Fertigungstoleranzen von Betonfertigteilen für die modulare Bauweise: Fid-Bau Portal

Fertigungstoleranzen von Betonfertigteilen für die modulare Bauweise

Forman, Patrick / Mark, Peter

Betonfertigteile müssen Toleranzen einhalten, um sie montieren zu können und Tragfähigkeit sowie Gebrauchstauglichkeit sicherzustellen. Ansonsten sind Nachbearbeitungen nötig, die den Bauprozess verzögern. Klassischer Toleranzausgleich erfolgt über Pressfugen, die auch die nötigen Kräfte übertragen. Bei modularen Bauweisen steht die Schnellmontage im Vordergrund. Es bieten sich dann Schnellverbinder wie etwa Schrauben oder Trockenfugen an. Aus der feineren Modulteilung entstehen zudem weit mehr Verbindungen, sodass sich Ungenauigkeiten superponieren. Die Anforderungen an die geometrische Genauigkeit steigen rapide. Im Beitrag werden die Herstelltoleranzen für automatisierte Fertigungen seriengerechter Module zusammengestellt und dem Stand der Technik gegenübergestellt. Für ausgewählte Modultypen werden Abweichungen mittels Fehlerfortpflanzung nachverfolgt und für einzelne Bauabschnitte bzw. ganze Tragwerke überlagert. Es zeigt sich, dass in der Regel automatisierte Fertigungen nötig sind und handwerkliche ausscheiden. Linienartige Modultragwerke erreichen bis etwa 30 m Länge Abweichungen unter 1 mm bei gängigem Zuverlässigkeitsniveau von 2σ. Bei scheibenartigen Tragwerken resultieren Lochspiele unter 0,5 mm, und zwar für hohe Zuverlässigkeitsniveaus von 4σ. Dies gelingt in qualitätsgesicherter, automatisierter Vorfertigung.

Production tolerances of precast concrete components for modular construction

Precast concrete components must comply with tolerances to be able to assemble them and to ensure sufficient load‐bearing capacity and serviceability. Otherwise, rework is necessary, which delays the construction process. Conventional compensation of tolerance is achieved by means of press joints, which can transmit the necessary forces. Modular construction methods aim at rapid assembly. Thus, quick connectors such as screws or dry joints are preferred. The finer module segmentation also results in far more connections, so that inaccuracies are superimposed. Thus the need for geometric accuracy is increasing rapidly. The article compiles the production tolerances for automated fabrication of modules in series and compares them with the state of the art. For certain module types, deviations are tracked by means of error propagation and superimposed for individual construction sections or entire structures. By comparison, it turns out that automated production is necessary and handcrafting is out of the question. Line‐like modular structures achieve deviations of less than 1 mm up to about 30 m of length with a common reliability level of 2σ. For deep beam‐type structures, hole clearances of less than 0.5 mm result, for higher reliability levels of 4σ. This is achieved in quality‐assured, automated prefabrication.