Kuhn, Luisa (2018)
Analyse statischer Randbedingungen zur bauprozessorientierten Planung der Baustellenlogistik unter Anwendung der BIM-Methodik.
Technische Universität Darmstadt
Masterarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Der innerstädtische Hochbau mit seinen beengten Platzverhältnissen stellt die Baulogistik vor einige Herausforderungen. Durch Platzmangel außerhalb des Gebäudes muss auf den Innenbereich des Bauwerks als Lagerfläche zurückgegriffen werden. Ohne ein durchdachtes und strukturiertes Lagerflächenmanagement ergeben sich oftmals chaotische Lagerzustände, die ein zügiges Arbeiten verhindern und Verletzungsrisiken schaffen. Außerdem erfährt ein Bauwerk während der Bauausführung andere Belastungen als im fertigen Zustand. Um die Gefahr eines Versagens der Bauteile bzw. des unvollständigen Bauwerks während der Bauausführung zu reduzieren, ist eine genaue Ermittlung dieser Lasten notwendig. Die Ziele der vorliegenden Ausarbeitung sind die Verbesserung der Lagerzustände innerstädtischer Baustellen und das Einbeziehen statischer Randbedingungen in das Lagerflächenmanagement. Um diese Ziele zu erreichen, wird die BIM-Methodik verwendet, deren Vorteil darin besteht, ein digitales Gebäudemodell als Datenspeicher zu nutzen. Dafür wird eine Anwendung als Revit Add-in entwickelt werden, die die Positionierung von Lagerflächen innerhalb eines Gebäudes optimiert und die dadurch entstehenden Lasten ermittelt und ebenfalls platziert. Außerdem wird der Übertragungsprozess von Modellierungssoftware zu Berechnungssoftware untersucht und einbezogen und so eine Berechnung ermöglicht. Zunächst werden anhand von Literatur Grundlagen erarbeitet, die für das Konzept und die Umsetzung des Programms notwendig sind. In den Bereichen Baubetrieb und Tragwerksplanung werden Aspekte der Baustelleneinrichtung, Baulogistik und verschiedene Bauverfahren untersucht, sowie normative Einwirkungen und Bemessungsregeln verschiedener Bauarten betrachtet. Dabei werden alle Baustelleneinrichtungselemente ermittelt, die für eine Lagerung und Nutzung innerhalb des Gebäudes in Frage kommen. Außerdem werden anhand des Eurocodes Lasten zusammengestellt, die während der Bauausführung wirken können. Des Weiteren wird sich mit dem aktuellen Stand der BIM-Methodik in beiden Fachbereichen beschäftigt. Nach der Betrachtung aktueller Beispiele aus Forschung und Entwicklung im Bereich Baulogistik wird ein Forschungsbedarf für diese Ausarbeitung abgeleitet. Anschließend wird anhand eines Vergleichs verschiedener Berechnungsprogramme das Programm RFEM von Dlubal für die Umsetzung der Anwendung ausgewählt. Für diese Ausarbeitung wird die Ortbetonbauweise als Bauverfahren gewählt, da mit dieser die Möglichkeit einhergeht, unter Berücksichtigung von Ausschalfristen Bauteile als Lagerfläche zu nutzen, welche noch keine 28-Tage-Betondruckfestigkeit erreicht haben und die daraus resultierenden Auswirkungen zu untersuchen. Die entwickelte Anwendung Static Storage Area Placement – SSAP – positioniert die vom Nutzer gewählten Baustelleneinrichtungselemente nach dem kürzesten Abstand zu den aktuell herzustellenden Bauteilen. Für die Positionierung ausgeschlossene Flächen sind dabei die Arbeitsflächen um die herzustellenden Bauteile und Flucht- bzw. Bauweg. Zusätzlich wird stets ein Abstand zu anderen Bauteilen oder Elementen eingehalten. Ein manuelles Platzieren bleibt dem Nutzer offen. Die Auswahl an Baustelleneinrichtungselementen, die dem Nutzer zur Verfügung stehen, sind in einer entworfenen SQLite Datenbank hinterlegt, die mit realistischen Daten gefüllt wurde. Neben den Bauausführungslasten, die aus den Baustelleneinrichtungselementen entstehen, können Wind und Schneelasten zusätzlich berücksichtigt und positioniert werden. Nach der Positionierung von Lasten und Baustelleneinrichtungslementen wird die native Schnittstelle zwischen Revit und RFEM genutzt, um das Modell nach RFEM zu übertragen und dort die Lastfälle Eigengewicht, veränderliche Lasten, Wind und Schnee sowie deren Kombinationen nach linearer FE-Methode zu berechnen. Anschließend besteht die Möglichkeit, die Berechnungsergebnisse wie z.B. Verformungen oder Schnittgrößen nach Revit zu übertragen. Diese beiden Handlungen werden vom Nutzer manuell durchgeführt, weshalb es sich bei SSAP um eine teilautomatisierte Anwendung handelt. Der Prototyp SSAP unterstützt damit den Logistikplaner, eine geordnete Lagerflächenplanung zu entwerfen und eine statische Berechnung des durch Lagerung belasteten Gebäudes durchzuführen. Eine Bewertung der Tragfähigkeit ist ohne einen Statiker allerdings nicht möglich, da die von RFEM ausgegeben Berechnungsergebnisse wie Verformung und Schnittgrößen ohne das Wissen von Grenzwerten allein nicht bewertet werden können. Die Berechnungsergebnisse dienen demnach nur als Anhaltspunkt für eine Besprechung der ermittelten Bauausführungslasten mit dem Statiker. Die Analyse des Übertragungsprozesses von Revit nach RFEM hat gezeigt, dass schon viel möglich ist, allerdings auch noch viel Optimierungspotential besteht.

Frage zum Eintrag

Redaktionelle Details anzeigen