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Anlage 2 TRR 100, Zulässige Stützweiten für Stahlrohre
Anlage 2 TRR 100
Technische Regeln zur Druckbehälterverordnung - Rohrleitungen - Bauvorschriften - Rohrleitungen aus metallischen Werkstoffen (TRR 100)
Bundesrecht

Anhangteil

Titel: Technische Regeln zur Druckbehälterverordnung - Rohrleitungen - Bauvorschriften - Rohrleitungen aus metallischen Werkstoffen (TRR 100)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: TRR 100
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Technische Regel

Anlage 2 TRR 100 – Zulässige Stützweiten für Stahlrohre (1)

Zulässige Stützweiten für Stahlrohre
Randbedingungen: siehe Erläuterungen zu Anlage 2
Anlage 2

Tafel 1.1

 leeres Rohr, ohne Dämmungwassergefülltes Rohr, ohne Dämmung
DNdasqL1L2L3L4L5L6qL1L2L3L4L5L6
mmkg/mmkg/mm
2533.72.01.62.95.54.82.92.81.52.32.74.64.02.42.31.2
2533.74.02.92.95.35.33.62.61.83.52.84.94.93.32.41.7
4048.32.02.33.56.85.23.13.41.63.93.15.24.02.42.61.2
4048.34.04.43.56.56.43.93.31.95.73.35.75.63.42.91.7
5060.32.02.94.57.65.43.33.81.65.43.95.64.02.42.81.2
5060.34.56.24.47.36.94.23.72.18.34. 16.46.03.73.21.8
8088.92.35.05.59.36.03.74.71.810.64.66.44.12.53.21.3
8088.95.611.55.49.08.04.94.52.416.35.07.66.74.13.82.1
100114.32.67.36.310.66.64.05.32.016.65.17.04.32.73.51.3
100114.36.316.86.210.38.75.35.22.724.95.68.57.14.44.22.2
150168.32.610.87.612.97.04.36.52.231.75.87.54.12.53.81.3
150168.37.128.27.512.79.75.96.33.046.96.69.87.64.64.92.3
200219.12.915.78.714.87.74.77.42.351.46.58.24.22.64.11.3
200219.17.137.18.714.610.26.37.33.170.17.410.67.54.65.32.3
250273.02.919.69.716.67.94.98.32.475.66.98.44.02.54.21.2
250273.07.146.69.716.410.76.58.23.399.28.011.27.34.55.62.2
300323.92.923.310.618 18.25.09.02.5102.77.38.63.92.44.31.2
300323.98.062.310.617.911.47.08.93.5136.88.712.17.74.76.02.4
350355.63.228.211.118.98.65.29.52.6123.97.79.04.12.54.51.3
350355.68.875.311.118.812.07.39.43.7165.09.112.78.14.96.32.5
400406.43.232.211.920.38.85.410.12.7157.98.09.24.02.44.61.2
400406.410.097.811.820.012.87.810.03.9215.09.713.58.65.36.82.6
500508.04.050.413.322.69.86.011.33.0246.78.910.24.42.75.11.4
500508.011.0134.813.222.513.78.411.24.7320.310.714.68.95.47.32.7

Tafel 1.2

 leeres Rohr, Dämmdicke DD 40wassergefülltes Rohr, Dämmdicke DD 40
DNdasqL1L2L3L4L5L6qL1L2L3L4L5L6
mmkg/mkg/mkg/mm
2533.72.07.02.02.62.31.41.30.711.81.82.01.81.11.00.5
2533.74.08.l2.23.23.22.21.61.113.02.02.52.51.71.30.9
4048.32.09.22.53.42.61.61.70.814.32.32.72.11.31.40.6
4048.34.011.02.84.14.02.42.11.216.12.53.43.32.01.71.0
5060.32.011.33.23.92.71.71.90.816.62.93.22.31.41.60.7
5060.34.514.23.64.94.62.82.41.419.43.34.23.92.42.11.2
8088.92.317.84.04.93.21.92.51.023.53.74.32.81.72.10.8
8088.95.623.54.56.35.63.43.21.729.24.35.75.03.12.81.5
100114.32.625.04.65.73.52.22.81.131.14.45.13.21.92.61.0
100114.36.333.35.27.36.23.83.71.939.45.06.75.73.53.41.7
150168.32.642.65.46.53.52.23.31.149.55.26.03.32.03.01.0
150168.37.157.86.38.96.84.24.42.164.76.18.46.43.94.22.0
200219.12.964.76.17.33.82.33.61.172.35.96.93.62.23.41.1
200219.17.183.47.19.76.84.24.92.191.06.99.36.54.04.72.0
250273.02.991.56.67.73.72.23.81.199.96.57.33.52.13.71.1
250273.07.1115.07.710.46.84.15.22.1123.47.610.16.64.05.02.0
300323.92.9120.97.07.93.62.24.01.1130.16.97.63.52.13.81.1
300323.98.0155.08.411.47.34.45.72.2164.28.311.07.04.35.52.2
350355.63.2143.67.48.43.82.34.21.2153.37.38.13.72.24.11.1
350355.68.8184.78.812.07.74.76.02.3194.38.711.77.54.65.82.3
400406.43.2179.97.78.63.72.34.31.1190.47.68.33.62.24.21.1
400406.410.0237.09.512.98.25.06.42.5247.59.412.68.04.96.32.5
500508.04.0273.48.79.74.22.64.91.3285.48.69.54.12.54.81.3
500508.011.0347.110.514.08.65.27.02.6359.110.413.88.45.16.92.6

Erläuterungen zu Anlage 2

L1
fzul = 3 mm DN <= 50
fzul = 5 mm DN > 50
L3
max = 40 N/mm2
i nach Anlage 2
L2
max = 40 N/mm2L4
max = 40 N/mm2
i nach Anlage 2
L5
max = 40 N/mm2L6
max = 40 N/mm2
i nach Anlage 2

Voraussetzungen:

Gepreßtes bzw. geschweißtes T-Stück mit waagerechtem Abzweig.
Spannung aus Innendruck unberücksichtigt.
Toleranzen und Zuschläge (c1 und c2) unberücksichtigt.

Tafel 2

FallSystem
BelastungKriteriumBemerkungErl.
Diagr.
Kurve
   DurchbiegungSpannung  
A
q [kg/m]
m [kg]
Bestimmung von l iterativ
 1
B
 
 1
C
q + Einzellast in allen Feldern
Durchlaufträger mit gleichen Feldlängen (Einzelmasse in jedem Feld)4
D
q + Einzellast nur im jeweili-
gen Feld
3
E
q + Einzellast nur im jeweili-
gen Feld
2

Tafel 3:

Form-, Flexibilitäts-, Spannungserhöhungsfaktoren und Widerstandsmomente

BezeichnungSkizzeForm-
faktor H
Flexibili-
täts-
faktor
kB (>= 1)
Spannungs-
erhöhungs-
faktor
i (>= 1)
Widerstands-
moment W
1
gerades Rohr
111
1
Glattrohrbogen
 
1,2
Segmentbogen mit
I <= dm/2(1+tan )

mit
 
3
Segmentbogen mit
I <= dm/2(1+tan )

mit
 
3
T-Stück mit
aufgeschweißtem, 
eingeschweißtem oder 
ausgehalstem Stutzen
1
Grundrohr:
Stutzen:
mit sx als
kleinerem Wert
von sx1 = s
und
sx2 = i sA
3
wie vor, jedoch mit
zusätzlichem
Verstärkungsring

mit sA <= s
1
 
3 gepreßtes
Einschweiß-T-Stück
mit s und sA als
Anschlußwanddicken
1
 
gepreßtes Einschweiß-
Reduzierstück
Formbedingungen
<= 60
s > da/100
s2 > s1
1
max. 2,0
( in grd)
1) Für Rohrbögen, die in einem kleineren Abstand als dm/2 vom Krümmungsbeginn oder -ende durch einen Flansch oder Ahnliches versteift sind, müssen kB und i durch

k'B = c kB

i' = c i

ersetzt werden. Dabei gilt

c = h1/6 bei einseitiger Versteifung

c = h1/3 bei beidseitiger Versteifung

2) Diese Bögen werden in Einzelbögen mit dem Radius r und gerade Zwischenstücke der Länge ll = 1 - 2 r tan zerlegt. Die Werte für r, kB und i gelten damit auch für einzelne Segmentnähte.

3) Bei den T-Stücken werden Grundrohr und Stutzen getrennt untersucht. Beim Grundrohr gilt als maßgebendes Moment das größere der beiden resultierenden Momente links und rechts des Achsenschnittpunktes. Für den Stutzen gilt das resultierende Moment seitens des abzweigenden Stranges. Es kann vereinfachend auf den Achsenschnittpunkt oder genauer auf den Punkt im Abstand

a= 0,5 (d2m - d2Am)0,5

vom Achsenschnittpunkt bezogen werden.

dAM[mm]mittlerer Durchmesser des Abzweiges
dm[mm]mittlerer Rohrdurchmesser
da[mm]Außendurchmesser der Rohrleitung
di[mm]Innendurchmesser der Rohrleitung
f[mm]Durchbiegung
l*[m]=m/q*äquivalente Länge
i[-]Spannungserhöhungsfaktor
l[m]Stützweite, Kraglänge (allgemein)
m[kg]Zusatz (einzel)-Masse
q[kg/m]auf die Länge bezogene Masse
s[mm]Nennwanddicke
v[-]Schweißnahtwertigkeit
x[-]= l/LVerhältnis der Länge mit/ohne Zusatzmasse
y[-] = l* /LVerhältnis äquivalente Länge/Länge ohne Zusatzmasse
DN Nennweite
E[kN/mm2]Elastizitätsmodul
F[N]= m gEinzellast
I[mm4]Trägheitsmoment
K[N/mm2]Festigkeitskennwert
L[m]Länge ohne Zusatzmasse
S[-]Sicherheitsbeiwert
W[mm3]Widerstandsmoment
[kg/m3]Dichte
[N/mm2]Spannung
g[m/sec2]Erdbeschleunigung
    Indices fL von Anlage 2
A, B, C, D, EBezug auf Fälle in Anlage 2
F, S Bezug auf Kriterium Durchbiegung/Spannung
* von Tabelle Anlage 2 abweichende Parameter
- auf Durchlaufträger bezogen

Erläuterungen zu 6.22: "Festlegung der zulässigen Stützweiten"

1 Allgemeines

Die Stützweiten in Tabelle Anlage 2 wurden auf der Grundlage der Gleichungen in Anlage 2 ermittelt. Bei der auf die Länge bezogene Masse q wurden die folgenden Daten berücksichtigt:

Medium M=1000 kg/m3
Rohrwerkstoff R=7900 kg/m3
Wärmedämmung D=120 kg/m3
Blechmantel B sB=10 kg/m3

Überlappungen und Befestigungsmaterial sind dann berücksichtigt. Die versteifende Wirkung des Blechmantels wurde nicht in Ansatz gebracht, obwohl sie u. U. erheblich sein kann. Zusatzbelastungen F = m g sind bei den Stützweiten der Tabelle Anlage 2 nicht berücksichtigt.

1.1 Begrenzung der Durchbiegung - L1

Die Stützweiten L1 wurden nach dem Kriterium ,,Begrenzung der Durchbiegung" festgelegt. Die Grenzdurchbiegung f wurde dabei im Hinblick auf die Vermeidung möglicher "Pfützenbildung" wie folgt angenommen:

für DN <= 50 f = 3 mm

für DN > 50 f = 5 mm

Berechnungsmodell für L1 ist der beiderseits gelenkig gelagerte Einfeldträger (Zeile A in Anlage 2). Für den Elastizitätsmodul wurde ein mittlerer Wert von E ~ 200 kN/mm2 angenommen.

L1 = 1AF (f, q, m = O, E I) = LAF (f, q, E I)

1.2 Begrenzung der Spannung - L2 bis L6

Die Stützweiten L2 bis L6 wurden nach dem Kriterium ,,Begrenzung der Spannung" festgelegt. Bei Einhaltung der Stützweiten L2 bis L6 sind die Spannungen infolge q bei L2 und L5 in der ungestörten Rohrleitung und bei L3, L4 und L6 in einer Rohrleitung mit T-Stück (gepreßt bzw. geschweißt) an der Stelle des maximalen Momentes auf s = 40 N/mm begrenzt.

1.2.1 Gelenkig gelagerter Einfeldträger - L2 bis L4

Die Stützweiten in Anlage 2 wurden nach der Gleichung für lAS in Anlage 2 Seite 10 ermittelt. Dabei wurde für L2 eine ungestörte Rohrleitung mit einem Spannungserhöhungsfaktor i = 1 angenommen. Für L3 wurde in Feldmitte ein gepreßtes T-Stück nach Anlage 2 mit einem Spannungserhöhungsfaktor i = 0,9/(8,8 s/d)2/3 angenommen.

Für L4 wurde in Feldmitte ein geschweißtes T-Stück nach Anlage 2 mit einem Spannungserhöhungsfaktor i = 0,9/(2 s/dm)2/3 angenommen.

L2= lAS ( , q, m = O, W, i = 1) = LAS ( , q, w, i = I)
L3 == lAS ( , q, m = O, W, i = 0,9/8,8 s/dm)2/3)
= lAS ( , q, W, i = 0,9/8,8 s/dm)2/3)
L4= lAS ( , q, m = O, W, i = 0,9/(2 s/dm)2/3)
= lAS ( , q, W, i = 0,9/(2 s/dm)2/3)

1.2.2 Kragträger - L 5und L6

Die Kragträgerlängen in Anlage 2 wurden nach der Gleichung für lBS in Anlage 2 ermittelt. Dabei wurde für L5 eine ungestörte Rohrleitung mit i =1 angenommen. Für L6 wurde an der Einspannstelle ein geschweißtes T-Stück nach Anlage 2 mit i = 0,9/(2 s/dm)2/3 angenommen.

L5= lBS ( , q, m = O, W, i = 1) = LBS ( , q, w, i = I)
L6= lBS ( , q, m = O, W, i = 0,9(2 s/dm)2/3)
= LBS ( , q, W, i = 0,9(2 s/dm)2/3)

2 Umrechnung der zulässigen Längen aus der Anlage 2

2.1 Andere Lagerungsbedingungen

Die Stützweiten 1 bis 4 gehen von dem Fall des gelenkig gelagerten Einfeldträgers aus. Häufig wird die Annahme eines Mittelfeldes eines Durchlaufträgers realistischer sein. Für diese Lagerungsbedingung können die zulässigen Stützweiten L1 bis L4 wie folgt aus 1 bis 4 abgeleitet werden.
i = 51/4 L1 ~ 1,5 L1 j = 1,51/2 Lj ~ 1,225 Lj (j = 2, 3 und 4)

2.2 Andere Parameter

Wenn das Trägheitsmoment I* und das Widerstandsmoment W*, die Strecklast q*, der Elastizitätsmodul E*, die Vorgabewerte f* und * oder der Spannungserhöhungsfaktor i* nach Anlage 2 Tabelle 3 von den Werten in Anlage 2 wesentlich abweichen, können die zulässigen Stützweiten bzw. Kragträgerlängen aus den Längen der Anlage 2 abgeleitet werden.

Bei Begrenzung der Durchbiegung gilt;

Bei Begrenzung der Spannung gilt:

Formel (j = 2, 3, 4, 5 u. 6)

Entsprechend können bei anderen Lagerungsbedingungen die zulässigen Längen L* aus den Längen L nach Abschnitt 2.1 umgerechnet werden.

3 Zusätzliche Einzellasten

Einzellasten, die zusätzlich zu den in der Anlage 2 angegebenen Streckenlasten in Ansatz zu bringen sind, können in den Fällen L1 bis L6 nach den in Anlage 2 Tafel 2 genannten Gleichungen berücksichtigt werden. Die Stützweiten bzw. Kragträgerlängen können für das Kriterium "Spannungsbegrenzungen" auch mit Hilfe der Anlage 2 und 1.2 ermittelt werden.

Dazu wird die Einzellast mit l* = m/q* in eine äquivalente Länge l* umgerechnet. Dann wird die zutreffende Stützweite bzw. Kragträgerlänge ohne Einzellast aus der Anlage 2 oder nach den zutreffenden Gleichungen der Anlage 2 Seite 10 ermittelt. Abhängig vom Wert y = h/L wird der Wert x = l/L aus Diagramm Anlage 2 abgelesen. Die zulässige Stützweite bei zusätzlicher Berücksichtigung der Einzellast F = m g ergibt sich zu

l = x L

Weichen die Parameter von denen der in Anlage 2 Seite 11 ff. zugrunde gelegten ab, ist zunächst diese Abweichung nach Abschnitt 2.2 zu berücksichtigen, danach wird nach den Abschnitten 1 und 2 der Einfluß der Einzellast betrachtet.

Beispiel:

Eine Rohrleitung DN 150 mit s = 7,1 mm ist als Durchlaufträger über mehrere Stützen ausgeführt. Die Metermasse der Rohrleitung mit Füllung beträgt q* = 60 kg/m. In einem Mittelfeld zweigt eine Rohrleitung ab, so daß eine Zusatzmasse m = 250 kg auf dieses Feld wirkt. Das Abzweigformstück sei geschmiedet, so daß i/i* ~ 2,7 ist. Wegen der hohen Betriebstemperaturen soll die Spannung auf

* = 30 N/mm2 begrenzt werden.

Aus der Stützweitentabelle wird bei q = 57,8 [kg/m] eine Stützweite L4 = 4,2 m abgelesen.

Kurve 2 aus Diagramm Anlage 2

Aus Diagramm Anlage 2 wird für y = 0,58 mit Kurve 2 ein Wert x = 0,65 abgelesen.

Die zulässige Stützweite beträgt

l = x L = 0,65 . 7,2 = 4,7 [m]

Die Durchbiegung kann nach Tabelle 2 Anlage Zeile E mit lEF = l = 4,7 m und q = q* ermittelt werden.

(1) Red. Anm.:
Außer Kraft am 1. Januar 2013 durch die Bek. vom 17. Oktober 2012 (GMBl S. 902)