Stahlbau-Mengenermittlung

Walzprofile (W, S, M, HP, C, MC, Winkel, Hohlprofile und Rohre) werden mit ihrem veröffentlichten Nenngewicht pro Fuß multipliziert mit der detaillierten Länge aus den Werkstatt- oder Montagezeichnungen erfasst. Die Bezeichnung enthält das Gewicht bereits: Ein W14x30 wiegt 30 Pfund pro Fuß und wird niemals aus dem Querschnitt neu hergeleitet. In metrischen Regionen gilt dasselbe als Masse pro Meter aus den Standard-Profiltabellen. Bleche werden auf das kleinste umschließende Rechteck berechnet: rechteckige Außenabmessungen mal Dicke mal Dichte. Der dreieckige Verschnitt aus einem Knotenblech, einer geschnittenen Ecke oder einem abgeschrägten Ende wird nicht abgezogen, denn dieser Abfall ist tatsächliches Material, das der Fertiger eingekauft hat.

Dies ist die AISC-Methode der Gewichtsberechnung, die von US-Straßenbau-Spezifikationen wie den Caltrans Standard Specifications Section 55 nahezu wortwörtlich übernommen wird. Das Angebot und die meisten vertraglichen Abrechnungsmethoden verwenden dieses berechnete (theoretische) Gewicht, nicht die tatsächlich gewogene Masse. Das Waagengewicht, die Masse, die das Walzwerk je Charge wiegt, kann das theoretische Gewicht um die Walztoleranz überschreiten. ASTM A6 legt diese Toleranz als zulässige Grenze fest, nicht als garantierte Überschreitung: bis zu plus 2,5 Prozent bei Profilen ab 100 Pfund pro Fuß und schwerer sowie minus 2,5 bis plus 3,0 Prozent bei Profilen unter 100 Pfund pro Fuß. Behandeln Sie dies als Toleranzband für den Abgleich, nicht als zu erwartenden Durchschnitt; das Waagengewicht zu verwenden, wo der Vertrag das berechnete Gewicht vorschreibt, führt zu einer Überberechnung der Leistung.

Schweres Blech weist eine größere Walztoleranz auf, daher erhalten bei Abrechnungsmethoden im Straßen- und Brückenbau Bleche mit einer Breite über 36 Zoll (etwa 915 Millimeter) einen Zuschlag von der Hälfte der zulässigen ASTM-A6-Gewichtsüberschreitung zusätzlich zu ihrem Nenn-Rechteckgewicht. Bleche von 36 Zoll und schmaler erhalten keinen Zuschlag. Metrische Hochbaumethoden ermitteln die theoretische Nettomasse und wenden diese Überschreitung nicht an.

Für Ausklinkungen, Aussparungen, Abschnitte, geschnittene Kanten, Stanzen, Bohren, Ausbohren, Fräsen oder Hobeln wird kein Abzug vorgenommen. Das Walzwerk hat das volle Profil gewalzt und der Fertiger hat den vollen Stab oder das volle Blech bezahlt, sodass das entfernte Material Abfall ist, keine Gutschrift. ANZSMM formuliert dies als keinen Abzug für Löcher oder Ausklinkungen, und dasselbe Prinzip gilt über alle formellen Methoden hinweg, selbst bei großen Löchern oder Ausklinkungen in einem Walzprofil.

Die Regel des Nicht-Abzugs ist bei Merkmalen von Stäben absolut, nicht aber bei Blechflächen. Große Öffnungen, die in eine Blechfläche geschnitten werden, etwa ein Trapezblech- oder Fußplattenfeld, folgen der für die Stahlfläche übernommenen Regel für kleine Aussparungen der allgemeinen Methode: Öffnungen über etwa 0,10 Quadratmeter werden nach der Tiefbaumethode (CESMM4) und über 1,00 Quadratmeter nach der Hochbaumethode (RICS NRM2) abgezogen. Es gibt keine stahlspezifische Öffnungsklausel, sodass diese allgemeinen Schwellenwerte analog angewendet werden. Treppen-, Schacht- und Aufzugsöffnungen im Trapezblech werden stets abgezogen; kleine Durchdringungen werden mitgerechnet.

Das Gewicht von Schweißgut sowie das Gewicht von Anstrich oder Verzinkung werden nicht in die Stahltonnage eingerechnet. Beide sind gegenüber dem Stahl der Stäbe vernachlässigbar und werden als eigene Positionen kalkuliert: Schweißnähte nach Länge und Größe gemäß AWS D1.1, und Beschichtungen nach Oberfläche. Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben und Bolzen stammen, sofern gewogen, aus den Verbindungsmittel-Tabellen des AISC Steel Construction Manual (Gewicht pro 100 Stück); andernfalls fallen sie unter den Anschlusszuschlag. Im Angebotsstadium sind die endgültigen Anschlusskonstruktionen meist unbekannt, sodass Anschlussstahl (Knotenbleche, Stirnplatten, Fuß- und Kopfplatten, Steifen, Anschlusswinkel, Schrauben) durch einen pauschalen Prozentsatz abgedeckt wird, der zum reinen Stabgewicht hinzugerechnet wird. Übliche Praxis liegt zwischen 3 und 10 Prozent, oft 5 bis 7 Prozent für gewöhnliche, gelenkig angeschlossene Hochbaurahmen und etwa 10 bis 15 Prozent für biegesteife, ausgesteifte oder erdbebenbeanspruchte Rahmen. Dieser Prozentsatz ist eine Kalkulationskonvention ohne veröffentlichte Klausel für eine konkrete Zahl, kalibrieren Sie ihn daher anhand der Erfahrungswerte des Fertigers; die formellen Methoden ermitteln Anschlüsse gesondert, sobald die Konstruktionen vorliegen.

Zwei zählbare Anschlusspositionen erhalten eigene Positionen. Ankerstäbe (Ankerschrauben) nach ASTM F1554 in den Güteklassen 36, 55 und 105 sind eine Beschaffungs- und Setzmenge, die sich aus der Anzahl der Stützen und Fußplatten ableitet (üblicherweise vier Stäbe pro Fußplatte), beschrieben durch Durchmesser, Einbindetiefe, Überstand und Güteklasse, und wird in der Regel vom Betonbaugewerk vor der Montage gesetzt. Kopfbolzendübel (AWS D1.1 Typ B, üblicherweise drei Viertel Zoll) sind eine in großer Stückzahl auftretende Position für Verbunddecken, die jeweils der Dübelliste der Verbundkonstruktion entnommen werden, mit Gewicht aus den AISC-Tabellen, und niemals zur Tonnage des reinen Stabes hinzugerechnet wird.

Das Stabgewicht ist Länge mal Gewicht pro Fuß, sodass die Längenkonvention die Tonnage bestimmt. Die Methode verwendet die Gesamtlänge jedes Profils, von Ende zu Ende, ohne Abzug für die Endbearbeitung. ANZSMM ermittelt Profile in Vielfachen von 0,1 Meter; in der US-imperialen Praxis wird auf das nächste Zoll oder den nächsten Teilfuß gerundet. Stützen werden zwischen Stoßpunkten gemessen, und Träger verlaufen von Auflagermitte zu Auflagermitte oder bis zur detaillierten Schnittlänge.

In einem Tragwerks- oder Fundamentplan ist eine tragende Stütze ein ausgefülltes Quadrat oder Rechteck, ein schweres I- oder W-Profil oder ein Hohlprofil- bzw. Rohrsymbol an einem Rasterschnittpunkt. Zählen Sie einen Punkt pro Stütze. Fußplatten werden zusammen mit der Stütze gezählt, nicht gesondert, und architektonische Pfosten, Poller, Einbauteile sowie nicht tragende Stützen bleiben unberücksichtigt. Eine über mehrere Geschosse gestoßene Stütze ist eine Stütze für die Zählung und für die Tonnage, und die Anzahl der Ankerschrauben und Fußplatten leitet sich daraus als Gegenprobe ab.

Neben den Stützenpositionen läuft eine gesonderte Zählung mit: die Zählung der Montageeinheiten, erfasst je versandfähigem oder auf der Baustelle verbundenem Stück. Montagearbeit und Kranhübe richten sich nach der Anzahl der Stücke, nicht nach durchlaufenden Stäben. Eine dreigeschossige, auf Ebene zwei gestoßene Stütze ist ein Stab, aber zwei Montageeinheiten, und ein in zwei Abschnitten gelieferter Träger ergibt zwei Hübe. Verfolgen Sie die Stückzahl für die Montagestunden, unabhängig von der Tonnage.

Unterschiedliche Stabfunktionen verursachen unterschiedlichen Fertigungs- und Montageaufwand pro Tonne, daher wird die Tonnage gruppiert statt zusammengefasst: Stützen, Träger und Hauptträger, Verbände, Neben- und Ausfachungsstäbe sowie sonstige Metallarbeiten und Einbauteile, dazu eine Aufteilung nach Werkstatt und Baustelle. Die formellen Methoden verlangen, dass Stützen, Träger, Verbände und unregelmäßige Stäbe gesondert ermittelt werden. Sonstige Metallarbeiten wie Treppen, Leitern, Geländer, Stürze und Einbauteile bilden in der Regel ein eigenes Paket getrennt vom Tragwerk.

Die Tonnage wird zudem nach Stahlgüte aufgegliedert, da die Güte den Einheitspreis und die Beschaffungs-Vorlaufzeit bestimmt. W-Profile sind üblicherweise ASTM A992, Bleche meist A36 oder A572 Grade 50, Hohlprofile A500 oder A1085 und Rundrohre A53. Dasselbe Profil in einer höheren Güte ist eine andere Beschaffungsposition. In Europa stammen die entsprechenden Güten aus EN 10025 und in Australien und Neuseeland aus den AS/NZS-Güten. Prüfen Sie die Güte anhand der Materialspezifikation des Projekts auf den Tragwerksplänen.

Trapezbleche werden nach Fläche über dem getragenen Tragwerk bis zur Außenkante der Trapezblechauflage erfasst, in Squares (100 Quadratfuß) in den USA oder andernorts in Quadratmetern. Die Fläche wird mithilfe der vom Steel Deck Institute nach ANSI/SDI SD-2022 veröffentlichten Nettodeckbreite in eine Tafelmenge umgerechnet, nicht der Nennbreite: Eine übliche 36-Zoll-Dachtrapezblechtafel fügt sich zu netto 36 Zoll, während Verbundtrapezbleche mit ineinandergreifenden Seitenüberlappungen etwas weniger als den Nennwert abdecken. Der Verschnittzuschlag für Trapezbleche, typischerweise 5 bis 10 Prozent für Passzuschnitte an Öffnungen, Gefällen und Endüberlappungen, ist Konvention und kein veröffentlichter Wert.

Stahl-Gitterträger und Gitterträger-Hauptträger (die SJI-Reihen K, LH, DLH und KCS) werden je Stück und nach Länge erfasst, mit dem Gewicht aus dem ungefähren Gewicht der SJI-Lasttabelle in Pfund pro Fuß für jede Bezeichnung, zum Beispiel 22K9. Dieses Gewicht schließt Aussteifungen und Zubehör nicht ein, sodass die Aussteifung eine eigene Position bildet. Gitterroste, Riffel- und Bodenbleche sowie Treppenstufen sind Positionen der sonstigen Metallarbeiten, die nach Fläche mit eigenen Schnitt- und Verschnittkonventionen erfasst werden, dazu Randeinfassungen nach Länge sowie Stufen und Podeste je Stück; ihr Gewicht stammt aus dem Produktgewicht pro Fläche des Herstellers, etwa der NAAMM/MBG-Rostreihe, nicht aus den Walzprofiltabellen.

Beschichtungen sind keine Funktion des Stahlgewichts. Spritzbrandschutz, dämmschichtbildende Beschichtung sowie Werkstatt- oder Baustellenanstrich werden nach Oberfläche erfasst, dem abgewickelten Umfang (Mantelumfang) jedes Profils mal seiner Länge. Die Brandschutzdicke hängt vom Profilfaktor und der erforderlichen Feuerwiderstandsklasse ab, die durch die gelistete Feuerwiderstandskonstruktion festgelegt ist; UFGS 07 81 00 regelt den Umfang des Spritzbrandschutzes. Feuerverzinkung wird üblicherweise wie ein Anstrich nach der Oberfläche des Stabes ermittelt, während die Auflage als Beschichtungsmasse pro Flächeneinheit nach ASTM A123 festgelegt ist, und Verzinkereien kalkulieren oft nach dem Gewicht des getauchten Stahls.

Für das Mengenermittlungsgewicht verwenden Hohlprofile und Rohre weiterhin das veröffentlichte Nenngewicht pro Fuß, sodass die Tonnage-Grundlage unverändert bleibt. Die Falle besteht darin, dass die Bemessungswanddicke nach ASTM A500 etwa das 0,93-Fache der Nennwanddicke beträgt, was die Bemessungs-Querschnittswerte (Fläche und Widerstandsmoment) verringert, obwohl das Kataloggewicht auf der Nennwanddicke beruht. Berechnen Sie das Mengenermittlungsgewicht nicht aus der Bemessungswanddicke neu, denn dies würde die eingekaufte Masse unterschätzen. Prüfen Sie je Tabelle, auf welche Wanddicke sich ein veröffentlichter Wert bezieht.

Architektonisch sichtbarer Stahlbau ist Stahl, der dort sichtbar bleibt, wo das Erscheinungsbild zählt. Der AISC Code of Standard Practice definiert Kategorien für sichtbaren Stahl, die die Anforderungen an Fertigung und Endbearbeitung erhöhen, etwa glattere Schweißnähte, geschliffene Kanten und engere Toleranzen. Dies ändert das ermittelte Gewicht nicht, bringt jedoch einen Fertigungskostenaufschlag mit sich, der gekennzeichnet werden sollte, damit der Zuschlag nur den sichtbaren Stäben zugeordnet wird. Behandeln Sie dies als Kategorisierungsmerkmal an ansonsten standardmäßiger Tonnage, nicht als Mengenänderung.

Dasselbe Tragwerk ergibt je nach Zweck eine unterschiedliche Tonnage. Eine Angebotskalkulation beaufschlagt das berechnete Netto-Stabgewicht mit dem Anschlusszuschlag und dem Verschnitt- oder Abfallzuschlag und erfasst Trapezbleche und Gitterträger nach Fläche oder Stück mit ihrem jeweils eigenen Verschnitt. Die Beschaffung bestellt Stäbe in den Lagerlängen des Walzwerks (üblicherweise 40, 45, 50 und 60 Fuß) und schachtelt sie so, dass der nicht verschachtelte Rest, der Verschnitt, minimiert wird, sodass das bestellte Gewicht das Nettogewicht um diesen Verschnitt übersteigt, oft als Zuschlag von 3 bis 8 Prozent angesetzt.

Abschlagsrechnungen und die Abrechnung nach Aufmaß, insbesondere im Straßenbau, verwenden ausschließlich das normierte berechnete Gewicht: Bleche bis zum Rechteck, die halbe ASTM-A6-Überschreitung bei breiten Blechen, keine Abzüge und kein Schweißgut oder Anstrich. Die Kostenkontrolle gleicht das Waagengewicht des Fertigers innerhalb der ASTM-A6-Walztoleranz mit dem berechneten Vertragsgewicht ab. Der Anschlusszuschlag und der Verschnittzuschlag gehören nur zum Angebot und zur Bestellung, niemals zur abrechnungsrelevanten Aufmaßmenge. Exayard liest den Plansatz und die Stahlliste, wendet diese Regeln je Stabfunktion und Güte an und hält die Norm hinter jeder Menge fest, sodass das Gewicht erneut ermittelt und belegt werden kann.