Sichere Befestigung an Stahlträgern

01 Februar 2022 , Volker Weber, Produktmanager

Rohrleitungsinstallationen in Hallen

Gewerbliche Hallenbauten sollen möglichst viel Freiraum für Verkehrsflächen und die Aufstellung von Maschinen bieten. Die Bauweise mit Stahlträgern bietet hier Vorteile, denn sie ermöglicht große Spannweiten zwischen Stützträgern und Hallenwänden. Jedoch stehen bei solchen Hallen konventionelle Möglichkeiten für die Befestigung von Rohrleitungen oder Kabeltrassen nur noch bedingt zur Verfügung. Einfache Rohrbefestigungen und Abhängungen mit Gewindestangen sind in der Trapez- oder Blechdecke, die über der tragenden Stahlkonstruktion liegt, zwar möglich, sie können aber nur mit geringen Lasten (deutlich unter 1 kN) pro Befestigungspunkt beaufschlagt werden.

Wenn nicht gebohrt oder geschweißt werden darf, bieten Klemmbefestigungen für Montageschienen wie hier der Spannschuh für das Montagesystem MEFA CENTUM® einen Ausweg.

Für höhere Belastungen oder komplette Schienenkonstruktionen stehen meist nur die Flansche der Stahlträger zur Verfügung. Spätestens beim Griff zur Bohrmaschine wird jedoch der Verantwortliche für die Betriebstechnik das Montagepersonal darauf hinweisen, dass das Bohren oder Schweißen an Stahlträgerkonstruktionen nicht zulässig ist.

Rohre befestigen, wo nicht gebohrt werden darf

 

Für Rohrleitungsinstallationen in Hallenbauten stehen Systeme zur Verfügung, die mit Klemmbefestigungen, Montageschienen, Verbindungsteilen und Gewindestangen in allen erdenklichen Situationen eine sichere Montage ermöglichen. Planung und Auswahl der Befestigungslösungen orientieren sich an folgenden Fragestellungen:

  • Wie viele Rohrleitungen sind mit welchen Dimensionen und Gewichten zu befestigen?

 

  • Welche Art und Größe von Stahlträgerprofilen steht für die Befestigung zur Verfügung?

 

  • Welche Distanzen zwischen den möglichen Befestigungspunkten sind zu überbrücken?

Beispiel für die Befestigung einzelner Rohrleitungen an Trägerprofilen mit kurzem Schienenstück und beidseitigen Spannbügeln.

Entscheidend ist, welche zusätzlichen Lasten an die statisch relevanten Stahlträger angehängt werden sollen. Diese müssen durch den für die Gebäudestatik verantwortlichen Fachmann geprüft und freigegeben werden. In die Lastermittlung fließen Rohrgewichte, die zu transportierenden Medien, die vorgesehene Dämmung und das Befestigungsmaterial selbst ein. Außerdem können die Befestigungsabstände vorab anhand der kleinsten Rohrdimension festgelegt werden.

Klemmen statt Dübeln und Schrauben

 

Das Grundprinzip für Rohrbefestigungen an Stahlträgern ist das Anklemmen speziell dafür konstruierter Befestigungselemente am Trägerprofil. Die Trägeranbindung von Profilschienen erfolgt zum Beispiel mit Spannbügeln, die aus einem U-förmigen Rundstahlbügel und einer abgewinkelten Spannklaue bestehen. Pro Trägeranschluss werden diese Klemmbefestigungen generell an beiden Seiten des Trägers angeordnet. Die beidseitige Anbindung verhindert, dass sich die Klemmbefestigung durch Vibrationen oder thermisch bedingte Bewegungen löst. Zugleich wird dadurch die Durchbiegung der Schienen verringert. Neben dem beschriebenen Spannbügel gibt es noch eine Vielzahl weiterer Klemmmöglichkeiten wie Krallen oder Spannklauen.

Rahmenkonstruktionen mit Schienensystemen ermöglichen eine variable Montage von Rohrleitungen, die sich später problemlos erweitern oder ändern lässt.

Die gebräuchlichste und zugleich flexibelste Anbindung für einzelne Rohrleitungen erfolgt an Montageschienen, die unterhalb des Stahlträgers montiert werden. Hierbei können die Schienen entweder nur über die Breite des Trägers verlaufen oder auch ein Stück weit auskragen, wobei dann der Hebelarm und die damit eingehenden Drehmomente zu einer massiveren Montageschiene führen können. In den meisten Fällen werden die Montageschienen quer verlaufend von Stahlträger zu Stahlträger befestigt oder sie können über mehrere Träger im Sinne eines Durchlaufträgers befestigt werden. Diese Befestigungslösung bietet den Vorteil, dass die Montage der Rohrleitung nicht unmittelbar an die Verlaufslinie des Trägers gebunden ist.

Eine einzelne Gewindestange zur Rohrabhängung kann auch mittels Trägerklammern befestigt werden. Hierfür gelten jedoch bestimmte Anforderungen. So sind die meisten Trägerklammern nur für Stahlträger mit geraden und nicht geneigten Flanschen geeignet. Trägerklammern dürfen nur durch vertikalen Zug belastet werden. Sie werden auch häufig für Sprinkleranlagen eingesetzt. Nach den Vorschriften des VdS ist hierfür zusätzlich eine Sicherungslasche vorzusehen.

Bei einer größeren Anzahl von Rohrleitungen bieten sich mehrstöckige Rahmenkonstruktionen mit Schienensystemen an.

Rohrtrassen mit mehreren Rohrleitungen

 

Zu den Standard-Montagesituationen gehört die Rohrtrasse mit einer gewissen Anzahl von Rohrleitungen mit kleineren Querschnitten, die einschließlich der Rohrdämmungen eine Gesamtbreite bis etwa 1 m einnehmen. Durch das Anklemmen von Montageschienen an der Trägerunterseite ist die Grundlage geschaffen, mit der die einzelnen Rohrbefestigungen mittels Schienensystemzubehör wie Gewinde- und Halteplatten einfach in das C-Profil der Schiene eingesetzt werden. Fehlt es in Hallenbauten für die Verlegung von Rohrtrassen an der nötigen Breite, um alle Rohrleitungen nebeneinander anzuordnen, bietet sich die Ausnutzung der verfügbaren Höhe an. Mit Profilschienensystemen lassen sich Rahmenkonstruktionen aus senkrechten und waagrechten Schienen, sogenannte mehrgeschossige Schienenrahmen, erstellen, die auf zwei oder mehr Ebenen jeweils eine bestimmte Zahl von Leitungen aufnehmen. Für den senkrechten Anbau von Schienen an waagrechte Träger werden entsprechende Adapterplatten eingesetzt.

Überbrückung von großen Spannweiten

 

Um eine Spannweite von beispielsweise sechs Metern zwischen zwei Trägern zu überbrücken, sollten C-Profil-Schienen mit einer größeren Konstruktionshöhe eingesetzt werden. Hierbei stehen Einfach- oder Doppelschienen zur Verfügung. Eine 45-60er Einfachschiene kann bei 6 m Spannweite mit nur noch 0,12 kN in der Schienenmitte belastet werden, die Doppelschiene 45-120 bietet jedoch schon eine zulässige Belastung von 1,38 kN. Darüber hinaus sind Schwerlastprofile wie unser Profil CENTUM® XL 200 mit einer Höhe von 200 mm, einer Breite von 100 mm und einer Wandstärke von 5 mm im gleichen Anwendungsfall mit 14,35 kN belastbar.

Ein Deckenrastersystem mit durchlaufenden Profilschienen bietet maximale Flexibilität für Leitungsführungen, wenn der zu versorgende Maschinenpark änderungsfreundlich sein soll.

Ein weiterer Anwendungsfall besteht darin, die Schienen zwischen den Trägerflanschen einzulegen. Diese Befestigungsvariante setzt einen geraden (nicht geneigten) Trägerflansch voraus. Hierbei liegen die Enden der Schiene auf dem unteren Trägerflansch auf und werden mit einem einfachen Spannbügel gesichert – diese Anwendung bietet neben der komfortablen Einlegemontage auch sehr große Auflagerkräfte, die Schienen müssen jedoch genau auf Maß geschnitten werden.

Montage an senkrechten Trägerprofilen

 

Wird in einer 18 m hohen Halle die Medienversorgung in 4 m Höhe benötigt, stehen zur Befestigung der Leitungstrasse möglicherweise nur die senkrechten Trägerstützen zur Verfügung. Bei dieser Montagesituation besteht bei Befestigungen von Montageschienen mit Spannbügeln oder Halteklauen schon bei kleineren vertikalen Kräften die Gefahr des Abrutschens. Für diese Situation sind spezielle Problemlöser wie zum Beispiel unsere Trägeranbindung IB vertikal verfügbar: Dieses System besteht aus zwei Haltekrallen mit V-förmigem Einschnitt, die über einen Gewindestab verbunden sind. Durch die V-Form zieht es die Krallen beim Anziehen des Gewindestabs in die Trägerflansche. Unter Einhaltung der Anzugsmomente erlaubt dies Belastungen bis 4 kN in vertikaler Richtung.

Für aggressive Umgebungen sind Haltekonstruktionen und Befestigungen auch mit Schutzsystem TSP lieferbar, das die Anforderungen an die Korrosivitätskategorien C3 bis C5 erfüllt.

Variable Befestigungen im Rasterfeld


Je nach Nutzung von Hallengebäuden kann es erforderlich sein, ein möglichst engmaschiges Netz von Befestigungsmöglichkeiten zu erstellen. Ein Beispiel sind Produktionshallen, in denen häufiger die Standorte von Maschinen und Ausrüstungsgegenständen wechseln. Mit einem Deckenrastersystem können die Medien- und Anschlussleitungen schnell und flexibel an veränderte Situationen angepasst werden. Zur Überbrückung großer Spannweiten sind innerhalb der Profilschienensortimente Elemente für die Verbindung von Schienen in Längsrichtung verfügbar. Diese sollten im Bereich kleiner Biegemomente angeordnet werden - zum Beispiel in der Nähe einer Trägeranbindung oder an einer Stelle mit geringer Last. Als unterstützende Maßnahme können auch Zugstabsysteme oder zusätzliche Abstrebungen angebracht werden.

Festpunkte für die Längenausdehnung

 

Rohrleitungen verlaufen in Hallenbauten häufig über lange Leitungsstrecken. Bei Durchflussmedien mit wechselnden oder hohen Temperaturen entstehen Längenausdehnungen. Um diese Ausdehnungen kontrolliert zu steuern und deren Richtung vorzugeben, sind Festpunkte erforderlich. Zur sinnvollen Platzierung der Festpunkte muss der komplette Rohrleitungsverlauf bekannt sein. Festpunkte können auch bei Druckschlägen, welche durch Ventile, Klappen oder Pumpen erzeugt werden, notwendig sein.

Mit den zum Schienensortiment gehörenden Verbindungselementen lassen sich auch komplexe Konstruktionen wie diese Festpunktbefestigung realisieren.

Profilschienensysteme ermöglichen mit den zugehörigen Verbindungs- und Spannelementen auch die Herstellung von Festpunkten an Stahlträgern. Für den Anwendungsbereich Festpunkte bieten wir projektspezifische Sonderlösungen an, die durch die hauseigenen Anwendungstechniker und die Produktion in Zusammenarbeit mit den ausführenden Unternehmen geplant und gebaut werden können.

Fazit

 

Für die Installation von Rohrleitungen bei Hallen in Stahlbauweise stehen Befestigungssysteme zur Verfügung, die mit Klemmbefestigungen, Montageschienen, Verbindungsteilen und Gewindestangen eine sichere Montage ohne Bohren oder Schweißen ermöglichen. Eine genaue Planung ist im Vorfeld unbedingt empfehlenswert, zumal die Lasten für die Trägerkonstruktionen von einem Statiker freizugeben sind. Da es erfahrungsgemäß während der Bauphase und auch danach Änderungswünsche gibt, sind Planer und ausführende Unternehmen gut beraten, wenn sie einen Anbieter mit einem umfassenden und abgestimmten Sortiment sowie einem leistungsstarken Support wählen.

Autor

Volker Weber, Produktmanager

Übersicht der verschiedenen Anbindemöglichkeiten von Montageschienen an Stahlbauträger. Eine sichere Rohrmontage ist damit bei Hallen in Stahlbauweise kein Problem mehr.