Épületszerkezet versus megosztott támogatás

A különbségek mérlegelése

A legtöbb sprinkler projekt esetében az épületszerkezet elegendő kialakítású és kapacitású ahhoz, hogy a sprinkler alkatrészeit közvetlenül a szerkezetre lehessen függeszteni. A szerkezeti mérnökök figyelembe veszik a sprinklerrendszer által a szerkezetre gyakorolt terheléseket, és kiszámítják azokat az épülettervbe. Biztonsági tényezőket alkalmaznak a megfelelő kapacitás biztosítása érdekében.

Vannak azonban esetek, legyen szó új építésről vagy meglévő épület utólagos felszereléséről, hogy a maximális koncentrált terhelés és/vagy egyenletes terhelés nem teszi lehetővé a szerkezeti elemek közvetlen függesztését. A hálózati, vagy akár az elágazási vonalak előre nem látható túlzott terhelést okozhatnak a gerendákban, a rácsos házakban, a szegélyekben, a gerendákban stb. A sprinkler rendszer kivitelezőjének mindig ellenőriznie kell a specifikációkat és/vagy konzultálnia kell a szerkezeti mérnökkel a terhelési korlátozásokról a sprinkler rendszer kiépítése előtt. Előfordulhat, hogy a fogas elhelyezését, mennyiségét és helyét úgy kell beállítani, hogy a terhelési korlátok között legyen.

Az NFPA 13. fejezete 13, A sprinkler rendszerek telepítésének szabványa, előírja a függesztést és a merevítést. Az épületszerkezet integritásának néhány kivételtől eltekintve képesnek kell lennie a vízzel töltött cső és 250 font súlyának elviselésére. Amit az NFPA 13 nem jelez, az a vízzel töltött cső hossza, amelyet fel kell használni a terhelés kiszámításakor. Bár az egyes csőtípusok esetében a maximális távolság követelmények vannak az akasztók között, ami végső soron korlátozza a sprinklercsövek maximális lehetséges ponterhelését. Az ipari szabvány szerint a két fogas közötti távolság középpontját kell használni a csőhosszak és a pontterhelések kiszámításakor. Ugyanakkor a mellékletben található egy egyenlet a trapéz akasztók számára az egyenértékű hosszúság beállításához, ha az alkalmazott terhelés középen kívül van, lásd a 2. ábrát.

A 3. ábra példa az épületszerkezethez kapcsolt sprinklercsövek terhelésének kiszámítására. Természetesen, ha az akasztókat közelebb helyeznék egymáshoz, akkor a pontterhelések csökkenne. A pontterhelés-számítások elvégzéséhez szükség szerint a teljes terheléshez hozzá kell adni a védőburkolatokat, cseppeket/szálakat, sprinklereket és szelepeket.

Megjegyzendő, hogy míg a szerkezet csak a vízzel töltött cső és 250 font súlyának megtartásához szükséges, magukat az akasztókat úgy kell megtervezni, hogy a vízzel töltött cső és 250 font súlyának ötszörösét eltartják.

Amikor trapéz akasztókat biztosít, akár egy sprinkler vállalkozó, akár más szakma, akkor gyakran felmerül a trapéz akasztók megosztásának ötlete, lásd 1. ábra. Az NFPA 13 2013. évi kiadása előtt egy kísérletet tettek arra, hogy a csatorna alá telepített sprinkler csövek osztja meg a támasztékokat a csatornával, különben nem engedélyezték a nem sprinkler alkatrészek felakasztását ugyanarról a tartószerkezetről, mint a sprinkler alkatrészei, hacsak nem maga az épületszerkezet volt. Az öntözőcsöveket önállóan kellett alátámasztani a tűzoltó sprinkler rendszerek számára kialakított fogasok és trapézok segítségével.

9.1.1.7 Nem rendszerelemek támogatása. Az öntözőcsöveket vagy akasztókat nem szabad a rendszeren kívüli alkatrészek alátámasztására használni. [2010. évi kiadás]. A 2013-as kiadás végül megengedte a sprinkler akasztótámaszok megosztását más épületrendszerekkel.
9.1.1.8.2. A sprinklercsöveknek engedélyezniük kell a 9.1.1.3. Pont szerinti megosztott tartószerkezetek használatát. [2013-as kiadás]
Amellett, hogy regisztrált hivatásos mérnöknek kell tanúsítania és a 9.1.1.2 követelményei teljesülnek, az NFPA 13 megköveteli, hogy a megosztott támogatási struktúrák megfeleljenek az alábbiak egyikének:
9.1.1.3.1.1. A sprinklercsövet és más elosztórendszereket meg lehet engedni egy olyan közös tartószerkezetről, amelyet úgy terveztek, hogy a vízzel töltött sprinklercső és más megtámasztott elosztórendszerek plusz 250 font (114 kg) súlyának ötszörösét támogassa, a megengedhető végső stressz.
9.1.1.3.1.2. A sprinklercsövet és más elosztórendszereket meg lehet engedni olyan közös tartószerkezetről, amelyek úgy vannak kialakítva, hogy a vízzel töltött sprinklercső plusz 250 kg (114 kg) súlyának ötszörösét és másfélszeresét támogassák. az összes többi támogatott elosztórendszer súlya.

A 4. ábra a 3. ábrán használt sprinklercsövek ugyanazon csövének és azonos távolságának a példája, azzal a különbséggel, hogy megosztott tartószerkezethez van csatlakoztatva. Vegye figyelembe azt is, hogy a megosztott elosztórendszerek teljes pontterhelését nem tartalmazza.

A különbség abban rejlik, ahogy a szerkezeti mérnökök elemzik az épületszerkezet alkatrészeit. Fejezetének 16. fejezete Nemzetközi Épület Kód (IBC) biztosítja a szerkezeti elemek alapvető követelményeit. A szerkezeti elemekre gyakorolt terhelés figyelembe veszi annak átfogó elemzését, hogy a szerkezeti rendszer hogyan továbbítja a terheket a kiindulási ponttól a teherhordó elemeken keresztül az alapra. Az elemzés részeként különféle terhelési kombinációkat és a hozzájuk kapcsolódó biztonsági tényezőket alkalmazzák. A legtöbb terhelést a hozzárendelt átlagos várható egyenletes terhelések (például 50 font/négyzetláb élő terhelés stb.) Felhasználásával számítják, hacsak a konkrét keretezési jellemzők vagy terhelések másképp nem igénylik a modellezést. A terheléskombinációkat legfeljebb 22 egyenlet felhasználásával számítják ki az elhalt és az élő terhelések kombinációival, amelyek magukban foglalják a környezeti terheléseket, például az esőt, a hó és a szél. Ezen terhelések mindegyikének saját biztonsági tényezője van, 0,5 és 1,6 között. Ezek a biztonsági tényezők additívek az egyenletekben. A kombinációk figyelembe veszik annak valószínűségét is, hogy milyen terhelések lépnek fel másokkal kombinálva.

Megosztott támogatás esetén a terheléselosztás az elosztott keretezésen keresztül már nem érvényes. Az alkalmazott terhelés pontossága szintén kritikusabbá válik, mivel ezeket a terheléseket általában pontterhelésként alkalmazzák az elosztott terhelésekkel szemben, és a terhelések alábecsülésének következményei katasztrofálisak lehetnek. Az NFPA 13 bizottság felismerte ezt, és 5,0 biztonsági tényezővel, plusz 250 fontra volt szüksége annak biztosításához, hogy a sprinkler rendszer biztonságos legyen, ha megosztott tartószerkezetekhez csatlakozik. Megkövetelték a többi terhelés 50 százalékos emelését is, hogy tükrözzék a feltételezett terhelési jellemzők lehetséges változásait. A 250 font a telepítő várható terhelése, ha vészhelyzetben a csövön kell lógnia.

A SZERZŐRŐL: Duane Johnson, P.E. a stricklandi tűzvédelem, a Maryland-i College Park tervezési vezetője. A Marylandi Egyetem Tűzvédelmi Mérnöki szakán végzett.

FONTOS FIGYELMEZTETÉS: A cikk és tartalma nem hivatalos értelmezés, amelyet az NFPA előírások alapján adtak ki. Bármely kifejtett vélemény a szerző és az előadó személyes véleménye, és nem feltétlenül mutatja be az NFPA és annak technikai bizottságának hivatalos álláspontját.