Projektübersicht

Dieses Projekt für eine vorgefertigte Stahlwerkstatt befindet sich in der zweiten Industriestadt von Jeddah an der Küste des Roten Meeres in Saudi-Arabien. Der Auftraggeber ist ein Metallverarbeitungsunternehmen, das Stahlbauteile, Druckbehälter und mechanische Ausrüstung für Öl-, Gas- und Energieerzeugungsprojekte in der gesamten Rotmeerregion liefert.

Das Projekt erforderte eine robuste Werkstatthalle mit Platz für mehrere CNC-Schneidemaschinen, Blechwalzanlagen, Schweißstationen, Wärmebehandlungsöfen und einen 20-Tonnen-Brückenkran zum Transport großer Bauteile zwischen den Arbeitsstationen und zum Verladebereich. Die Werkstatt benötigte außerdem eine integrierte Qualitätskontrolle sowie einen kleinen Büro- und Umkleidebereich.

Meituo Buildings lieferte das komplette vorgefertigte Stahlkonstruktionssystem, einschließlich des für die 20-Tonnen-Kranlast ausgelegten Primärrahmens, der Kranbahnträger und Endanschläge, aller Sekundärrahmen, der isolierten Paneelverkleidung, der Industrietore, des Belüftungssystems und des vollständigen Satzes von statischen Berechnungszeichnungen, die von einem zugelassenen Statiker abgestempelt wurden.

Projektspezifikationen

Die Werkstatt verfügt über eine Gesamtfläche von 4.800 Quadratmetern. Das Gebäude ist 40 Meter breit und 120 Meter lang und in fünf Portalrahmenfelder von je 24 Metern Länge unterteilt. Die Traufhöhe beträgt 12 Meter und bietet somit ausreichend Hakenhöhe für den 20 Tonnen schweren Brückenkran bei gleichzeitigem Sicherheitsabstand von 1,2 Metern zwischen der maximalen Hakenposition und der Unterseite des Kranbahnträgers.

Die primäre Tragkonstruktion besteht aus geschweißten H-Profilstützen und -sparren aus Baustahl Q355B. Die Stützenprofile sind 600 mm hoch und haben 250 mm breite Flansche. Diese Dimensionierung ist auf die kombinierte vertikale Dachlast und das horizontale Biegemoment des Kranbetriebs ausgelegt. Die Sparrenprofile sind in Feldmitte 700 mm hoch und verjüngen sich zum First und zu den Stützenanschlüssen hin auf 400 mm. Diese Dimensionierung ist für die optimale Biegemomentenverteilung des Portalrahmens ausgelegt.

Kranbahnträgerkonstruktion

Der 20 Tonnen schwere Brückenkran erforderte eine sorgfältige statische Berechnung der Kranbahnträger und ihrer Verbindung zu den Hauptstützen. Die Kranbahnträger bestehen aus 800 Millimeter tiefem, geschweißtem H-Profilstahl mit Oberflanschverstärkung zur Verteilung der konzentrierten Radlasten der Kranbrücke. Sie sind mit Kranhalterungen verbunden, die an der Innenseite der Hauptstützen in einer Höhe angeschweißt sind, die die erforderliche Hakenhöhe unter dem Kranhaken bei maximaler Hubhöhe gewährleistet.

Die Ermüdungskategorie des Krans wurde gemäß der FEM-Klassifizierung als A5 bestätigt, was dem mittleren bis hohen Belastungszyklus der Fertigungswerkstatt entspricht. Die Verbindungen der Kranbahnträger und die Schweißnähte der Stützenhalterungen wurden entsprechend den für diese Kategorie geltenden Ermüdungsbelastungsanforderungen ausgelegt, um die langfristige strukturelle Zuverlässigkeit unter wiederholten Kranbelastungszyklen zu gewährleisten.

Die Ausrichtung der Kranbahn wurde nach der Errichtung des Primärrahmens und vor der Kraninstallation mithilfe optischer Vermessungsgeräte überprüft. Die Geradheit und Spurweite der Schienen wurden vor der Montage der Kranbrücke innerhalb der vom Kranhersteller vorgegebenen Toleranzen bestätigt.

Küstenschutztechnik

Die Küstenregion von Jeddah birgt im Vergleich zum Landesinneren Saudi-Arabiens ein deutlich erhöhtes Korrosionsrisiko für Stahlkonstruktionen. Die salzhaltige Luft des Roten Meeres führt in Verbindung mit der ganzjährig hohen Luftfeuchtigkeit in Jeddah zu Bedingungen, die gemäß ISO 12944 der Korrosionskategorie C4 zugeordnet werden.

Für den primären Baustahl wurde folgende Oberflächenbehandlung durchgeführt: Kugelstrahlen bis Sa 2,5, Auftragen einer 80 µm Zinkphosphat-Epoxid-Grundierung, Auftragen einer 80 µm Epoxid-Zwischenbeschichtung, Auftragen einer 60 µm Polyurethan-Deckbeschichtung – Gesamttrockenfilmdicke 220 µm. Dieses System gewährleistet eine Nutzungsdauer bis zur ersten Wartung von 15 Jahren in der Klimazone C4 im Küstenbereich von Jeddah.

Die Sekundärkonstruktion, einschließlich Pfetten, Riegel, Aussteifungen und Kranbahnträgerverbindungen, wurde feuerverzinkt mit einem Zinküberzugsgewicht von 450 Gramm pro Quadratmeter, was einen verbesserten Korrosionsschutz an den Verbindungen und in Bereichen bietet, in denen die Lackierung durch Bauarbeiten beschädigt werden kann.

Alle Ankerbolzen wurden feuerverzinkt und mit einer Mindestbetondeckung von 75 Millimetern in Beton eingebettet. An der Verbindung zwischen der Stützenfußplatte und den Ankerbolzenmuttern, wo die Gefahr von Bimetallkorrosion besteht, wurden Edelstahlbolzen verwendet.

Die Dach- und Wandverkleidung besteht aus 75 Millimeter dicken Steinwolle-Sandwichpaneelen mit PVDF-beschichteten Außenseiten in Hellgrau. Steinwolle wurde für dieses Projekt PU-Schaum vorgezogen, da sie nicht brennbar ist. Dies ist in einer Werkstattumgebung wichtig, in der Schweiß- und Schneidarbeiten ein erhöhtes Brandrisiko bergen.

Belüftungsplanung für eine Schweißwerkstatt

Eine Schwermetallwerkstatt mit mehreren Schweißstationen erzeugt kontinuierlich erhebliche Mengen an Schweißrauch, Metallstaub, Wärme aus Schneid- und Schweißprozessen sowie gelegentlich Lösungsmitteldämpfe aus der Oberflächenvorbereitung. Die Gebäudelüftungsanlage wurde so konzipiert, dass sie all diese Schadstoffe abführt.

Eine 900 Millimeter breite Firstlüftung erstreckt sich über die gesamte Gebäudelänge und sorgt für die kontinuierliche, natürliche Abführung von Wärme und aufsteigenden Abgasen. Motorbetriebene Wandjalousien (1.500 mm × 1.200 mm) sind in Bodennähe an der Nord- und Südwand im Abstand von 6 Metern angebracht und gewährleisten bei geöffnetem Zustand die Frischluftzufuhr.

An Schweißstationen sorgen lokale Absaughauben, die an ein dachmontiertes Absaugsystem angeschlossen sind, für die Erfassung des Schweißrauchs direkt an der Quelle, bevor dieser sich in der Werkstattluft verteilen kann. Dieses lokale Absaugsystem reduziert den Bedarf an Gebäudelüftung im Vergleich zur alleinigen Verdünnungslüftung deutlich.

Ein separater, klimatisierter Qualitätskontrollraum von 300 Quadratmetern an einem Ende der Werkstatt bietet eine saubere, kontrollierte Umgebung für die Maßprüfung der fertigen Bauteile mit Präzisionsmessgeräten.

Konstruktion und Lieferung

Alle Stahlbauteile wurden im Werk von Meituo Buildings in China gefertigt, in Standard-40-Fuß-Container verpackt und zum islamischen Hafen von Jeddah verschifft. Die Seefrachtzeit betrug 22 Tage. Die Zollabfertigung im Hafen von Jeddah war innerhalb von 4 Tagen abgeschlossen, alle Dokumente waren vollständig.

Die Fundamentarbeiten wurden während der Fertigungsphase von einem in Jeddah ansässigen Bauunternehmen durchgeführt. Die Fundamentanordnung wurde vor dem Betonieren anhand des Ankerbolzenplans von Meituo Buildings bestätigt. Alle Ankerbolzen an den Säulenfüßen wurden vor Beginn der Stahlbaumontage geprüft und lagen innerhalb der Toleranzen.

Die Errichtung des Primärrahmens dauerte 18 Tage und wurde von einem 12-köpfigen Team aus Stahlbauern mit einem 70-Tonnen-Mobilkran durchgeführt. Die Kranbahnträger und -schienen wurden in den letzten drei Tagen der Rahmenerrichtung montiert und vermessen. Die Paneelmontage erfolgte durch einen lokalen Fassadenbauunternehmer innerhalb von 14 Tagen nach Fertigstellung des Rahmens.

Die gesamte Bauzeit von der Baustelleneinrichtung bis zur Übergabe betrug 112 Tage.

Projektergebnis

Die Werkstatt produziert seit ihrer Übergabe ununterbrochen Stahlbauteile, Druckbehälter und mechanische Baugruppen für Kunden aus dem Energiesektor in Saudi-Arabien und der gesamten Rotmeerregion. Der 20-Tonnen-Kran hat im ersten Betriebsjahr zuverlässig und ohne gemeldete strukturelle Probleme funktioniert.

Der Kunde hat anschließend Meituo Buildings mit der Erweiterung einer zweiten Werkstatthalle auf dem angrenzenden Grundstück beauftragt. Dadurch entstehen zusätzliche 2.400 Quadratmeter Fertigungsfläche mit einem 10-Tonnen-Kran, um das erhöhte Produktionsvolumen zu bewältigen.