Grundlagen des Bauwesens: Baustoffe, Prozesse und Kalkulation

Baustoffe und Konstruktion

Mauerwerksarten und Bindemittel

Mauerwerk mit Stuck: Wird mit einem Mörtelsystem ausgeführt und kann mit oder ohne zusätzliche äußere Verstärkungen errichtet werden.

Einfaches Mauerwerk: Besteht aus Ziegeln und Mörtel. Es ist nicht widerstandsfähig gegen seitliche Biegung oder Zugkräfte, sondern nimmt hauptsächlich Druckkräfte auf.

Eingefasstes Mauerwerk: Beinhaltet unterstützende Säulen für seitliche Kräfte. Das Mauerwerk wird durch Stahlbeton, Stahl oder andere Materialien eingerahmt.

Bewehrtes Mauerwerk: Enthält perforierte Hintermauerziegel sowie vertikale und horizontale Bewehrungen.

Stahl: Erhöht die Tragfähigkeit von Stahlbeton (z. B. Standard-Bewehrungsstahl A44).

Zement: Mischung aus Zuschlagstoffen (Sand/Kies), Zement und Wasser. Um die Qualität des Betons zu erhöhen, muss ein optimales Wasser-Zement-Verhältnis eingehalten werden (eine trockenere Mischung ist meist vorteilhafter).

Überlegungen bei der Steinverlegung

1. Niveau und Ausrichtung
2. Höhe und Abstand der Steine
3. Position der Platten
4. Durchmesser der Anker
5. Qualität des Mörtels
6. Qualität des Stahls
7. Geometrie der Wand
8. Verfüllung von Perforationen
9. Kontrolle der Trägerbiegung
10. Feuchtigkeit der Ziegel (100 % gesättigt)

Eigenschaften und Herstellung von Stahl

Stahl zeichnet sich durch gleichmäßige mechanische Eigenschaften, Serienproduktion, ein gutes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, einen konstanten Restwert und hohe Sicherheit aus.

Schwächen von Stahl: Korrosion, Empfindlichkeit bei Feuer und extreme Kälte.

Herstellung: Eisenerzgewinnung im Bergbau, Verarbeitung im Stahlwerk, Erzeugung von Kohlenstoffstahl, Recycling, Formgebung, Verarbeitung und Oberflächenschutz.

Holz und seine anatomische Struktur

• Mark (Kern): Das Zentrum des Stammes; es besitzt keine nennenswerten mechanischen Eigenschaften.
• Jahresringe: Abhängig von den Jahreszeiten; jeder Ring setzt sich aus hellem Frühholz und dunklem Spätholz zusammen.
• Borke (Außenhülle): Äußere Schicht, die den Baum vor Witterungseinflüssen schützt.
• Splintholz: Aktiver Teil des Xylems, der Wasser und Nährstoffe in die Blätter transportiert.
• Kernholz: Innerer Bereich des Stammes mit inaktivem Gewebe; meist dunkler gefärbt.
• Xylem: Gewebe nahe der Rinde; der äußere Teil ist aktiv, während der innere Teil langsam abstirbt.
• Kambium: Sehr dünne Wachstumsschicht angrenzend an das Xylem, die neue Zellen bildet.
• Phloem: Bastschicht zwischen dem Kambium und der Rinde.
• Rinde: Äußerste Schutzschicht des Baumes.

Mechanische Eigenschaften von Holz: Biegefestigkeit, Scherfestigkeit, Zugfestigkeit und Druckfestigkeit.

Mauerwerksverbände

• Läufermauerwerk (Soga): Die Steine werden mit ihrer längsten Seite in Richtung der Wand verlegt.
• Bindermauerwerk (Kopf): Die Steine werden senkrecht zur Wandrichtung verlegt.
• Grenadiermauerwerk (Sardinel): Die Steine stehen auf der Schmalseite hochkant nebeneinander.
• Rollschichtmauerwerk (Tamburin): Die Steine stehen auf der flachen Längsseite hochkant nebeneinander.

Betonarten und ihre Anwendungen

Unbewehrter Beton (Magerbeton): Wird für einfache Arbeiten ohne Bewehrung verwendet, wie z. B. für Sauberkeitsschichten, Fundamente, Terrassen und Bodenplatten.

Stahlbeton: Beton, der im Inneren eine Stahlbewehrung trägt, um Zugkräfte aufzunehmen und die Tragfähigkeit bei Bewegungen zu verbessern.

Massenbeton: Beton, der in großen Mengen für Infrastrukturprojekte wie Talsperren, Stauseen, Brücken, Tunnel, Häfen und Startbahnen verwendet wird.

Spannbeton (mit Vor- oder Nachträglicher Spannung): Betonstrukturen für weitgespannte Brücken und Tunnelträger (z. B. beim U-Bahn-Bau oder bei Brücken über den Río Maipo). Beton verhält sich hierbei elasto-plastisch.

Wasserbau-Beton: Spezialbeton für offene Kanäle, Gerinne und Wasserleitungen.

Fahrbahndecken: Beton mit sehr geringer Fließfähigkeit und hoher Oberflächengüte für den modernen Straßen- und Autobahnbau.

Ablauf beim Betonieren

Der Ablauf umfasst folgende Schritte: Prüfen der Voraussetzungen, Aufbau der Schalung, Herstellung des Betons, Transport, Einbringen, Nachbehandlung und Ausschalen.

Eigenschaften der Schalung: Beständig, starr und wasserdicht (undurchlässig).

Polymere im Bauwesen

Materie besteht aus Molekülen. Polymere sind Riesenmoleküle, die durch die Verknüpfung von Hunderttausenden kleiner Moleküle (Monomere) entstehen. Sie besitzen hervorragende mechanische Festigkeiten aufgrund ihrer langen Kettenstrukturen. Die intermolekularen Anziehungskräfte hängen von der chemischen Zusammensetzung des Polymers ab.

Projektbeteiligte und Management

Rollen im Bauwesen

• Architekt: Entwirft das Projekt, plant die Raumaufteilung, gestaltet die Ästhetik und erstellt die speziellen technischen Spezifikationen.
• Ingenieur (Tragwerksplaner): Führt die statischen Berechnungen auf Basis der Architektenpläne und des Bodengutachtens durch.
• Akteure der Bauausführung: Ingenieure, Bauunternehmer und Poliere.
• Projektingenieure / Administratoren: Verwalten den Bauvertrag und stellen die Einhaltung aller vertraglichen Rahmenbedingungen sicher.
• Bauingenieur / Bauleiter (Civil Constructor): Verantwortlich für den direkten Baufortschritt vor Ort unter Anwendung von Terminplanungsmethoden (Gantt, CPM, PERT etc.).
• Projektleiter (Head of Project): Erfahrener Bauprofi, der die Einstellung von Arbeitskräften koordiniert und für das Budget sowie finanzielle Vorschüsse verantwortlich ist.

Budgetierung und Kostenplanung

Ein wesentlicher Bestandteil des Angebots ist die Budgetierung. Je nach Planungsphase unterscheidet man zwischen Machbarkeitsstudien, ersten Schätzungen, detaillierten Budgets, Zwischenbilanzen und der endgültigen Abrechnung.

Ein Gesamtbudget gliedert sich in verschiedene Positionen (Leistungsverzeichnis) mit Beschreibung, Einheit, Menge, Einheitspreis und Gesamtpreis. Es berücksichtigt die direkten Kosten (Material und Arbeit), die Gemeinkosten (direkt und indirekt), den Gewinn sowie die gesetzliche Mehrwertsteuer.

Vertragswesen im Bauwesen

Ein Bauvertrag regelt die Ausführung einer Leistung zu einem bestimmten Preis, innerhalb einer Frist und nach gesetzlichen Vorgaben. Er basiert auf administrativen Grundlagen (Ausschreibungsbedingungen):

• Ausschreibung (öffentlich oder privat)
• Angebotssumme und Ernsthaftigkeitsgarantie
• Ortsbesichtigung
• Angebotsöffnung
• Prüfung und Zuschlagserteilung
• Vertragsbeginn und -ende
• Vertragsstrafen und Prämien
• Vertragsunterzeichnung
• Zwischen- und Abnahmeprotokolle

Vertragsarten

• Pauschalvertrag (Lump Sum): Das Projekt muss vollständig definiert sein. Der Bauherr kennt die genauen Kosten im Voraus. Der Auftragnehmer trägt das Mengenrisiko und muss die Kosten präzise kalkulieren.
• Einheitspreisvertrag (Unit Price): Kann auch ohne vollständig definiertes Projekt ausgeschrieben werden. Die Abrechnung erfolgt nach tatsächlich ausgeführten Mengen.
• Selbstkostenerstattungsvertrag mit prozentualem Honorar (Fee = %): Der Bauherr kennt die Endkosten nicht im Voraus. Der Auftragnehmer trägt kein Risiko, hat jedoch eventuell einen Anreiz, das Projekt unnötig zu verteuern.
• Selbstkostenerstattungsvertrag mit Festgehalt (Fee = Festgehalt): Der Auftragnehmer hat einen Anreiz, schneller fertig zu werden, um das Honorar in kürzerer Zeit zu realisieren.
• Selbstkostenerstattungsvertrag mit Anreizsystem (Fee = f(Anreiz)): Der Auftragnehmer wird motiviert, Kosten, Qualität und Termine optimal einzuhalten.

Bestandteile des Gesamtbudgets

• Verkaufspreis (Angebotssumme): Der vom Auftraggeber zu zahlende Gesamtbetrag.
• Projektierungskosten: Kosten für Planung (Architektur, Statik, Haustechnik).
• Direkte Kosten: Material, Lohn und Geräte für die physische Bauleistung (z. B. Betonarbeiten, Mauerwerk).
• Baustellengemeinkosten (BGK): Nicht direkt zuordenbare Kosten vor Ort (z. B. Gehälter für Bauleitung, Verwaltung, Werkzeuge, Baustelleneinrichtung).
• Indirekte Gemeinkosten:
  • Unvorhergesehenes: Risikoaufschläge für unvorhersehbare Kosten.
  • Versicherungen: Bauleistungs- und Haftpflichtversicherungen.
  • Finanzierungskosten: Zinsen für Zwischenfinanzierungen.
  • Bürgschaften: Kosten für Vertragserfüllungs- und Gewährleistungsbürgschaften.
• Zentrale Verwaltungskosten: Umlage für die Hauptverwaltung (Miete, Gehälter der Geschäftsführung).
• Gewinn (Wagnis & Gewinn): Die kalkulierte Marge des Unternehmers, abhängig von Risiko, Komplexität und Marktbedingungen.
• Steuern: Gesetzliche Steuern wie die Mehrwertsteuer (MwSt.). In Chile gilt beispielsweise für den Wohnungsbau ein spezieller Steuerkredit von 65 % auf die MwSt., was zu einem effektiven Steuersatz von 6,65 % führt, während gewerbliche Bauten voll besteuert werden.