Table Of ContentU. MeiBner· P. v. Mitschke-Collande
G. Nitsche
(Hrsg.)
CAD im Bauwesen
Entscheidungshilfen
zu Organisation, Technik und Arbeit
Mit Beitragen von
1. Abel, M. Brede, A. Heinze, L. Lammer, U. MeiBner,
P. v. Mitschke-Collande, Chr. Niestroj, G. Nitsche,
C. Pientka, M. Resch, RWehrmann, K.Werthebach
Mit 100 Abbildungen
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York
London Paris Tokyo
Hong Kong Barcelona Budapest
Prof. Dr.-Ing. Udo MeiJ3ner
Institut fUr Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen
Technische Hochschule Darmstadt
PetersenstraBe 13
6100 Darmstadt
Prof. Dr. rer. pol. Peter v. Mitsdlke-Collande
Weiterbildungsstudium Arbeitswissenschaft (WA)
Universitiit Hannover
Lange Laube 7
3000 Hannover 1
Dr.-Ing. GiinterNitsche
Weiterbildendes Studium Bauingenieurwesen
Universitiit Hannover
Am Kleinen Felde 30
3000 Hannover 1
ISBN-13: 978-3-540-55019-8 e-ISBN-13: 978-3-642-84700-4
DOl: 10.1007/978-3-642-84700-4
Die Deutsche Bibliothek -CIP-Einheitsaufnahme
CAD im Bauwesen : Entscheidungshilfen zur EinfUhrung I
U. MeiBner ; P. v. Mitschke-CoUande ; G. Nitsche.
Berlin; Heidelberg; New York ; London; Paris; Tokyo;
HongKong ; Barcelona; Budapest: Springer,l992
NE: MeiBner, Uwe; Mitschke-CoUande, Peter v.; Nitsche, Giinter
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9. September 1965 in derjeweils geltenden Fassungzuliissig. Sie ist grundsiitzlich vergiitungspflichtig.
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1992
Softcover reprint of the hardcover 1s t edition 1992
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Satz: Reproduktionsfertige Vorlage der Herausgeber
68/3020 5 4 3 2 1 0 -Gedruckt auf siiurefreiem Papier
VORWORT DES VERBANDES BERATENDER INGENIEURE (VBI)
Computer Aided Design. kurz CAD. ist das Zauberwort moderner Planung. Es erhoht
nicht nur die Arbeitsproduktivitat der Ingenieure. sondern auch die Qualitat der Pla
nung. Davon profitieren nicht zuletzt auch die Auftraggeber.
CAD ist in aller Munde und Gegenstand vieler Diskussionen. Geht es aber urn die
EinfUhrung von CAD. so sind viele Fragen zu losen: Der Markt bietet eine uniiber
schaubare Vielzahl von Hard- und Software mit den unterschiedlichsten Leistungs
merkmalen. Konzeptionelle Losungen. die eine integrierte Bearbeitung von Baupro
jekten moglich machen. gibt es kaum. Die erforderlichen Investitionen fUr Hard-und
Software sowie fiir die permanente Schulung und Weiterbildung des Personals sind er
heblich. Hinzu kommt. daB eine Computergeneration nach wenigen lahren meist
nicht mehr den aktuellen Anforderungen entspricht. Entscheidungen. die gestern ge
troffen wurden. sind heute nur noch eingeschrankt giiItig und konnen sich morgen be
reits als iiberhoIt erweisen. Am Ende bleiben oft RatIosigkeit und Unsicherheit. Die
Folge: Notwendige Entscheidungen werden vertagt. Innovationen auf die lange Bank
geschoben - kurz: Es bleibt alles beim aIten.
In dieser Situation tut professionelle Beratung not. Aber der Ratsuchende findet nur
schwer entsprechende Stellen. die ihm weiterhelfen. So versucht er mehr schlecht als
recht. sich die fiir seine Entscheidung erforderlichen Informationen selbst zu beschaf
fen. Der Aufwand ist aber fiir Ingenieurbiiros in der Regel unverhaItnismaBig hoch.
Abhilfe aus dieser Situation kann der vorliegende Leitfaden zur EinfUhrung von CAD
schaffen. Er ist einer der notwendigen Bausteine zur Unterstiitzung des technischen
Biiros bei der EinfUhrung neuer Betriebsmittel. eine willkommene Hilfe fUr den Inge
nieur.
1m Namen des VBI mochte ich den Herausgebern und Autoren Dank und Anerken
nung fUr dieses Buch aussprechen. 1m Interesse der Ingenieurbiiros der Bauwirtschaft
hoffe ich auf eine weitere gute Zusammenarbeit.
Dipl.-Ing. Rainer Weiske
Bundesvorstandsmitglied des VBI.
Leiter des Arbeitskreises EDV/CAD
VORWORT DER HERAUSGEBER
Ausgangspunkt fUr dieses Buch sind die tiefgreifenden Vedinderungen durch die mo
derne Informationsverarbeitung und Kommunikationstechnik (luK), die sich im Bau
wesen beim rechnergestiitzten Planen, Konstruieren und Fertigen in letzter Zeit voll
zogen haben. Mit vielen betroffenen Fach-und Fiihrungskrliften aus Ingenieurbiiros
der Bauwirtschaft wurden dariiber in den beiden Weiterbildenden Studienglingen
Bauingenieurwesen und Arbeitswissenschaft der Universitlit Hannover intensive Dia
loge gefUhrt. Aus der Baupraxis und der Wissenschaft entstand der Bedarf nach einer
systematischen Analyse des Berufsfeldes und nach daraus abzuleitenden Entschei
dungshilfen fUr die EinfUhrung von CAD und die Gestaltung der Arbeit unter inge
nieur- und arbeitswissenschaftlichen Gesichtspunkten.
Das Bauwesen war fiir 'Neue Technologien der Datenverarbeitung (DV)' schon immer
sehr aufgeschlossen. Nach der Entwicklung des modernen Digitalrechners durch den
Bauingenieur Konrad Zuse in den vierziger Jahren wurde die elektronische Datenver
arbeitung relativ friih seit den fiinfziger Jahren eingesetzt und intensiv weiterentwik
kelt. Als volkswirtschaftliche Schliisselindustrie ist das Bauwesen auf moderne Ar
beitsmittel und Organisationsformen angewiesen. urn effizient. qualitativ hochwertig
und kostengiinstig zu arbeiten. attraktive Arbeitspllitze zu sichern und international
wettbewerbsfahig zu bleiben.
Der Einsatz der luK-Techniken ist im Bauwesen darauf gerichtet. die vielfaltigen Auf
gaben des Planens. Bauens und Unterhaltens von Bauwerken und Anlagen sowie der
Verlinderung. Regulierung und Erhaltung von Natursystemen fachgerecht zu unter
stiitzen. Die Systemanbieter stellen dazu eine Vielfalt von Hardware-und Software
Werkzeugen bereit. Die Bauwirtschaft muB die geeigneten Systeme auswlihlen und fUr
den firmenspezifischen Einsatz anpassen. Zugleich miissen die DV-gestiitzten Ar
beitsprozesse menschengerecht gestaltet werden. Dies ist fUr jedes Unternehmen eine
sehr komplexe Aufgabe. die neben der Investitionsbereitschaft eine hohe fachliche
Qualifikation der Beschliftigten und die Fahigkeit der Betriebe zur Reorganisation
voraussetzt.
1st schon die EinfUhrung neuer DV-Betriebsmittel fUr das Ingenieurbiiro sehr aufwen
dig. so wird dies noch erschwert durch die betriebsiibergreifende 'systemische Ratio
nalisierung'; die organisatorischen und DV-technischen 'Integrationskonzepte' stel
len sich auf zwei Ebenen dar. Einerseits sind sie auf die Abwicklung von Bauvorhaben
in Zusammenarbeit aller ProzeBbeteiligten gerichtet, die in Deutschland in der Regel
Vorwort der Herausgeber VII
verschiedenen selbstiindigen Organisationen angehoren. Wir sprechen hier von 'verti
kaler Integration'. Andererseits zielen sie auf die durchgiingige Bearbeitung der Pro
jekte innerhalb einzelner Organisatione n. Hier sprechen wir von der 'horizontalen
Integration'. Allerdings unterscheidet sich die Ausgangslage fUr solche Integrations
bemuhungen im Bauwesen erheblich von der in anderen Branchen, wie beispielsweise
im Maschinenbau oder in der Elektrotechnik. Hauptmerkmal im Bauwesen ist der ho
he Grad der Arbeitsteilung zwischen dem sehr heterogenen Spektrum der an der Pla
nung und Fertigung beteiligten selbstiindigen Fachleute. AuBerdem werden Bauwerke
nicht als Serienartikel fabrikmiiBig gefertigt, sondern als Unikate individuell geplant
und gestaltet.
Die Realisierung des Computer-Integrierten Bauens (CIB) ist eine Aufgabe der Zu
kunft. Auch in anderen Branchen sind die Konzepte zur 'Fabrik oder zum Buro der
Zukunft' noch Gegenstand der Forschung und Erprobung. Die Praxis ist bisher in allen
Branchen eher durch 'Insellosungen' als durch integrierte DV-Systeme gekennzeich
net. Aber die Entwicklung der angewandten Informatik im Bauwesen schreitet vehe
ment voran. Mit dem konsequenten Einsatz der IuK-Technologien vollzieht sich ein
starker Strukturwandel. Damit ruckt das Thema 'Strategie der EinfUhrung Neuer
Technologien' in den Mittelpunkt des Interesses. In diesen Rahmen sind auch die zen
tralen Fragen einzuordnen, die gegenwiirtig in der Bauwirtschaft diskutiert werden:
Welche Tiitigkeiten lassen sich bei der Bearbeitung eines Bauprojektes durch moder
ne IuK-Techniken unterstutzen? Welches sind die geeigneten Organisationsformen,
Arbeitsmethoden und DV-Betriebsmittel? Wie liiBt sich die Durchgiingigkeit der Pro
jektbearbeitung verbessern? Wie kann die Einfiihrung von neuer Technik aufgabenge
recht. wirtschaftlich und sozialvertriiglich organisiert werden? Dies sind Fragen, die
besonders von kleinen und mittleren Betrieben gestellt werden. die aufgrund ihrer
Struktur kein Personal fUr die LOsung dieser Planungsaufgaben vorhalten. Trotzdem
gehen wir davon aus. daB es in den Biiros und Berufsverbiinden ein hinreichendes Po
tential gibt. den Strukturwandel aus eigener Kraft zu bewiiltigen. Dieses Buch ist des
halb als 'Leitfaden" als 'Hilfe zur Selbsthilfe' gedacht.
Das systematische Vorgehen bei der Einfiihrung von CAD ist das zentrale Anliegen
dieses Leitfadens. Jedes Ingenieurbiiro sollte deshalb unter Beriicksichtigung seiner
speziellen Aufgaben und individuellen Kommunikationsbeziehungen zu anderen Pla
nungspartnern zuniichst eine sorgfiiItige Zielfindung und 1st-Analyse betreiben und
daraus eine geeignete Soll-Konzeption entwickeln, bevor eine konkrete Systemaus
wahl und -bewertung vollzogen wird.
Inhaltlich Iiegt der Schwerpunkt dieses Buches auf dem Bereich des Konstruktiven In
genieurbaus. hier besonders bei der Tragwerksplanung. Von der burointernen Struk-
VIII Vorwort der Herausgeber
tur werden nur soIche Teilaspekte betrachtet, die von der CAD-Einfiihrung unmittel
bar beriihrt werden. Die fiir uns wichtigen Fragen sind: Welche Moglichkeiten bietet
die neue Technik zur Losung der fachlichen Aufgaben? We1che Anforderungen erge
ben sich daraus ftir die Organisation der Arbeit und die Qualifizierung der Mitarbei
ter? Die Herangehensweise an diese Frage ist exemplarischer Natur. Die an diesem
Beispiel gewonnenen Erkenntnisse konnen leicht auf vergleichbare Einfiihrungspro
zesse ubertragen werden.
Das Buch ist so aufgebaut, daB die Systematik der Technikeinfiihrung als Planungspro
zeB im Mittelpunkt steht. Einzelprobleme werden in einem Lexikonteil ohne An
spruch aufVoIlstandigkeit behandelt. Insgesamt wird der EinfiihrungsprozeB aus inge
nieur-und arbeitswissenschaftlicher Perspektive beleuchtet. Wahrend die Ingenieur
wissenschaften integrative Losungen fur den aufgabengerechten Einsatz der IuK
Technologien im Konstruktiven Ingenieurbau behandeln, ist die Arbeitswissenschaft
mit Fragen der Arbeitsorganisation und Arbeitsplatzgestaltung befaBt. Gemeinsam
werden die Fragen der Qualifizierung betrachtet.
Einigkeit besteht darin, daB nur sozialvertragliche LOsungen Bestand haben konnen
und der Weg dorthin tiber einen systematisch geplanten und beteiligungsorientierten
EinfiihrungsprozeB verlaufen muB. Dieser Leitgedanke hat das Weiterbildende Stu
dium Bauingenieurwesen (WBBau) der Universitat Hannover, das Weiterbildungsstu
dium Arbeitswissenschaft (WA) der Universitat Hannover und das Institut ftir Nume
rische Methoden und Informatik im Bauwesen der Technischen Hochschule Darm
stadt zu einem interdisziplinaren Forschungsprojekt veranlaBt, das yom Bundesmi
nister fur Forschung und Technologie (BMFT) unter der Projektnummer OlHK8666
gefordert wurde. Die Ergebnisse dieses Vorhabens stellen wir hier vor.
Der Dank der Herausgeber geht an aIle namentIich genannten Autoren, die durch ihre
ausgewiesenen Beitrage an diesem Buch eigenverantwortIich mitgewirkt haben. Un
seren Dank mochten wir auch an Herrn cand.-ing. Andreas Heinze und Frau
cand.-soz. Corinna Pientka richten, die an der Ausgestaltung dieses Buches beteiligt
waren. 1m Namen aller Autoren danken wir ganz besonders Herrn cand.-ing. Frank
Sellerhoff, Frau cand.-soz. Christiane Kompch, unserer Technischen Angestellten
Frau Heidi Egly sowie unseren Verwaltungsangestellten Frau Anne Gerhardts und
Frau Barbara Bandermann, die ftir die redaktionelle Bearbeitung der Manuskripte,
die drucktechnischen Vorbereitungen und die ProjektverwaItung zustandig waren.
Die gute Zusammenarbeit mit dem Verband der Beratenden Ingenieure (VBI) und
der Bundesvereinigung der Prtifingenieure fur Baustatik, die die Untersuchungen in
den Ingenieurburos der Bauwirtschaft nachhaltig gefordert und uns sehr wertvolle In-
Vorwort der Herausgeber IX
formationen zuganglich gemacht haben, mochten wir an dieser Stelle besonders her
vorheben.
Unser abschlieBender Dank giIt der U nterstiitzung und fachlichen Beratung durch den
Projekttrager Arbeit und Technik beim BMFf. Er hat viele Fachgesprache und ge
meinsame Workshops ermoglicht, in denen der Erfahrungsaustausch zwischen Wis
senschaft und Bauwirtschaft praktiziert wurde und aus denen sich wichtige Anregun
gen fUr die Forschung ergaben.
Udo MeiSner, Peter von Mitschke-Collande, Gunter Nitsche
Hannover, im Mai 1992
AUTORENVERZEICHNIS
Abel, Jorg
Dipl.-Sozialwiss. • Gesamthochschule Kassel
Geboren am 26.10.1958 in Schwerin. Studium der Sozialwissenschaften an der Universitat
Hannover. Mitarbeit an Forschungsvorhaben des Soziologischen Forschungsinstituts Gottin
gen und des Weiterbildungsstudiums Arbeitswissenschaft der Universitat Hannover (EinfUh
rung von CAE in Ingenieurburos der Bauwirtschaft) sowie freiberufliche Tatigkeit fUr das In
stitut fUr Arbeitspsychologie und Arbeitspadagogik (lAP) Berlin. Seit dem 1. Juni 1991 als wis
senschaftlicher Angestellter an der Gesamthochschule Kassel. Forschungsbereiche: Arbeits
und Industriesoziologie mit dem Schwerpunkt Technisches Buro. Einsatz neuer Techniken; In
genieursoziologie; Thchniksoziologie.
Brede, Manfred
Dipl.-Ing. • Techn. AngesteUter beim Bausenator in Bremen
Geboren am 28.06.1959 in Bremerhaven. 1980 - 1988 Studium des Bauingenieurwesens (Vertie
fungsrichtung: Konstruktiver Ingenieurbau) an der Universitat Hannover. 1988 bis 1990 wis
senschaftlicher Mitarbeiter der Universitat Hannover. Weiterbildendes Studium Bauinge
nieurwesen. im BMFT- Forschungsvorhaben "EinfUhrung von CAE in Ingenieurburos der
Bauwirtschaft". Seit 1991 technischer Angestellter beim Senator fUr das Bauwesen der Freien
Hansestadt Bremen in der ISYBAU-Koordinierungsstelle fur CAD.
Uimmer, Lutz
Dr.-Ing. • Technische Hochschule Darmstadt
Geboren am 20.11.1962 in Leipzig. Studium des Bauingenieurwesens an der Technischen Uni
versitat Dresden (Vertiefungsrichtung: Konstruktiver Ingenieurbau. Bauinformatik); For
schungsstudium am Wissenschaftsbereich Bauinformatik. Schwerpunkte: Datenbankanwen
dung. Integration von PlanungsabIaufen. Pre-and Postprozessing fur Finite-Elemente. Com
putergraphik. 1991 Promotion "Beitrage zur Integration von Entwurf. Berechnung und Kon
struktion in einem Programmsystem" an der Technischen Hochschule Darmstadt. Seit dem
1. Februar 1991 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fUr Numerische Methoden und In
formatik im Bauwesen an der Technischen Hochschule Darmstadt.
Mei8ner, Udo
Dr.-Ing. • Universitatsprofessor Technische Hochschule Darmstadt
Geboren am 26.01.1940 in Dusseldorf. Studium des Bauingenieurwesens. 1967 Technische
Hochschule Hannover Diplom-Ingenieur; 1967 Mitarbeiter des Ingenieurburos Dipl.-Ing.
W. Bung Heidelberg; 1971 Promotion zum Dr.-Ing. an der Technischen Universitat Hannover;
1972 Habilitation fUr das Fachgebiet Mechanik an der Technischen Universitat Hannover;
1974175 Forschungsaufenthalt an der University of California. Berkeley; 1978 Professor fUr
Mechanik an der Universitat Hannover; 1985/86 Forschungsaufenthalt an der Chuo University
Tokyo; 1987 Habilitation fiir das Fachgebiet Angewandte Informatik im Konstruktiven Inge
nieurbau an der Universitat Hannover; 1980-1990 Mitglied des Instituts fiir Baumechanik und
Autorenverzeichnis XI
Numerische Mechanik der Universitat Hannover; 1982-1990 wiss. Leiter des Weiterbildenden
Studiums Bauingenieurwesen der Universitat Hannover, Abt. Numerische Methoden und Da
tenverarbeitung im Konstruktiven Ingenieurbau; 1987-1991 Projektleiter des BMFf-For
schungsvorhabens "Einfiihrungvon CAE in Ingenieurbiiros der Bauwirtschaft"; seit 1990 Uni
versitatsprofessor fiir Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen an der Technischen
Hochschule Darmstadt: Beratender Ingenieur fiir Bauwesen und Angewandte Informatik.
Mitschke-Collande, Peter v.
Dr. rer. pol., Universitatsprofessor Universitat Hannover
Geboren am 30.03.1942 in Berlin. 1958-1960 Ingenieurpraktikum bei Siemens & Halske, Ber
lin. 1963 Dipl.-Ing. Nachrichtentechnik, Fachhochschule GauB Berlin. 1970 Dipl.-Soz. Freie
Universitat Berlin; 1973-78 Senior Lecturer 'Production Management'. Dep. of Mechanical
Engineering. University of Dar es Salaam. Tansania. 1980 Promotion zum Dr. rer. pol. (Wirt
schafts-und Sozialwissenschaften) an der Freien Uriiversitat Berlin. 1979-1983 Projektleiter
des Modellversuchs Arbeitswissenschaft. Universitat Hannover. 1983 Berufung zum Professor
fUr Arbeitswissenschaft und Leiter des Weiterbildungsstudiums Arbeitswissenschaft. wissen
schaftliche zentrale Einrichtung der Universitat Hannover. ProjektIeiter des BMFT-For
schungsvorhabens "Einfiihrung von CAE in Ingenieurbiiros der Bauwirtschaft".
Niestroj, Christian
Dipl.-Ing. • CIP GmbH Hannover
Geboren am 25.03.1955 in Oppeln. Oberschlesien. 1979-1987 Studium des Bauingenieurwe
sens (Vertiefungsrichtung: Konstruktiver Ingenieurbau) an der Universitat Hannover.
1987-1990 wissenschaftIicher Mitarbeiter der Universitat Hannover. Weiterbildendes Studi
urn Bauingenieurwesen. Abt. Numerische Methoden und Datenverarbeitung im Konstrukti
yen Ingenieurbau. Mitarbeit am Forschungsvorhaben "EinfUhrung von CAE in Ingenieurbii
ros der Bauwirtschaff·. Lehrtatigkeit an der Universitat Hannover zum Thema CAD. Seit 1991
Mitarbeiter der CIP - Computer Integrierte Planung - GmbH, Hannover. Tatigkeitsgebiete:
EinfUhrungsplanung von DV-Betriebsmitte1n. CAD. FEM. Programmierung und Beratung.
Nitsche, Gunter
Dr.-Ing., Universitat Hannover
Geboren 27.03.1946 in GroB-Reken. NRW 1965-1968 Studium des Maschinenbaus an der
Fachhochschule MiinsterlSteinfurt; AbschluB: Dipl.-Ing. FH. 1968-1971 Planungsingenieur
der Fa. Porsche. Stuttgart-Zuffenhausen. 1971-1977 Studium des Bauingenieurwesens (Vertie
fungsrichtung: Konstruktiver Ingenieurbau) an den Universitaten Stuttgart und Hannover.
1978-1982 wissenschaftIicher Mitarbeiter am Institut fiir Stromungsmechanik und elektroni
sches Rechnen im Bauwesen der Universitat Hannover. Seit 1983 Oberingenieur im Weiterbil
denden Studium Bauingenieurwesen. Abt. Numerische Methoden und Datenverarbeitung im
Konstruktiven Ingenieurbau. 1985 Promotion zum Dr.-Ing. an der Universitat Hannover.
1987-1991 Mitarbeit im BMFT-Forschungsvorhaben "Einfiihrung von CAE in Ingenieurbii
ros der Bauwirtschaft".
Resch, Martin
Dr. phil.. Dipl.-Psych. • lAP e.v.. Seevetal b. Hamburg
Geboren am 06.02.1955 in Freiburg/Breisg. 1973-1980 Studium der Psychologie an der Techni
schen Universitat Berlin. 1981-1987 wissenschaftIicher Mitarbeiter der Technischen Universi
tat Berlin. Institut fUr Humanwissenschaft in Arbeit und Ausbildung. 1987-1990 wissenschaft-
