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Jede Konstruktion durchläuft während ihrer Planung drei Hauptphasen – architektonische Gestaltung, Bemessung und Bau. Diese drei Phasen bilden einen Prozess, der auch unter dem aus den Anfangsbuchstaben dieser Phasen in englischer Sprache gebildeten Akronym AEC (Architecture, Engineering, Construction) bekannt ist. Wir erklären, wie die Stahlkonstruktion diese Phasen durchläuft und welche Vorteile es hat, ein Unternehmen wie TIM Global Engineering für die Entwicklung des gesamten Projekts zu beauftragen.

Zu Beginn der Planungsphase, entwirft der Architekt in Zusammenarbeit mit dem Investor ein Gesamtkonzept, um dessen Anforderungen und Standortvorgaben zu erfüllen. Die architektonische Gestaltung umfasst Angaben zur Größe und zu den Abmessungen des Bauwerks, zu seinem Aussehen, zur Anordnung von Öffnungen und Trennwänden und zu vielen weiteren Details, die sowohl für die Genehmigung des Investors als auch für die nachfolgenden Phasen des Projekts erforderlich sind. Alle diese Daten liegen in Form von Zeichnungen, räumlichen Darstellungen, vorläufigen Mengenangaben oder Referenzmodellen vor, die aus dem architektonischen 3D-Modell abgeleitet werden.

Dann kommt die Bemessung, durchgeführt von Tragwerksplanern. Basierend auf dem architektonischen Entwurf, führt der Tragwerksplaner Berechnungen durch, meistens unter Verwendung von FEM-Bemessungswerkzeugen. In dieser Phase soll überprüft werden, ob die Konstruktion sicher ist und ob sie allen einwirkenden Belastungen und Kräften standhält, wie z. Wind, Schnee oder Erdbeben. Dies geschieht durch die Auswahl geeigneter Materialeigenschaften, Querschnitte, Randbedingungen und des statischen Systems. Mit anderen Worten, die Verantwortung der Tragwerksplaner besteht darin, die wirtschaftlichste Lösung für einen bestimmten Architekturentwurf zu ermitteln und dabei alle in Normen wie Eurocode, AISC, AS4100 usw. festgelegten Regeln einzuhalten. Jedes Einzelteil der Konstruktion muss alle bei der Kontrolle festgelegten Bedingungen erfüllen, um als zuverlässig und sicher für die Verwendung in der Bauphase zu gelten.

Danach folgt die Bauphase. Um mit dem Bau beginnen zu können, benötigen wir Werkstattzeichnungen und Montagepläne. Dies bedeutet, dass es Zeit für die Stahlbau-Werkstattplanung ist. Haben wir jedoch etwas vergessen? Jemand könnte sagen: „Und was ist mit der Anschlussstatik?“ Die Anschlussstatik ist ein Teil des Konstruktionsprozesses, der immer irgendwo zwischen der Strukturberechnung und Stahlbau-Werkstattplanung liegt. Einige Ingenieure behaupten dass die Anschlussstatik in der Verantwortung der für die Detaillierung des Stahltragwerks Verantwortlichen liegt und dass es ihre Verpflichtung ist, nur die Auswirkungen sicherzustellen, die sich aus ihrer Berechnung ergeben. Auf der anderen Seite gibt es Verantwortliche für die Detaillierung, die anderer Meinung sind und behaupten dass die Anschlussstatik von der gleichen Partei durchgeführt werden sollte, die auch die   Strukturberechnung durchgeführt hat, d.h. Tragwerksplaner. Also, was ist die Lösung für dieses Problem? Die Wahrheit liegt irgendwo dazwischen. Die Bemessung von Stahlanschlüssen ist ein Ingenieurproblem, erfordert jedoch eine ordnungsgemäße Detaillierung des Stahltragwerks. Der Anschluss sollte je nach Knotentyp im Berechnungsmodell als steif, biegesteif oder gelenkig ausgeführt werden und dann für alle relevanten Einzellastfälle und Lastfallkombinationen berechnet werden. Dies bedeutet, dass es ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Bemessung von Stahlanschlüssen und Werkstattplanung geben muss, und dies führt weiter zu der Schlussfolgerung, dass sie gleichzeitig durchgeführt werden sollten, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Die Werkstattplanung erfordert höchste Präzision, da alle Elemente nach den Angaben unseres 3D-Modells bestellt, gefertigt und montiert werden. Diese Informationen liegen in Form von NC-Dateien, Werkstattzeichnungen, Montagezeichnungen, 3D-Modellen und Materialspezifikationen vor. Eine richtige und präzise Planung schließt Fehlermöglichkeiten aus, die eine Verlängerung der Bauzeit und zusätzliche Kosten für den Hersteller und Auftragnehmer verursachen können, und auf diese Weise können alle Elemente problemlos transportiert und auf der Baustelle montiert werden.

Auch wenn das Tragwerk nur aus Stahlelementen besteht, kommen wir um den Einsatz von Stahlbeton nicht herum. Natürlich bestehen die Fundamente in unserem erwähnten Fall aus Beton, aber es gibt viele andere Situationen, in denen Stahlbeton mit einem Stahltragwerk verwendet wird, meistens in Form von Verbundstrukturen oder in einer anderen Kombination. So wie für die Herstellung und Montage von Stahlelementen die Stahlbau-Werkstattplanung erforderlich ist, werden Schal- und Bewehrungspläne für die präzise Produktion und Installation von Bewährungen und die Berechnung von Stücklisten benötigt.

Wie zu sehen ist, sind die Phase der architektonischen Gestaltung, Bemessungsphase und Bauphase miteinander verbunden, und der wichtigste Faktor für ihre ordnungsgemäße Verwaltung ist eine gute Kommunikation und ein ordnungsgemäßer Informationsfluss zwischen den Teams. Da wir innerhalb unseres Ingenieursbüros alle drei Phasen abdecken können, können Sie sicher sein, dass dieser Aspekt erfüllt wird. Natürlich können wir dank der BIM-Bemessungswerkzeugen (Building Information Modeling) jede dieser Phasen unabhängig voneinander in Zusammenarbeit mit anderen Teams durchführen – zum Beispiel können wir die Strukturberechnung und Stahlbau-Werkstattplanung auf der Grundlage der architektonischen Gestaltung eines anderen Büros durchführen oder die Anschlussstatik durchführen, basierend auf der Strukturberechnung eines anderen Tragwerksplaners usw.

Dies war nur ein kurzer Überblick über die Stahlbauplanung Natürlich könnte noch viel mehr über jede Planungsphase einzeln geschrieben werden, aber wir werden dies für einige zukünftige Artikel aufheben, in denen wir detailliertere Beschreibungen und Erklärungen liefern werden, die aus realen Projekten stammen, die wir für Kunden auf der ganzen Welt durchgeführt haben – aus Großbritannien, Australien, Neuseeland, Österreich, Singapur, VAE usw.

Vielen Dank für Ihr Interesse an diesem Thema. Wenn Ihnen der Artikel gefallen hat, folgen Sie uns weiter, denn es wird weitere interessante und spannende Geschichten aus der Welt von TIM Global Engineering geben.

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