Структура побудови та спільна підтримка

Зважування відмінностей

Для більшості проектів спринклерів будівельна конструкція має достатню конструкцію та потужність, щоб забезпечити підвішування дощувальних компонентів безпосередньо до конструкції. Інженери-будівельники беруть до уваги навантаження, що накладаються на конструкцію спринклерною системою, і обчислюють їх у проекті будівлі. Коефіцієнти безпеки застосовуються для забезпечення достатньої потужності.

Однак бувають випадки, будь то в новому будівництві чи модернізації в існуючій будівлі, що максимально концентровані навантаження та/або рівномірні навантаження не дозволять безпосередньо навішувати елементи конструкції. Мережі, або навіть гілки, можуть створювати непередбачувані надмірні навантаження на балки, ферми, шпонки, балки та ін. Інженер-будівельник визначає максимально допустимі рівномірні навантаження та концентровані навантаження, що використовуються в конструкції конструкції. Підрядник дощувальної системи повинен завжди перевіряти технічні характеристики та/або проконсультуватися з будівельним інженером щодо обмежень навантаження перед тим, як розробити спринклерну систему. Розміщення вішалки, кількість та розташування, можливо, доведеться відрегулювати, щоб відповідати обмеженням навантаження.

Розділ 9 NFPA 13, Стандарт встановлення спринклерних систем, передбачає вимоги до підвішування та кріплення. Цілісність будівельної конструкції повинна витримувати вагу наповненої водою труби плюс 250 фунтів, за деякими винятками. Те, що NFPA 13 не вказує, - це довжина заповненої водою труби, яку потрібно використовувати при розрахунку навантаження. Хоча існують максимальні вимоги до відстані між вішалками для кожного типу труби, що в кінцевому рахунку обмежує максимально можливі точкові навантаження для спринклерних трубопроводів. Галузевим стандартом є використання середньої точки прольоту між двома вішалками при розрахунку довжини труб і точкових навантажень. Однак у Додатку є рівняння для вішалок-трапецій для регулювання еквівалентної довжини, якщо прикладене навантаження знаходиться поза центром, див. Малюнок 2.

На малюнку 3 наведено приклад розрахунку навантаження для спринклерних трубопроводів, підключених до будівельної конструкції. Звичайно, якби вішалки були розташовані ближче один до одного, точкові навантаження зменшились би. Для завершення розрахунків точкових навантажень, щоб виконати розрахунки точкових навантажень, за необхідності потрібно було б додати броні, краплі/гілочки, спринклери та клапани.

Слід зазначити, що хоча конструкція потрібна лише для підтримки ваги наповненої водою труби плюс 250 фунтів, самі вішалки повинні бути спроектовані для того, щоб витримати п’ятикратну вагу водонаповненої труби плюс 250 фунтів.

Коли трапецієподібні вішалки надаються або підрядником дощувальних установок, або іншим спеціалістам, часто передбачається ідея поділитися вішалками для трапецій, див. Рисунок 1. До випуску NFPA 2013 у 2013 році була одна спроба дозволити спринклерним трубопроводам, встановленим під повітропроводами, розділіть опори з водопровідними трубами, інакше не передбачалося дозволу на підвішування нерозбризкувальних компонентів з тієї самої опорної конструкції, що і спринклерні компоненти, якщо це не була сама будівельна конструкція. Спринклерні трубопроводи повинні були підтримуватися самостійно за допомогою вішалок та трапецій, призначених для протипожежних спринклерних систем.

9.1.1.7 Підтримка несистемних компонентів. Спринклерні трубопроводи або вішалки не повинні використовуватися для підтримки несистемних компонентів. [Видання 2010 р.]. Видання 2013 року нарешті дозволило спільне використання підвісних дощовиків з іншими будівельними системами.
9.1.1.8.2 Спринклерним трубопроводам дозволяється використовувати спільні опорні конструкції відповідно до 9.1.1.3. [Видання 2013 р.]
На додаток до того, що NFPA 13 вимагає сертифікації зареєстрованого професійного інженера та вимог 9.1.1.2, NFPA 13 вимагає спільних структур підтримки, щоб відповідати одному з наступних:
9.1.1.3.1.1 Спринклерну трубу та інші розподільні системи дозволяється підтримувати від спільної опорної конструкції, спроектованої для підтримки п’ятикратної ваги наповненої водою спринклерної труби та інших підтримуваних розподільчих систем плюс 250 фунтів (114 кг), виходячи з допустимий граничний стрес.
9.1.1.3.1.2 Спринклерну трубу та інші розподільні системи дозволяється підтримувати від спільної опорної конструкції, спроектованої для підтримки п’ятикратної ваги наповненої водою спринклерної труби плюс 250 кг (114 кг), і в півтора рази вага усіх інших підтримуваних систем розподілу.

На малюнку 4 наведено приклад тих самих труб та однакового відстані спринклерних трубопроводів, що використовуються на малюнку 3, за винятком того, що він підключений до спільної опорної конструкції. Також зверніть увагу, що загальні точкові навантаження будь-яких спільних систем розподілу не включаються.

Різниця полягає в способі аналізу будівельних конструкцій будівельних інженерів. Розділ 16 Міжнародний Будівництво Код (IBC) забезпечує основні вимоги елементів конструкції. Вплив навантаження на елементи конструкції враховує загальний аналіз того, як структурна система передає навантаження від точки початку через несучі елементи до фундаменту. В рамках аналізу застосовуються різні комбінації навантажень та пов'язані з ними фактори безпеки. Більшість навантажень розраховуються з використанням призначених середніх очікуваних рівномірних навантажень (наприклад, 50 фунтів на квадратний фут живого навантаження тощо), якщо тільки конкретні характеристики обрамлення або навантаження не вимагають моделювання по-різному. Комбінації навантажень розраховуються з використанням до 22 рівнянь із комбінаціями мертвих та живих навантажень, які включають екологічні навантаження, такі як дощ, сніг та вітер. Кожне з цих навантажень має свої власні коефіцієнти безпеки в межах від 0,5 до 1,6. Ці фактори безпеки є адитивними у рівняннях. Комбінації також враховують ймовірність того, який рівень навантажень відбуватиметься в комбінаціях з іншими.

Для спільної підтримки втрата навантаження за допомогою розподіленого кадру більше не діє. Точність прикладеного навантаження також стає більш критичною, оскільки ці навантаження зазвичай застосовуються як точкові навантаження проти розподілених навантажень, і наслідки недооцінки навантажень можуть бути катастрофічними. Комітет NFPA 13 зрозумів це і вимагав коефіцієнта безпеки 5,0 плюс 250 фунтів, щоб забезпечити безпеку спринклерної системи при підключенні до спільних опорних конструкцій. Вони також вимагали збільшення на 50 відсотків інших навантажень, щоб відобразити потенційні зміни в передбачуваних характеристиках навантаження. 250 фунтів - це передбачуване навантаження монтажника, якщо йому/їй доведеться зависнути на трубі в аварійній ситуації.

ПРО АВТОРА: Дуейн Джонсон, П.Е. є менеджером з дизайну компанії Strickland Fire Protection, Колледж-Парк, штат Меріленд. Він випускник Університету штату Меріленд за програмою протипожежного захисту.

ВАЖЛИВА ПРИМІТКА: Стаття та її зміст не є офіційним тлумаченням, виданим згідно з Положеннями NFPA. Будь-яка висловлена думка є особистою думкою автора та ведучого і не обов'язково відображає офіційну позицію NFPA та його Технічного комітету.