... Leistungswert/Leistung für das Einschalen einer Decke [m2/d]

L DS, AS

........... Leistungswert/Leistung für das Ausschalen einer Decke [m2/d]

L STB

........... Leistungswert/Leistung bei den Stahlbetonarbeiten [m3/d]

L TPB, erf

........... Leistungswert/Leistung für den Transportbetrieb [m3/d]

LF

........... Länge der Fundamentplatte [m]

L HB

........... Länge des horizontalen Bauwerks [m]

L RB

........... Leistungswert/Leistung für Rohbauarbeiten [m3/d]

L Std, a, v, i

........... Lohnstunde(n) [Std]

L WD

........... Länge der Wand [m]

M m TP, TG

........... Transportmenge je Transportgerät [m3]

M a, v, i

........... Menge (Produktionsmenge) [MEH]

M TP, G

........... Transportmenge [m3]

M BST

........... Menge-Baustoffe [m3BRI]

M BRI

........... Menge-Bruttorauminhalt [m3BRI]

M MWK

........... Menge-Mauerwerk [m3], [to]

MWK LStd

........... Mauerwerk-Lohnstunden [Std]


469

N nB

........... Beschaffungsvorrat [MEH]

n eff

........... effektiver Vorrat oder Lagerbestand [MEH]

n erf

........... erforderlicher Vorrat oder Meldebestand [MEH]

n fa

........... Anzahl der Fertigungsabschnitte [-]

n fa, w

........... Zahl des Fertigungsabschnittes bei dem der Wechsel von „1.Phase“ in die 2.“Phase“ erfolgt [-]

ng

........... Anzahl der Geschosse [-]

n max

........... maximal möglicher Vorrat oder Höchstbestand [MEH]

n min

........... minimaler Vorrat [MEH]

Ö ÖBGL

........... Österreichische Baugeräteliste

BGL

........... Baugeräteliste

P pb

........... Frischbetondruck [kN/m2]

p a, fa

........... Anzahl der Fertigungsabschnitte in denen gleichzeitig gearbeitet wird [-]

P a, v, i

........... Produktivität der Arbeitskräfte [EH/AK, ZEH]

P AK, BRI

........... Produktivität der Arbeitskräfte bezogen auf den Bruttorauminhalt [m3BRI/AK]

PF K, AK

........... Kran-Proportionalitätsfaktor [AK/Kran]

PF K, BRI

........... Kran-Proportionalitätsfaktor [BRI/Kran,Mo]

R RB

........... Rohbau

RBLStd

........... Rohbau-Lohnstunden [Std]

470


S SCC

........... Self Compacting Concrete

S D, S

........... Standzeit der Deckenschalung bei Fließfertigung [d]

SF

........... Schalfläche [m2]

SF,T

........... durchschnittliche Schalungsmenge die je Transport angeliefert wird [m2/1]

S F, i

........... Schalfläche des Bauteils i [m2]

S F, HT

........... Schalfläche des horizontalen Bauteils i [m2]

S F, VT

........... Schalfläche des vertikalen Bauteils i [m2]

S F, FU, i

........... Schalfläche des Fundamentes i [m2]

S F, WD, i

........... Schalfläche der Wand i [m2]

S F, ST, i

........... Schalfläche der Stütze i [m2]

S F, D , i

........... Schalfläche der Decke i [m2]

S F, SO, i

........... Schalfläche des sonstigen Bauteils i [m2]

∆s g, st, q – rd

........... Schalungsgraddifferenz [m2/m3]

s g, bt, i

........... Schalungsgrad für den Bauteil i [m2/m3]

s g, bwk

........... Schalungsgrad für das gesamte Bauwerk (Gesamtschalungsgrad) [m2/m3]

s g, fu, fp

........... Schalungsgrad für ein Fundament Fundamentplatte [m2/m3]

s g, st, rd

........... Schalungsgrad der Stütze mit kreisförmigem Querschnitt [m2/m3]

SLStd

........... Schalung-Lohnstunden [Std]

STB

........... Stahlbetonarbeiten

Std

........... Stunden, Einheit für die Lohnstunde(n) [Std]

STBLStd

........... Stahlbetonarbeiten-Lohnstunden [Std]

SVB

........... Selbstverdichtender Beton

s vg, ht ⁄ vt

........... Schalungsverhältnisgrad zwischen horizontalen und vertikalen Bauteilen [-]


T tB

........... Betriebsmittelzeit [min]

tB

........... Bestellintervall [d]

t Bg

........... Betriebsmittelgrundzeit [min]

t Bz

........... zusätzliche Nutzungszeit [min]

t Bz, Bb

........... Zuschlag für die zusätzliche Nutzungszeit und Brachzeit [%]

t Bb

........... Brachzeit [min]

tD

........... Dispositionszeit [d]

tE

........... Beschaffungszeit [d]

tT

........... Transportzeit [d]

tZ

........... zusätzliche Vorratszeit [d]

U U

........... Durchsatz [MEH/d]

V v

........... Vorgang

V DS, F

........... Vorhaltemenge an Deckenschalung bei Fließfertigung [m2]

V DR, F

........... Vorhaltemenge an Deckenrüstung bei Fließfertigung [m2]

V DS, T

........... Vorhaltemenge an Deckenschalung bei Taktfertigung [m2]

vb

........... Steiggeschwindigkeit [m/h]

V S, A

........... Anteil der Vorhaltemenge an der gesamten Schalfläche eines Bauwerks [%]

471

472


Z ZEH

........... Zeiteinheit

ZG

........... Zementgehalt [kg/m3]

ZM

........... erforderliche Zementmenge [to]

ZU S, EE, fa

........... Einarbeitungszuschlag je Fertigungsabschnitt [Std/m2]

ZU GW, EE

........... Grundwert für den Einarbeitungszuschlag [Std/m2]

V

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1-1 Gliederung für „Bauwerk-Rohbau“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Abb. 2-1 Vielfalt der Einflüsse auf die Leistung (Leistungswert) . . . . . 18 Abb. 2-2 Vielfalt der Einflüsse auf den Aufwandswert – Beispiel: Schalarbeiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Abb. 2-3 Zusammensetzung der Gesamtproduktivität . . . . . . . . . . . . . . 22 Abb. 2-4 Interaktionsdiagramm für die Arbeitsproduktivität – Grobplanung: Rohbauarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Abb. 2-5 Interaktionsdiagramm für die Arbeitsproduktivität – Grobplanung: Rohbauarbeiten – Anwendungsbeispiel . . . . . . 28 Abb. 2-6 Unterscheidung in globale und lokale Arbeitsvorbereitung . . 33 Abb. 2-7 Kostenminimum eines Projekts in Abhängigkeit von der Anzahl der Fertigungsabschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Abb. 2-8 Darstellung des „Günstigen Bereichs“ im Zusammenhang mit Bauzeit und Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Abb. 2-9 Dilemma der Arbeitsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Abb. 2-10 Bauablaufplanung – Von der Grobplanung zur Feinplanung . 47

474

V Abbildungsverzeichnis

Abb. 2-11 Ablaufschema für die Grobplanung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Abb. 2-12 Darstellung des Arbeitskräfteeinsatzes über die Bauzeit. . . . . 58 Abb. 2-13 Darstellung der Anzahl der Arbeitskräfte über die Bauzeit. . . 59 Abb. 2-14 Ablaufschema für die Feinplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Abb. 2-15 Unterteilung eines Bauwerks in Ablaufabschnitte . . . . . . . . . 71 Abb. 2-16 Austeilung der Arbeitsfugen nach Typ A . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Abb. 2-17 Austeilung der Arbeitsfugen nach Typ B . . . . . . . . . . . . . . . . 78 Abb. 2-18 Austeilung der Arbeitsfugen nach Typ C . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Abb. 2-19 Austeilung in „a-Felder“ in Längsrichtung und „b-Felder“ in Querrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Abb. 2-20 Auswahldiagramm für Typ A und Typ B . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Abb. 2-21 Auswahldiagramm für Typ A und Typ C . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Abb. 2-22 Auswahldiagramm für Typ B und Typ C . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Abb. 2-23 Auswahldiagramm für Typ A und Typ B – Beispiel. . . . . . . . 84 Abb. 2-24 Auswahldiagramm für Typ B und Typ C – Beispiel. . . . . . . . 85 Abb. 2-25 Herstellkosten für Typ A und Typ B – Vergleich . . . . . . . . . . 87 Abb. 2-26 Stahlbetonarbeiten für die Decken (Ausschnitt aus dem Ablaufplan) – Fließfertigung bei Schalarbeiten. . . . . . . . . . . . 89 Abb. 2-27 Stahlbetonarbeiten für die Decken (Ausschnitt aus dem Ablaufplan) – Taktfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Abb. 2-28 Anzahl der Arbeitskräfte für die Schalarbeiten bei Fließfertigung – Beispiel zur Begrenzung der möglichen Lösungen . . . . . . . 92


475

Abb. 2-29 Normalfolge – „Ende-Anfang“-Beziehung und „versetzte Ende-Anfang“-Beziehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Abb. 2-30 Anordnungsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren für den Fall A1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Abb. 2-31 Anordnungsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren für den Fall A2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Abb. 2-32 Anordnungsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren für den Fall α = β . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Abb. 2-33 Anordnungsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren für den Fall α > β . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Abb. 2-34 Vernetzter Balkenplan für die Herstellung einer in mehrere Fertigungsabschnitte unterteilten Geschossdecke [erstellt in Powerproject] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Abb. 3-1 Gliederung der Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Abb. 3-2 Beispiel – Stahlbetonarbeiten für ein Bürogebäude [Baustelle: T-Mobile, Wien] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Abb. 3-3 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert – Hochbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Abb. 3-4 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert – Konstruktiver Ingenieurbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Abb. 3-5 Interaktionsdiagramm für den Gesamt-Aufwandswert – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Abb. 3-6 Schalung für Stützen – Beispiel für eine Träger- bzw. Rahmenschalung [Quelle: Doka] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Abb. 3-7 Schalungsgrad für Stützen mit quadratischem Querschnitt . . 124 Abb. 3-8 Schalung für Stützen mit Kreisquerschnitt – Beispiel mit Einwegschalung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

476


Abb. 3-9 Schalungsgradvergleich – Quadratischer Querschnitt/Kreisquerschnitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Abb. 3-10 Schalungsgrad für Stützen – Rechteckiger Querschnitt . . . . 127 Abb. 3-11 Doppelhäuptig geschalte Wände – Beispiel mit einer Rahmenschalung [Quelle: Doka] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Abb. 3-12 Schalungsgrad für Wände – Doppelhäuptig . . . . . . . . . . . . . 129 Abb. 3-13 Einhäuptig geschalte Wand – Beispiel mit einer Rahmenschalung [Quelle: Doka] . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Abb. 3-14 Schalungsgrad für Wände – Einhäuptig . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Abb. 3-15 Schalung für eine Flachdecke – Beispiel mit einer Trägerschalung [Quelle: Doka] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Abb. 3-16 Schalungsgrad für Flachdecken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Abb. 3-17 Schalungsgrad für Fundamentplatten mit quadratischem Grundriss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Abb. 3-18 Schalungsgrad für Fundamentplatten mit rechteckigem Grundriss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Abb. 3-19 Schalungsgrad für Einzelfundamente – Einzelfundamente mit quadratischem Grundriss . . . . . . . . . . 136 Abb. 3-20 Schalungsgrad für Einzelfundamente – Rechteckiger Grundriss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Abb. 3-21 Vergleich der Schalungsgrade der verschiedenen Bauteile eines Hochbaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Abb. 3-22 Bürogebäude aus Stahlbeton – Computergrafik [Quelle: PERI, Projekt Wirtschaft Bau]. . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Abb. 3-23 Bürogebäude aus Stahlbeton – Computergrafik [Quelle: Doka, Projekt Wirtschaft Bau]. . . . . . . . . . . . . . . . . 141


477

Abb. 3-24 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Einzelfundamente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Abb. 3-25 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Fundamentplatten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Abb. 3-26 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Stützen . . . . . . 149 Abb. 3-27 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Wände . . . . . . 151 Abb. 3-28 Auswahldiagramm – Bewehrungsmenge für Flachdecken . . 152 Abb. 3-29 Auswahldiagramm – Anzahl der Arbeitskräfte . . . . . . . . . . . 162 Abb. 3-30 Auswahldiagramm – Ermittlung der Anzahl der Krane über den Bruttorauminhalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Abb. 3-31 Schematische Aufteilung der Betriebsmittelzeit tB . . . . . . . . . . . 166 Abb. 3-32 Interaktionsdiagramm zur Ermittlung der Anzahl der Krane – Kranbelegungswerte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Abb. 3-33 Interaktionsdiagramm zur Ermittlung der Anzahl der Krane – Kranbelegungswerte – Anwendungsbeispiel . . . . . . 170 Abb. 3-34 Spielzeitdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Abb. 3-35 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung der Bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 Abb. 3-36 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung der Bewehrung – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Abb. 3-37 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung von Zement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Abb. 3-38 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung von Zement – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

478


Abb. 3-39 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung von Ziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 Abb. 3-40 Interaktionsdiagramm für die Logistik – Lagerhaltung von Ziegel – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Abb. 3-41 Stahlbetonarbeiten für die Decken – Fließfertigung bei Schalarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Abb. 3-42 Versetzte Ende-Anfangsbeziehung zwischen Schalen und Bewehren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Abb. 3-43 Interaktionsdiagramm für die Schalung – Vorhaltemenge bei Fließfertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Abb. 3-44 Interaktionsdiagramm für die Schalung – Vorhaltemenge – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Abb. 3-45 Stahlbetonarbeiten für die Decken – Taktfertigung. . . . . . . . 202 Abb. 3-46 Stahlbetonarbeiten für Decken – Fließfertigung – Frühausschalen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Abb. 3-47 Stahlbetonarbeiten für Decken – Fließfertigung – Frühausschalen – Gültigkeitsbereich A . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Abb. 4-1 Grobzeitrichtwerte für den Rohbau nach Sommer . . . . . . . . 211 Abb. 4-2 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Rohbauarbeiten – Anwendungsbeispiel. . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Abb. 4-3 Nomogramm für die Ermittlung des Stundenaufwandes im Stahlbetonbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Abb. 5-1 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Rohbauarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Abb. 5-2 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Rohbauarbeiten – Anwendungsbeispiel. . . . . . . . . . . . . . . . . 223


479

Abb. 5-3 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Abb. 5-4 Interaktionsdiagramm für die Bauablaufplanung – Stahlbetonarbeiten – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . 230 Abb. 5-5 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Leistungsabstimmung von Schalen, Bewehren und Betonieren . . . . . . . . . . . 233 Abb. 5-6 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Leistungsabstimmung von Schalen, Bewehren und Betonieren: Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Abb. 5-7 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Arbeiten bezogen auf die Mauerwerksfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Abb. 5-8 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksfläche – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . 242 Abb. 5-9 Interaktionsdiagramm für Mauerwerksarbeiten – Mauerwerksmenge [m3]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Abb. 6-1 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Fertigungsablaufplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Abb. 6-2 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Fertigungsablaufplanung für die Stahlbetonarbeiten: Anwendungsbeispiel. . . 253 Abb. 6-3 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Bauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 Abb. 6-4 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für ein Bauwerk – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 Abb. 6-5 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Bauwerke – Bauwerkskategorien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 Abb. 6-6 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für ein Bauwerk – Anwendungsbeispiel zu den Bauwerkskategorien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

480


Abb. 6-7 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Fundamentplatten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Abb. 6-8 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Fundamentplatten – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . 270 Abb. 6-9 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Abb. 6-10 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Stützen – Beispiel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Abb. 6-11 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Wände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Abb. 6-12 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Wände – Beispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 Abb. 6-13 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Decken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Abb. 6-14 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Decken – Beispiel A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 Abb. 6-15 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Schalarbeiten für Decken – Beispiel B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Abb. 6-16 Einflussfaktoren auf die Leistung bei Bewehrungsarbeiten . 288 Abb. 6-17 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Bauwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Abb. 6-18 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für ein Bauwerk – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . 295 Abb. 6-19 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Fundamentplatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 Abb. 6-20 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Fundamentplatten – Anwendungsbeispiel. . . . . . . 300


481

Abb. 6-21 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 Abb. 6-22 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Stützen – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . 305 Abb. 6-23 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Wände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 Abb. 6-24 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Wände – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . 312 Abb. 6-25 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für Decken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Abb. 6-26 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Bewehrungsarbeiten für eine Flachdecke – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Abb. 6-27 Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen nach DIN 18218 (Abb.: Doka) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 Abb. 6-28 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Wänden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 Abb. 6-29 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Wänden – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 Abb. 6-30 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Stützen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Abb. 6-31 Interaktionsdiagramm für Stahlbetonarbeiten – Betoneinbau bei Stützen – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 Abb. 6-32 Geschossdecke – Variante zur Einteilung in sechs Fertigungsabschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Abb. 6-33 Einarbeitungsverlauf für Schalarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

482


Abb. 6-34 Veränderung der Höhe der Aufwandswerte mit der Zahl der Fertigungsabschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 Abb. 6-35 Aufwandswerte für die Angebotskalkulation . . . . . . . . . . . . 338 Abb. 6-36 Tagesleistung für die Schalarbeiten für die „1. Phase“ und „2. Phase“. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 Abb. 6-37 Vorgangsdauer für die Schalarbeiten für die „1. Phase“ und „2. Phase“. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Abb. 6-38 Kapazitive Anpassung – Arbeitskräftebedarf in Abhängigkeit vom Baufortschritt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 Abb. 6-39 Leistungskurve nach Winter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Abb. 6-40 Arbeitszeitliche Anpassung – Tägliche Arbeitszeit in Abhängigkeit vom Baufortschritt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Abb. 7-1 Vielfalt der Einflüsse auf die Baustofflogistik der Rohbauarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 Abb. 7-2 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Rohbauarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Abb. 7-3 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Rohbauarbeiten – Anwendungsbeispiel. . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Abb. 7-4 Beispiel zum Erdbau [Baustelle: Knoten-Vösendorf] . . . . . . 362 Abb. 7-5 Vielfalt der Einflüsse auf die Leistung des Transportbetriebes im Erdbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 Abb. 7-6 Interaktionsdiagramm für den Erdbau – Transportbetrieb. . . 367 Abb. 7-7 Interaktionsdiagramm für den Erdbau – Transportbetrieb – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 Abb. 7-8 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373


483

Abb. 7-9 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Stahlbetonarbeiten – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . 375 Abb. 7-10 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Mauerwerksarbeiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 Abb. 7-11 Interaktionsdiagramm für die Beschaffungslogistik – Mauerwerksarbeiten – Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . 381 Abb. 8-1 Beispiel zu Schalungstransporten [Baustelle: T-Mobile-Center, Wien] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 Abb. 8-2 Einflüsse auf die Transportlogistik der Schalung . . . . . . . . . 385 Abb. 8-3 Interaktionsdiagramm für Logistik – Stahlbetonarbeiten: Transportlogistik für die Schalung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 Abb. 8-4 Interaktionsdiagramm für Logistik – Stahlbetonarbeiten: Transportlogistik für die Schalung – Anwendungsbeispiel . . . . . . 390 Abb. 8-5 Bild zur Beschaffungslogistik der Bewehrung [Baustelle: T-Mobile-Center, Wien] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 Abb. 8-6 Einflüsse auf die Bewehrungslogistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 Abb. 8-7 Interaktionsdiagramm für Logistik – Stahlbetonarbeiten: Transportlogistik für die Bewehrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 Abb. 8-8 Interaktionsdiagramm für Logistik – Stahlbetonarbeiten: Transportlogistik für die Bewehrung – Anwendungsbeispiel. . . . . 396 Abb. 8-9 Beispiel zu Betontransporten [Baustelle: T-Mobile-Center, Wien] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 Abb. 8-10 Einflüsse auf die Transportlogistik für Beton . . . . . . . . . . . . 400 Abb. 8-11 Interaktionsdiagramm für Logistik - Transportlogistik für Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

484


Abb. 8-12 Interaktionsdiagramm für Logistik - Transportlogistik für den Beton - Anwendungsbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 Abb. 8-13 Bild zur Produktionslogistik – Betoneinbau mit Krankübel [Baustelle: A2 Südautobahn: Niessenbachbrücke] . . . . . . . . 406 Abb. 8-14 Einflüsse auf den Betoneinbau mittels Krankübel. . . . . . . . . 407 Abb. 8-15 Interaktionsdiagramm für Produktionslogistik - Betoneinbau mittels Krankübel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 Abb. 8-16 Interaktionsdiagramm für Produktionslogistik - Betoneinbau mittels Krankübel für eine Wand - Anwendungsbeispiel . . . 410 Abb. 9-1 Vorgangsweise zur konventionellen Berechnung der Dauer für die Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Abb. 9-2 Vorgangsweise zur Berechnung der wahrscheinlichsten Dauer der Stahlbetonarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 Abb. 9-3 Verteilungsfunktionen zur Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes – Schalungsgrad und Bewehrungsgrad (aus @RISK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 Abb. 9-4 Verteilungsfunktionen zur Berechnung des Gesamt-Aufwandswertes – Aufwandswerte für Schalen, Bewehren und Betonieren (aus @RISK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 Abb. 9-5 Histogramm und Summenkurve für den Gesamt-Aufwandswert (aus @RISK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 Abb. 9-6 Verteilungsfunktionen zur Berechnung der Leistung (aus @RISK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 Abb. 9-7 Histogramm und Summenkurve für die Leistung (aus @RISK) – Annahme: 1 Kran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 Abb. 9-8 Verteilungsfunktionen zur Berechnung der Dauer (aus @RISK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425


485

Abb. 9-9 Histogramm und Summenkurve für die Dauer (aus @RISK) – Annahme: 1 Kran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 Abb. 9-10 Histogramm und Summenkurve für die Dauer (aus @RISK) – Annahme: 7 Krane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 Abb. 9-11 Histogramm und Summenkurve für die Dauer (aus @RISK) – Annahme: 8 Krane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 Abb. 9-12 Histogramm und Summenkurve für die Dauer (aus @RISK) – Annahme: 9 Krane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 Abb. 10-1 Regelkreis – Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 Abb. 10-2 Regelkreis – Anwendung bei Stahlbetonarbeiten (Schalarbeiten) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

VI

Sachverzeichnis

A Ablaufabschnitte 71 Ablaufschema für die Feinplanung 68

Ablaufschema für die Grobplanung 49

Akquisition 16 An- und Auslaufphasen 63 Anlaufphase 58 Anordnung der Arbeitsfugen 77 Anordnungsbeziehungen 96, 101 Anordnungsbeziehungen zwischen Schalen und Bewehren 96 Anzahl an Arbeitskräften 60 Anzahl an Geräten 65 Arbeit 14 Arbeitsablauf 71 Arbeitsabläufe 96 Arbeitsanweisungen 435 Arbeitsfugen 76 arbeitsintensiven Tätigkeiten 107 Arbeitskraft 23 Arbeitskräfteanzahl 60 Arbeitskräfteanzahl in der Anlaufphase 64

Arbeitskräfteanzahl in der Auslaufphase 64 Arbeitskräfteverhältniszahl 65 Arbeitsproduktivität 13, 16, 21, 24 Arbeitsraum 56, 58 Arbeitsvorbereitung 19, 32, 37 Arbeitszeit 66, 93 Arbeitszeitliche Anpassung 345 arbeitszeitliche Anpassung 348 Aufwandswert 23 Aufwandswerte 19, 21, 210, 413 Auslaufphase 58

B Bandbreiten 420 Bauablaufplanung 4, 7, 10, 11, 33, 39 Baubetrieb 1, 4 Baubetriebliche Grundlagen 14 Baurestmassen 47 Bausoll 54, 73 Baustelleneinrichtung 33, 103 Baustellenverkehr 5, 43 Baustoffgrad 105, 121, 216, 353, 371 Baustofftransport 45 Bauwerke 14 Bauwerkstypen 261

VI Sachverzeichnis

Bauwesen 1 Bauzeit 35, 58, 93 Beschaffungslogistik 42, 43, 44, 47 Betonarbeiten 399 Betonierarbeiten 318 Betonverhältnisgrad 155 Betrachtungszeitpunkt 64 betriebliche Abgrenzung 23 Betriebsmittel 14 Betriebsmittelproduktivität 21 Bewehrungsarbeiten 287, 296, 391 Bewehrungsgrad 145, 216 Bewehrungsmenge 147 Bewehrungspläne 69 Bewehrungsverhältnisgrad 154 Bruttorauminhalt 25, 60, 105, 121, 163, 214, 354

D Dauer 67, 94 Dauer der Hauptbauzeit 63 Detaillierungsgrad 8, 48 Differenzierter Verfahrensvergleich 74 dispositiven Faktoren 14

Fertigungsabschnitte 76 Fertigungsgruppe 23 Fertigungsschwerpunkt 157 Fertigungstechnische Abhängigkeiten 95 Fertigungstechnische Merkmale 15 Fließfertigung 88, 89, 92 Frischbetondruck 319 Frühausschalen 203 Führungsglied 435

G geräteintensiven Tätigkeiten 107 Gesamtablauf 48, 50, 72, 101 Gesamt-Aufwandswert 109, 115 Gesamtdauer 100 Gesamtproduktivität 14, 21 globalen Arbeitsvorbereitung 34 Grobe Verfahrenswahl 54 Grobplanung 48, 217, 353 Grundlagen zur Fertigungsablaufplanung 248

H Hauptbauzeit 58

E Einarbeitung 328 Einflüsse auf den Aufwandswert 20 Einflüsse auf die Leistung 18 Elementarfaktoren 14 Entsorgungslogistik 42, 46, 47, 102 Erdarbeiten 361

F Feinplanung 247, 383 Fertigungsablaufmodell 15, 75 Fertigungsablauftypen 88

488

K Kalkulatorischer Verfahrensvergleich 74 Kapazitätsausgleich 92 Kapazitive Anpassung 343 Kennzahlen 54, 106 Kennzahlenmethode 161 Kostenminimum 34 Kranauswahl 157 Kranbelegungswerte 165 Krane 60, 155, 158 Krangröße 158

VI Sachverzeichnis

Kran-Proportionalitätsfaktor 60, 159, 163

Kranspiel 172 kritischen Annäherung 96

L Lagerhaltung 106 Lagerhaltung von Baustoffen 176 Leistung bei Stahlbetonarbeiten 108 Leistungsabstimmung 231 Leistungskurve 94 Leistungsverluste 94, 346 Leistungsverzeichnis 71 Leistungswerte 18, 55, 91, 210 Logistik 33, 39, 102 lokalen Arbeitsvorbereitung 34

M Makroablaufabschnitte 71 Mauerwerksarbeiten 237, 377 Maximalanzahl an Arbeitskräften 63 Maximalanzahl an einsetzbaren Arbeitskräften 60 Mengenermittlung 53, 73, 120 Messglied 438 Messgrößen 17 Mikroablaufabschnitte 72 Mitarbeiter 31 Mittlere Aufwandswerte 110 Monte-Carlo-Methode 414

O Optimierung 35, 41, 76, 102 Organisatorische Rationalisierung 30

P Planvorlauf 70

489

Potenzial 15 Produktionsfaktoren 13, 14, 15, 16, 454, 457

Produktionslogistik 42, 44 Produktivität 13, 15, 16, 17, 21, 22, 32, 102, 457

Produktivität in der Feinplanung 22 Produktivität in der Grobplanung 22 Produktivitätsvorteile 16 Projektstrukturierung 52, 70 Projektunterlagen 51, 69

R Rationalisierungspotential 30 Räumliche Koordination 43 Regelkreis 431 Regelstrecke 436 Ressourceneinsatz 91 Ressourcenspitzen 92 Richtwerte 209 Rohbauarbeiten 25, 212, 217, 353, 354

S Schalarbeiten 254, 267, 384 Schalpläne 69 Schalungsgrad 121, 216 Schalungsleistung 331 Schalungsphasen 329 Schalungsverhältnisgrad 154 Schätzung 19 Selbstorganisation 31, 439 Sensitivitätsanalyse 55, 100 Soll/Ist-Vergleich 103 Soziale Rationalisierung 31 Spielzeitdiagramm 173 Stahlbetonarbeiten 231, 247, 328, 370, 383, 413

Standzeit 195 Steiggeschwindigkeit 319

VI Sachverzeichnis

Steuerglied 436 Stoffe 14 Stoffproduktivität 17, 21 Störeinflüsse 437

T Taktfertigung 90 Technische Rationalisierung 30 Technologische Abhängigkeiten 95 technologischen Randbedingungen 1 Transportlogistik 354, 384 Trapezmodell 59 Trendanalyse 103

V Verfahrensvergleich 33 Versetzte Ende-Anfangsbeziehung 196

Verteilungsfunktionen 420 Vorhaltemenge 35, 92, 193 Vorhaltemenge bei Fließfertigung 203

Vorhaltemenge bei Taktfertigung 202 Vorratsberechnung 176

W Wahrscheinlichkeitsrechnung 418 Wissensspeicher 438 Witterungseinflüssen 94

Z zeitliche Abgrenzung 23 Zeitliche Koordination 42

490

Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb

Verfahrenstechnik und Baubetrieb im Grund- und Spezialtiefbau

Verfahrenstechnik und Baubetrieb im Grund- und Spezialtiefbau, 2. Auflage

Speditionsbetriebslehre und Logistik

Maschinen im Baubetrieb: Grundlagen und Anwendung, 2. Auflage GERMAN

Produktion und Logistik, 6. Auflage

Produktion und Logistik (Springer-Lehrbuch)

Produktion und Logistik, 9. Auflage

Logistik im Zwischenwerksverkehr. Eine systemorientierte Analyse

Baubetrieb, 3.Auflage GERMAN

Integrierte Materialwirtschaft und Logistik: Beschaffung, Logistik, Materialwirtschaft und Produktion (Springer Lehrbuch)

Taschenlexikon Logistik: Abkürzungen, Definitionen und Erläuterungen der wichtigsten Begriffe aus Materialfluss und Logistik

Taschenlexikon Logistik, 3. Auflage: Abkürzungen, Definitionen und Erläuterungen der wichtigsten Begriffe aus Materialfluss und Logistik

Erfolgsfaktor Logistik: Klassische Fehler erkennen und vermeiden

Taschenlexikon Logistik, 2.Auflage

Handbuch Logistik (VDI-Buch)

Patientensicherheit und Risikomanagement: im Pflege- und Krankenhausalltag

Antriebslösungen: Mechatronik für Produktion und Logistik (VDI-Buch)

Übungsbuch Produktion und Logistik, 5. Auflage (Springer-Lehrbuch)

Supply Chain Management und Logistik: Optimierung, Simulation, Decision Support

Gabler Lexikon Logistik: Management logistischer Netzwerke und Flusse. 4. Auflage

Übungsbuch Produktion und Logistik (Springer-Lehrbuch) (German Edition)

Verifikation und Validierung für die Simulation in Produktion und Logistik: Vorgehensmodelle und Techniken (VDI-Buch)

Tag und Nacht und auch im Sommer

China-Sourcing: Beschaffung, Logistik und Produktion in China

Ausbildung in der Logistik

Das Beste der Logistik

Koordination interdependenter Planungssysteme in der Logistik: Einsatz multiagentenbasierter Simulation im Planungsprozess von Container-Terminals im Hafen

Hanni und Nanni im Geisterschloss

Grundungsnetzwerke im Wissenschafts- und Hochschulbereich

Kaufleute und Bankiers im Mittelalter

Bauablaufplanung und Logistik im Baubetrieb

Verfahrenstechnik und Baubetrieb im Grund- und Spezialtiefbau

Verfahrenstechnik und Baubetrieb im Grund- und Spezialtiefbau, 2. Auflage

Speditionsbetriebslehre und Logistik

Maschinen im Baubetrieb: Grundlagen und Anwendung, 2. Auflage GERMAN

Produktion und Logistik, 6. Auflage

Produktion und Logistik (Springer-Lehrbuch)

Produktion und Logistik, 9. Auflage

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Taschenlexikon Logistik: Abkürzungen, Definitionen und Erläuterungen der wichtigsten Begriffe aus Materialfluss und Logistik

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