Stahlbedarf im Stahlbeton-Hochbau

Diplomarbeit von Daniel Dix

Einleitung:

Die nachfolgende Diplomarbeit befasst sich mit dem Betonstahlbedarf im Stahlbeton- Hochbau und geht dabei auf literarische und objektbezogene Quellen ein.

Ziel ist es, durch Auswertung von bereits kalkulierten Projekten und literarischen Werken, bauteilbezogene Faktoren zu ermitteln, welche der Realität sehr nahe kommen und die praktische Arbeit von Kalkulatoren erleichtern.

Zunächst wird auf die Kalkulation und Ausschreibung im Schlüsselfertigbau eingegangen. Hier bei sollen sämtliche Merkmale zur Geltung kommen und als Hinführung zum Thema Betonstahl im Bauwesen dienen.

Im Anschluss daran wird die Bedeutung des Stahlbedarfs in der VOB und in der heutigen Zeit untersucht. Hier bei soll der Bezug zur Regelung der Massenermittlung des Stahls dargestellt werden, wie bauteilbezogene Abzüge oder die Festlegung, so dass die Abrechnung nach Stahllisten erfolgt.

Des Weiteren wird die Bedeutung des Stahls in der heutigen Zeit im Kontext der Finanz- und Wirtschaftskrise dargestellt und so auf die Besonderheiten auch im Bezug zur Stahlpreisentwicklung eingegangen.

Eine Analyse von Projekten, in welcher der Anteil des Stahls an den Gesamtrohbaukosten an verschiedenen Bauwerkstypen dargestellt wird, bildet den Einstieg in die bauteilbezogene Auswertung.

Inhaltsverzeichnis:

1.	Einführung	15
1.1	Kalkulation und Ausschreibung im Schlüsselfertigbau	16
1.1.1	Definition des Schlüsselfertigbaus	16
1.1.2	Definition und Aufgaben eines Generalunternehmers	16
1.1.3	Vergabeformen im Schlüsselfertigbau	17
1.1.3.1	Vor- und Nachteile der Vergabeformen	18
1.1.3.2	Vorteile für den Auftragnehmer im Schlüsselfertigbau	19
1.1.4	Risiken im Schlüsselfertigbau	19
1.1.5	Vertragsformen im Schlüsselfertigbau	20
1.1.6	Kalkulationsmethoden im Schlüsselfertigbau	23
1.1.7	Pauschalpreiskalkulation	24
1.1.8	Verlauf der Vergabe und zukünftige Vergabeformen	27
1.2	Bedeutung in der VOB	29
1.2.1	Allgemeines zur VOB	29
1.2.2	Bestandteile der VOB und deren Bedeutung	29
1.2.3	Bedeutung in der DIN 18331 Betonarbeiten	31
1.3	Bedeutung des Stahls in der heutigen Zeit	33
1.4	Stahlpreisentwicklung der letzten 3 Jahre	38
1.5	Anteil des Betonstahls an den Gesamtrohbaukosten	43
1.5.1	Büro- und Verwaltungsgebäude	43
1.5.2	Märkte	44
1.5.3	Hallenartige Bauwerke	45
1.5.4	Wohnanlagen	46
1.5.5	Tiefgaragen	47
1.5.6	Mehrfamilienhäuser	48
1.5.7	Dienstleistungs-/Produktionszentren	49
1.5.8	Zusammenfassung	49
2.	Bauteilbezogene Faktoren in der Literatur	50
2.1	Erläuterungen der Auswertung	50
2.2	„Zahlentafeln für den Baubetrieb“	51
2.2.1	Hochbau allgemein	52
2.2.2	Durchschnittswerte der Gesamtkonstruktion	55
2.2.3	Ingenieurbauwerke	56
2.3	Internetpräsenz des Instituts für Baubetriebslehre der Universität Stuttgart	57
2.3.1	Betonstahlmengen bei Mindestbewehrung nach EC 2	57
2.3.2	Betonstahlmengen ausgeführter Objekte	59
2.3.3	Abschätzung von Bewehrungsmengen bei Ausschreibungen	63
2.3.4	Auswertung einer Schule in Frankfurt	64
2.3.5	Erfahrungswerte	65
2.3.6	Betonstahlermittlung	66
2.4	Stahlbedarf von Dipl.- Ing. Walter Braun	67
2.4.1	Ortbetonbauteile	67
2.4.1.1	Randstützen	68
2.4.1.2	Innenstützen	71
2.4.1.3	Außenstützen	75
2.4.1.4	Eckstützen	77
2.4.1.5	Fundamente	79
2.4.1.6	Plattenbalken	82
2.4.1.7	Massivplatten	86
2.4.2	Betonfertigteile	90
2.4.2.1	Pfetten	91
2.4.2.2	Schwach bewehrte Binder	93
2.4.2.3	Schwach bewehrte Träger	95
2.4.2.4	Vorgespannte Binder	97
2.4.2.5	TT- Platten	99
3.	Bauteilbezogene Faktoren projektbezogen	101
3.1	Erläuterung der Auswertung	101
3.2	Büro- und Verwaltungsgebäude	103
3.2.1	Bürogebäude in München	105
3.2.2	Verwaltungsgebäude in Surheim	110
3.3	Märkte	116
3.3.1	Einzelhandel in Weilerswist	119
3.3.2	Einkaufsmarkt in Siegen	124
3.4	Hallenartige Bauwerke	130
3.4.1	Lagerhalle in Surheim	132
3.4.2	Logistikzentrum in Essen	136
3.5	Wohnanlagen	140
3.5.1	Seniorenwohnheim in Celle	144
3.5.2	Seniorenwohnheim in Wienhausen	150
3.5.3	Gesundheitszentrum in Meerbusch	157
3.6	Tiefgaragen	163
3.6.1	Tiefgarage in Frankfurt	165
3.7	Mehrfamilienwohnhäuser	171
3.7.1	Mehrfamilienhaus in Camp-Linfort	175
3.7.2	Einfamilienhaus in Eisingen	177
3.8	Dienstleistungs-/Produktionszentren	183
3.8.1	Dienstleistungsgebäude in Hohenacker	185
3.8.2	Produktionsstätte in Luckenwalde	191
3.9	Sonderbauwerke	196
3.9.1	Schaltanlage in Frimmersdorf	198
3.9.2	Mittelspannungsschalthaus in Alfter	201
4.	Vergleich zwischen Literatur und projektbezogenen Faktoren	204
4.1	Durchschnittswerte der Gesamtkonstruktion	204
4.2	Fundamente	206
4.3	Bodenplatten	207
4.4	Wände	208
4.5	Stützen	209
4.6	Balken	210
4.7	Decken	211
5.	Ergebnisse	213
5.1	Durchschnittswerte pro Kubikmeter Beton	213
5.2	Fundamente	214
5.3	Bodenplatten	214
5.4	Wände	214
5.5	Stützen	215
5.6	Balken	215
5.7	Decken	216
6.	Anlagen	217
6.1	Literaturverzeichnis und Links zu Internetpräsenzen	217
6.2	Abkürzungsverzeichnis	224
6.3	Tabellarische Auswertung zu „Stahlbedarf“ von Dipl.- Ing. Walter Braun	225
6.3.1	Tabellenverzeichnis	225
6.3.2	Stützen	230
6.3.3	Fundamente	280
6.3.4	Plattenbalken	287
6.3.5	Massivplatten	298
6.3.6	Pfetten	305
6.3.7	schwach bewehrte Binder	308
6.3.8	schwach bewehrte Träger	311
6.3.9	Vorgespannter Binder	314
6.3.10	TT- Platten	317
6.4	Tabellarische Auswertung zu bauteilbezogene Faktoren projektbezogen	326
6.4.1	Büro- und Verwaltungsgebäude	326
6.4.1.1	Bürogebäude in München	326
6.4.1.2	Verwaltungsgebäude in Surheim	328
6.4.2	Märkte	330
6.4.2.1	Einzelhandel in Weilerswist	330
6.4.2.2	Einkaufsmarkt in Siegen	332
6.4.3	Hallenartige Bauwerke	335
6.4.3.1	Lagerhalle in Surheim	335
6.4.3.2	Logistikzentrum in Essen	336
6.4.4	Wohnanlagen	338
6.4.4.1	Seniorenwohnheim in Celle	338
6.4.4.2	Seniorenwohnheim in Wienhausen	340
6.4.4.3	Gesundheitszentrum in Meerbusch	342
6.4.5	Tiefgaragen	345
6.4.5.1	Tiefgarage in Frankfurt	345
6.4.6	Dienstleistungs-/Produktionszentren	347
6.4.6.1	Dienstleistungsgebäude in Hohenacker	347
6.4.6.2	Produktionsstätte in Luckenwalde	348

Textprobe:

Kapitel 3, Bauteilbezogene Faktoren projektbezogen:

Erläuterungen der Auswertung:

In der Auswertung der bauteilbezogenen Faktoren werden Original-Projekte berücksichtigt, um später einen Vergleich zu den Faktoren aus der Literatur zu ermöglichen.

Hier bei werden sämtliche Projekttypen, wie Büro- und Verwaltungsgebäude, Märkte oder auch hallenartige Bauwerke, ausgewertet.

Hier für wird bei jedem Projekt die statische Berechnung analysiert. Dort wird bei sämtlichen ausgewerteten Positionen der Bewehrungsanteil ermittelt, ein Faktor pro laufenden Meter oder pro m² Fläche gebildet und in Relation zur Auswertung der Literatur in kg / m³ angegeben.

Da in der Statischen Berechnung ausschließlich der Durchmesser, der Stababstand oder die Mattenbezeichnung zu finden ist, werden die Nenngewichte pro laufenden Meter Stabstahl (siehe Abb. 27: Gewichte Betonstabstahl BSt 500 S) bzw. pro m² Matte (siehe Abb. 28: Gewichte Betonstahlmatten BSt 500 M) aus den „Bautabellen für Ingenieure“ verwendet.

Soweit möglich wird der tabellarischen eine grafische Auswertung angefügt, um eine bessere Veranschaulichung zu gewährleisten.

Hierbei wird der Stahlbedarf jeweils in Abhängigkeit von der Belastung dargestellt, um ein leichtes Ablesen bei ermittelter Belastung zu ermöglichen.

Zusätzlich wird anhand von weiteren Projekten, welche in dieser Diplomarbeit bauteilbezogen nicht ausgewertet werden, der Stahlbedarf jeweils pro Kubikmeter Beton untersucht.

Wie auch bei der bauteilbezogenen Auswertung in der Literatur, werden sämtliche Tabellen der projektbezogenen Auswertung im Anhang aufgeführt.

Büro- und Verwaltungsgebäude:

Bei der nachfolgenden Auswertung von Büro- und Verwaltungsgebäuden wird nun zuerst, anhand von kalkulierten Projekten, der Stahlbedarf pro Kubikmeter Beton des Gesamtbauwerks untersucht.

Hier für werden sowohl Gebäude mit als auch ohne Statik untersucht, für welche Erfahrungswerte berücksichtigt wurden, und nun folglich aufgeführt:

Verwaltungsgebäude in Koblenz:

Eingebauter Beton: 568 m³, Geschätzte Stahlmenge: 57.461 kg, Stahlbedarf pro m³ Beton: 101,16 kg / m³.

Verwaltungsgebäude in Surheim:

Eingebauter Beton: 1.080 m³, Geschätzte Stahlmenge: 142.226 kg, Stahlbedarf pro m³ Beton: 131,69 kg / m³.

Verwaltungsgebäude in Duisburg (Bauteil 1):

Eingebauter Beton: 2.536 m³, Geschätzte Stahlmenge: 336.653 kg, Stahlbedarf pro m³ Beton: 132,75 kg / m³.

Verwaltungsgebäude in Duisburg (Bauteil 2):

Eingebauter Beton: 2.126 m³, Geschätzte Stahlmenge: 288.259 kg, Stahlbedarf pro m³ Beton: 135,59 kg / m³.

Verwaltungsgebäude in München:

Eingebauter Beton: 39.240 m³, Geschätzte Stahlmenge: 5.779.755 kg, Stahlbedarf pro m³ Beton: 147,29 kg / m³.

Verwaltungsgebäude in Heidelberg:

Eingebauter Beton: 1.275 m³, Geschätzte Stahlmenge: 130.165 kg, Stahlbedarf pro m³ Beton: 102,09 kg / m³.

Verwaltungsgebäude in Würzburg:

Eingebauter Beton: 3.379 m³, Geschätzte Stahlmenge: 431.440 kg, Stahlbedarf pro m³ Beton: 127,68 kg / m³.

Der Stahlbedarf eines Büro- und Verwaltungsgebäude schwankt in einem Bereich von ca. 100 bis 150 kg / m³. Dies liegt unter anderem daran, dass der Mauerwerksanteil am Gesamtbauwerk variiert und dass Vorhandensein einer Tiefgarage starken Einfluss auf diesen Wert nimmt. Sehr wichtig hier bei ist auch die Berücksichtigung des Baugrunds, da bei einem ungeeigneten Boden Bodenverbesserungen, wie beispielsweise mit Rüttelstopfsäulen, erforderlich werden. Dieses ermöglicht ein Einsparen an Betonstahl in Gründungsbauteilen, und somit eine Reduzierung des Faktors.

Folgend nun die Auswertung der bauteilbezogenen Faktoren anhand von zwei gerade genannten Objekten.

Bürogebäude in München:

Das gewählte Bauvorhaben erstreckt sich in den Obergeschossen auf eine Grundfläche von 176,0 m x 97,0 m und im Untergeschoss auf ca. 174,5 m x 104,5 m. Das Gebäude besteht aus einem Untergeschoss, einem Erdgeschoss und 6 Obergeschossen. Die Geschossdecken werden mit einer Dicken von 26 cm ausgeführt, die Kellerdecke muss aufgrund der höheren Nutzlast mit 30 cm Dicke ausgeführt werden. Als tragende Elemente werden die Stützen und die Treppenhauskerne herangezogen. Die außenliegende Fassade wird nichttragend ausgeführt.

Im Zuge der statischen Auswertungen werden sämtliche Wände in Form von Treppenhaus- und Aussteifungskernen sowie als Wandscheiben und Stützen vom Untergeschoss bis ins 5. Obergeschoss untersucht und ausgewertet.

Bei der Auswertung der Stützen werden verschiedene Querschnitte sowie Rund- als auch rechteckige Stützen betrachtet. Wie im Anschluss an die beispielhafte Darstellung einer Stütze in der Grafik zu sehen ist, schwankt der Stahlbedarf in Abhängigkeit von Belastung Nd und bewegt sich in einem Bereich von 135 bis ca. 620 kg / m³.

In der nachfolgenden Auswertung der Wandscheiben ist ein Stahlbedarf aus der Grafik von 60,0 bis ca. 210 kg /m ³ ablesbar, jedoch in Abhängigkeit vom maximalen Feldmoment max. Mf. Wie bei den Stützen wurden auch hier verschiedene Abmessungen untersucht und im Anschluss an die beispielhafte Auswertung einer Wandscheibe grafisch dargestellt.

Abschließend werden noch diverse Wände der Aussteifungskerne mit einem statischen Stahlbedarf von ca. 80 kg / m³ und Treppenhaus- bzw. Schleusenwände von 40 bis ca. 140 kg / m³ ausgewertet. Diese sind wie die gesamte tabellarische Auswertung in den Anlagen im Punkt 6.4 zu finden.