Rohrleitungen an Stahlträgern sicher befestigen

(19.4.2021) Beim Stahlbau scheidet die konventionelle Rohrleitungsmontage mit Dübeln und Schweißgerät meistens aus. Alternativ bieten sich Klemmbefestigungen in Kombination mit Montageschienen an, um Befestigungspunkte an Stahlträgern für einen sicheren Halt von Rohrleitungen ohne Bohren oder Schweißen zu erhalten:

Zur Erinnerung: 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. Allerdings sind aus Gründen der Statik im Regelfall Montagearbeiten, die Bohren oder Schweißen an den Stahlträgerkonstruktionen beinhalten, unzulässig.

Klemmen statt dübeln und schrauben

Der für die Gebäudestatik verantwortliche Fachmann hat bei der Planung der Haustechnik in jedem Fall zu prüfen, welche zusätzlichen Lasten an die statisch relevanten Stahlträger angehängt werden dürfen. In die Lastermittlung fließen Rohrgewichte, die zu transportierenden Medien, die Dämmung und das Befestigungsmaterial selbst ein.

Das Grundprinzip für Rohrbefestigungen an Stahlträgern sind stets Klemmverbindungen am Trägerprofil. Eine Möglichkeit für die Trägeranbindung von Montageschienen bieten Spannbügel aus U-förmig gebogenem Rundstahl mit Gewinde und einer abgewinkelten Spannklaue. Nach dem Einschieben der Montageschiene in die Spannbügel wird die Spannklaue mit der Schraubenmutter angezogen. Pro Trägeranschluss werden diese Klemmbefestigungen generell paarweise gegenüber am Trägerflansch angeordnet.

Die beidseitige Anbindung verhindert, dass sich die Klemmbefestigung durch Vibrationen oder thermisch bedingte Bewegungen löst. Neben den beschriebenen Spannbügeln gibt es weitere konstruktive Lösungen mit Klammern, Krallen und Klauen, wie sie das Übersichtsbild mit den Konstruktionsprinzipien darstellt.

Die gebräuchlichste und zugleich flexibelste Anbindung von Rohrleitungen erfolgt mit Montageschienen, die unterhalb von Stahlträgern 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 berücksichtigen sind. In den meisten Fällen werden die Montageschienen quer 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 der Hallenträger 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 nicht geneigten Flanschen geeignet. Trägerklammern dürfen nur durch vertikalen Zug belastet werden. Sie werden auch für Sprinkleranlagen eingesetzt, nach den Vorschriften des VdS ist hierfür zusätzlich eine Sicherungslasche vorzusehen.

Rohrtrassen mit mehreren Rohrleitungen

Zu den Standard-Montagesituationen gehört die Rohrtrasse mit einer gewissen Anzahl von Rohrleitungen, die einschließlich Rohrdämmungen eine Gesamtbreite bis etwa 1 m einnehmen. An der Trägerunterseite lassen sich Montageschienen mit entsprechenden Vorrichtungen anklemmen, so dass die weitere Rohrleitungsmontage mit den gewohnten Zubehörteilen erfolgen kann.

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 Montageschienen lassen sich mehrgeschossige Schienenrahmen aufbauen, die auf zwei oder mehr Ebenen jeweils eine bestimmte Zahl von Leitungen aufnehmen.

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. Hierfür stehen auch Doppelschienen zur Verfügung. Eine Montageschiene C-Profil 45/60/3,0 (Breite/Höhe/Materialstärke), wie sie der Spezialist für Befesti­gungs- und Montagesysteme MEFA aus Kupferzell anbietet, kann bei 6 m Spannweite mit nur 0,12 kN in der Schienenmitte belastet werden, die Doppelschiene 45/120/3,0 erlaubt schon eine zulässige Belastung von 1,38 kN. Schwerlastprofile wie das Profil Centrum XL 200 des gleichen Herstellers mit einer Höhe von 200 mm, einer Breite von 100 mm und einer Wandstärke von 5 mm sind im gleichen Anwendungsfall mit 14,35 kN belastbar.

Eine weitere Variante ist das Auflegen von Schienen zwischen Trägern auf die Flansche. 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 Leitungstrassen möglicherweise nur senkrechte 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 die „Trägeranbindung IB vertikal“ des Befestigungsspezialisten aus Kupferzell verfügbar: Dieses System besteht aus zwei Haltekrallen mit V-förmigem Einschnitt, die über einen Gewindestab verbunden sind. Durch die V-Form verkeilen sich die Krallen beim Anziehen des Gewindestabes in die Trägerflansche. Unter Einhaltung der Anzugsmomente erlaubt dies Belastungen bis 4 kN in vertikaler Richtung.

Variable Befestigungen im Rasterfeld

Je nach Nutzung von Hallengebäuden ist ein möglichst engmaschiges Deckenraster zur Befestigung von Rohrleitungen erwünscht. Ein Beispiel sind Produktionshallen, in denen häufiger die Standorte von Maschinen und Ausrüstungsgegenständen wechseln. Mit einem Deckenraster lassen sich Medien- und Anschlussleitungen schnell und flexibel an veränderte Situationen anpassen.

Zur Überbrückung großer Spannweiten gibt es für Montageschienen Elemente zur Verlängerung in axialer Richtung. 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 Streben angebracht werden.

Festpunkte für die Längenausdehnung

Rohrleitungen verlaufen in Hallenbauten häufig über lange Strecken. Bei wechselnden Temperaturen der Medien entstehen dabei Längenausdehnungen. Um diese kontrolliert zu steuern und deren Richtung vorzugeben, sind Festpunkte erforderlich. Für eine sinnvolle Platzierung der Festpunkte muss der komplette Rohrleitungsverlauf bekannt sein. Festpunkte können auch bei Druckschlägen oder starken Vibrationen, welche durch Ventile, Klappen oder Pumpen erzeugt werden, notwendig sein.

Auch für Festpunkte an Stahlträgern bietet MEFA projektspezifische Sonderlösungen an, die gegebenenfalls 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 eine sichere Montage ohne Bohren oder Schweißen ermöglichen. Eine genaue Planung ist im Vorfeld unbedingt notwendig, da 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.

Weitere Informationen zur Befestigung von Rohrleitungen an Stahlträgern können per E-Mail an MEFA angefordert werden.