Betrachtung Betrieb und Erdbeben

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TobiK
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Betrachtung Betrieb und Erdbeben

Beitrag von TobiK » Mi 29. Apr 2020, 09:23

Hallo Rohr2-Support,

folgende Problematik: Ich habe ein einfaches Rohrleitungssystem, das mehrere Behälter und Wärmeübertrager miteinander verbindet. Aufgrund beengter Platzverhältnisse sind größere Dehnungsbögen nicht möglich. Ich habe das System so weich wie möglich geplant, somit liegen die Stutzenlasten gerade so im zulässigen Bereich. Nun muss ich jedoch auch den Lastfall statisches Erdbeben berücksichtigen (nach Norm 11m/s²). Dadurch sind die Stutzenlasten und die Leitung durch die weiche Verlegung überlastet. Dem wollte ich mit gut platzierten Axialstops Abhilfe schaffen. Aufgrund der Wärmedehnung der Leitung musste ich die Axialstops mit Spiel versehen (5 mm), die Berechnung der Erdbebenlast erfolgt linear ohne Spiel. So funktioniert das System tatsächlich, spiegelt aber nicht die Realität wieder. Im Lastfall Betrieb wird die Wärmedehnung nicht behindert, da die Stops ausreichend Spiel haben. Im Lastfall Erdbeben haben die Stops wegen der linearen Berechnung kein Spiel, somit nehmen sie die Erdbebenlasten auf. Rechne ich den Lastfall Erdbeben mit Spiel, sind Stutzen und Leitung wieder überlastet. Wie gehe ich hier am besten vor, um das Problem zu lösen? Kann man das Spiel von 5mm beim Erdbeben vernachlässigen und linear rechnen? Vielen Dank vorab.

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rohr2support
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Re: Betrachtung Betrieb und Erdbeben

Beitrag von rohr2support » Mo 4. Mai 2020, 17:16

Hallo

Sie sprechen den klassischen Widerspruch zwischen weicher Verlegung zur Berücksichtigung der Temperaturdehnung und nötigen Lagerbedingungen zur Berücksichtigung von Erdbebenlasten an.
Grundsätzlich sollte man Lagerspiel möglichst vermeiden. Wenn es starke Erdbebenbelastungen gibt, gilt dies um so mehr.
Wie Sie richtig anmerken entspricht eine lineare Berechnung ohne Lagerspiel nicht mehr der Realität. Auch eine nicht-lineare statische Berechnung für Erdbeben macht bei Lagerspiel wenig Sinn, da dann dort hohe Impulskräfte auftreten.
Ein Lager, das auf Grund von Temperaturdehnung großes Spiel benötigt, kann nicht mehr zum Abtragen von Erdbebenlasten in Betracht kommen.

Eine robuste Lösung ist meist nur über eine saubere Lagerung zu erreichen.
Wenn es keine Lagerung gibt, die sowohl die Temperaturdehnung frei genug lässt und die Erdbebenlasten abfängt, kann man versuchen mit Stoßbremsen zu arbeiten. Manchmal kann man auch den Behälter mit Kompensatoren entkoppeln und die Leitung dann in Lagern steifer halten.
Manchmal ist auch die Berücksichtigung der Stutzensteifigkeiten sinnvoll.
Eventuell sind auch die erlaubten Stutzenlasten für den Erdebenfall etwas höher als in den normalen Betriebslastfällen, so dass man an der Überlagerung etwas ändern kann.
In einigen Fälllen kann es schon reichen, die Leitung so zu Lagern, dass die Dehnung vom Behälterfestpunkt aus frei gelassen wird und nur die Freiheitsgrade die quer dazu stehen festgehalten werden. Dazu sind manchmal auch Lager sinnvoll, die nicht in den Hauptachsen liegen.

Eine allgemeine Lösung für das Problem kann man sicher so nicht angeben. Da muss man sich jedes System einzeln ansehen.

MfG

ROHR2 Support

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