Eine sorgfältige Planung im Stahlbau kann einen erheblichen Einfluss auf die Realisierbarkeit und die Gesamtkosten eines Bauwerks haben.

Grundlegende Konstruktionsentscheidungen können die Realisierbarkeit und die Kosten eines Gebäudes maßgeblich beeinflussen. Die richtigen Entscheidungen verringern Konflikte im Bauprozess und reduzieren die Wahrscheinlichkeit nachträglicher Nachbesserungen.

1. Einführung

Design for Fabrication (DFF) und Design for Assembly (DFA) stehen für die Integration von Stahlkonstruktionsentwurf und Prozessplanung zu einer gemeinsamen Aktivität. Ziel ist es, eine Stahlkonstruktion zu entwerfen, die einfach und wirtschaftlich herzustellen ist. Die Bedeutung einer fertigungsgerechten Konstruktion zeigt sich darin, dass der Großteil der Fertigungskosten eines Produkts (Materialkosten, Verarbeitung und Montage) durch Konstruktionsentscheidungen bestimmt wird, während Produktionsentscheidungen (wie Prozessplanung oder Maschinenauswahl) vergleichsweise weniger Einfluss haben.

Nachfolgend einige allgemeine Konstruktionsprinzipien, die Planern bei der Kostenplanung für Stahlbau helfen sollen.

2. Bauteilanzahl

Die Reduzierung der Anzahl der Bauteile ist wahrscheinlich die beste Möglichkeit zur Senkung der Herstellungskosten. Weniger Teile bedeuten weniger Beschaffung, Lagerung, Handhabung, Bearbeitungszeit, Entwicklungszeit, Ausstattung, Ingenieurszeit, Qualitätskontrolle, Montageaufwand, Prüfungen usw. Im Allgemeinen verringert es die Intensität aller Aktivitäten während der gesamten Lebensdauer der Stahlkonstruktion.

3. Modulares und repetitives Design

Der Einsatz von Modulen im Design vereinfacht Fertigungsaktivitäten wie Inspektion, Prüfung, Montage, Beschaffung, Nachkonstruktion, Aufbau usw. Einer der Gründe ist, dass Module den Neuentwurf erleichtern, die Standardisierung der Fertigung fördern und die Montage vereinfachen.

4. Verwendung von Standardprofilen

Stahlwerke neigen dazu, selten verwendete Profile teurer anzubieten, daher sind manche Profile günstiger als andere. Auch sind die Lieferzeiten bei häufig verwendeten Profilen kürzer. Die hohe Verfügbarkeit von Standardprofilen reduziert somit sowohl die Beschaffungszeiten als auch die Kosten. Der Einsatz von Standardprofilen entlastet den Hersteller bei der Einhaltung von Terminen.

5. Standardisierte Verbindungsmittel

Beim Aufbau von Stahlkonstruktionen können verschiedene Längen gleich dicker Schrauben zu Verwirrung bei den Monteuren führen und den Arbeitsablauf stören. Um dies zu vermeiden, sollte der Konstrukteur versuchen, gleiche Durchmesser in gleichen Längen zu gruppieren. Dies minimiert das Risiko, eine zu lange Schraube dort einzusetzen, wo eine kürzere erforderlich wäre, was später zu einem Mangel der längeren Schrauben führen kann.

6. Konstruktion für Feuerverzinkung

Die Konstruktion der Metallbauteile sollte angepasst werden, wenn sie verzinkt werden sollen. Die Feuerverzinkung erfordert gute Entwässerung, ausreichende Entlüftung, geeignete Materialkombinationen, passende Schweißnähte und kompatible Produktabmessungen. Eine frühzeitige Abstimmung zwischen Verzinker, Hersteller und Konstrukteur ist entscheidend für optimale Ergebnisse.

7. Minimierung von Verschnitt

Eine der obersten Prioritäten bei der Konstruktion von Stahlbauwerken ist die Minimierung des Verschnitts. Konstrukteure sollten sich des potenziellen Verschnitts bewusst sein und geeignete Maßnahmen zu dessen Reduzierung ergreifen. Mögliche Lösungen sind das Hinzufügen zusätzlicher Verbindungen oder das Ändern des Profils. Jede Option sollte gemeinsam mit den Beteiligten sorgfältig berechnet werden, um die optimale Lösung für alle Parteien zu finden.

8. Fazit

Die Auswahl der optimalen Kombination aus Material und Fertigungsprozess führt zur idealen Planung im Stahlbau. Beispielsweise werden Schraubverbindungen im Allgemeinen bevorzugt, da sie einfacher und kostengünstiger sind – Schweißverbindungen bieten hingegen eine höhere strukturelle Leistungsfähigkeit.

Steigende Lohnkosten erhöhen den Druck auf die Hersteller, Automatisierung in ihren Werkstätten einzuführen. Moderne Werkstätten sind mit verschiedenen CNC-gesteuerten Maschinen ausgestattet, um die Fertigung zu beschleunigen. Konstrukteure von Stahlbauwerken sollten diesem Trend folgen und sich mit der schnell wachsenden Fertigungstechnologie in Einklang bringen – ohne Kompromisse bei Qualität und Normkonformität einzugehen.