Informacje przedstawione w niniejszej publikacji mają charakter ogólny i dotyczą wykorzystania produktów firmy Victaulic w regionach narażonych na występowanie wstrząsów sejsmicznych. Ponieważ każda instalacja jest inna, informacje przedstawione w niniejszej publikacji nie mogą być traktowane jako dane techniczne ani wymagania dla wszystkich instalacji. Kompetentna, fachowa pomoc jest wymagana dla każdego zastosowania. Nigdy nie wolno przekraczać podanych ciśnień, temperatur, zewnętrznych i wewnętrznych obciążeń, norm wydajności ani tolerancji. KORZYŚCI WYNIKJĄCE ZE STOSOWNI PRODUKTÓW FIRMY VICTULIC W STREFCH SEJSMICZNYCH Instalacje rurowe na obszarach narażonych na trzęsienia ziemi mogą być narażone na działanie sił i wygięcia instalacji przekraczające normalne statyczne warunki. Siły sejsmiczne mogą spowodować rozległe uszkodzenia, jeśli instalacja nie zapewnia kompensacji takich obciążeń. Produkty Victaulic można stosować do akomodacji wstrząsów sejsmicznych w instalacjach rurowych w następujących przypadkach: Zgodne z przepisami instalacje wyposażone w odpowiednie wzmocnienia (stężenia) na wypadek trzęsienia ziemi Instalacje niepodlegające przepisom z lekkimi wzmocnieniami (stężeniami) na wypadek trzęsienia ziemi lub bez nich Połączenia odporne na wstrząsy sejsmiczne między niezależnie poruszającymi się odcinkami Instalacje podziemne We wszystkich tych zastosowaniach każda instalacja musi być rozpatrywana osobno. Informacje przedstawione w tej publikacji w połączeniu z określonymi wymaganiami i praktykami w zakresie projektowania dla stref sejsmicznych stanowią doskonałe wytyczne dla projektowania instalacji rurowych. WBUDOWN FUNKCJ ŁGODZENI NPRĘŻEŃ rury, a uszczelnienie ściskania jest uzyskiwane dzięki obudową łącznika, które dociskają uszczelkę do rury. Dodatkowo krawędzie uszczelniające uszczelki zaciskają się na rurze po napełnieniu instalacji. Wszystkie te cechy konstrukcyjne zapewniają szczelne i samoutwierdzające się połączenie. Produkty rowkowane firmy Victaulic są od wielu lat z powodzeniem wykorzystywane w zastosowaniach narażonych na wstrząsy sejsmiczne, m.in. w instalacjach przeciwpożarowych, klimatyzacyjnych, grzewczych, wentylacyjnych, komunalnych oraz przemysłowych. Nasze łączniki są wytrzymałe i mogą wytrzymać cały okres eksploatacji instalacji rurowej, jeśli zostały zamontowane zgodnie z opublikowanymi przez nas instrukcjami montażu. Nasze łączniki zapewniają szybki i łatwy montaż oraz demontaż. Szybki montaż i demontaż oraz możliwość rozłączenia połączenia rurowego zmniejsza koszty robocizny i zapewnia łatwy dostęp do instalacji podczas konserwacji, napraw, wymiany elementów oraz modernizacji. Dodatkowo przed dokręceniem łączników można luźno zamontować kształtki rurowe i obracać je w celu odpowiedniego wyrównania z innymi elementami instalacji. Ułatwia to pracę w trudno dostępnych miejscach oraz przy istniejących instalacjach, konstrukcjach i urządzeniach. Proporcje zostały zmienione w celu zwiększenia czytelności rysunku Proporcje zostały zmienione w celu zwiększenia czytelności rysunku USZCZELK ROWEK OBUDOW ROWEK ŚRUB/NKRĘTK STNDRDOWE ROWKI WLCOWNE ROWKI SKRWNE System połączeń firmy Victaulic oferuje wiele mechanicznych cech konstrukcyjnych użytecznych w instalacjach narażonych na występowanie trzęsień ziemi. Elastyczność łączników elastycznych firmy Victaulic do rur rowkowanych zmniejsza przenoszenie naprężeń przez instalację rurową dzięki zastosowaniu uszczelki tłumiącej wibracje (patrz publikacja Victaulic nr 26.04 Charakterystyka tłumienia wibracji łączników Victaulic). W przypadku gdy elastyczność połączeń nie jest wymagana, można użyć łączniki sztywne, np. łączniki Zero-Flex typu HP70 i 07. Zarówno w przypadku łączników elastycznych, jak i sztywnych utrzymywana jest przerwa między końcami rur w każdym połączeniu, co pozwala zmniejszyć naprężenia powstające w czasie ruchów sejsmicznych. Jeśli pozwalają na to warunki projektu, łączniki elastyczne mogą zostać użyte w miejscach zmiany kierunku instalacji, aby zapewnić łagodzenie naprężeń poprzez wygięcie instalacji w przypadku niewielkich ruchów różnicowych. Ruch w Wyniku Naporu Sejsmicznego Metoda łączenia rur z rowkowanymi końcami firmy Victaulic jest prosta, a jednocześnie niezawodna. Cztery główne elementy połączenia to: rura z rowkowanymi końcami, obudowa łącznika, śruby/nakrętki oraz uszczelka. Rowki dla rur o standardowej wytrzymałości oraz rur o cieńszych ściankach można przygotować metodą walcowania, a dla rur o standardowej wytrzymałości oraz rur o grubszych ściankach metodą skrawania. Ciśnienie znamionowe dla rur o standardowej wytrzymałości jest takie samo zarówno w przypadku rowków walcowanych, jak i skrawanych. Integralną częścią połączenia rurowego jest obudowa łącznika, która spełnia kilka funkcji. Obudowa całkowicie obejmuje uszczelkę elastomerową i utrzymuje ją na miejscu w celu zapewnienia prawidłowego uszczelnienia. Obudowa zahacza się na rurze na całym jej obwodzie i tworzy jednolite połączenie, oferując wiele zalet wynikających z mechanicznego połączenia. Śruby i nakrętki utrzymują obudowę na rurze. Uszczelka z syntetycznego elastomeru tworzy potrójne uszczelnienie na końcach rur Uszczelnienie naprężenia jest uzyskiwane w wyniku jej rozciągnięcia uszczelki wokół Przesunięcie Jeśli przewiduje się występowanie dużych ruchów różnicowych między odcinkami instalacji rurowej może być wymagane stosowanie przegubowych połączeń sejsmicznych, które składają się z łączników elastycznych, złączek i kolanek. Przegubowe połączenia sejsmiczne zapewniają możliwość jednoczesnych ruchów we wszystkich kierunkach. Zapewniając elastyczność instalacji rurowej, pozwalają one zmniejszyć naprężenia i potencjalne uszkodzenia instalacji. ZLECENIODWC WYKONWC INŻYNIER Nr systemowy Przedstawił Sek. spec. Para. Lokalizacja Date Zatwierdził Date 1
Złączka D 2 2 kolanka i Złączka E 2 Złączka D Łącznik B Położenie Normalne Zasilanie Instalacji Tryskaczowej Łącznik Zespół Przegubowego Połączenia Sejsmicznego D D Zasilanie Instalacji Tryskaczowej B Złączka E Ruch Pionowy Położenie Normalne Położenie Normalne Ruch Wzdłużny Ruch Poprzeczny W przypadku gdy wymagane jest wbudowanie urządzenia do instalacji można zastosować połączenie kompensacyjne Victaulic typu 155, które jest wyposażone w specjalne, precyzyjnie rowkowane złączki (dodatkowe informacje, patrz publikacja Victaulic nr 09.05). POŁĄCZENIE KOMPENSCYJNE TYPU 155 podziemne nie biegną prostopadle lub równolegle do linii uskoku ani nie są położone w nieumocnionym gruncie podatnym na obsunięcie czy zapadnięcie, to zazwyczaj nie są narażone na ruchy powodujące ich uszkodzenie. by uniknąć uszkodzeń spowodowanych przez poważne ruchy sejsmiczne na obszarach o niestabilnym gruncie, należy rozważyć budowę instalacji rurowych nad ziemią. Zamontowanie dodatkowych łączników elastycznych firmy Victaulic umożliwi większe wygięcie instalacji. ŁĄCZNIKI ELSTYCZNE Łączniki elastyczne do rur z rowkowanymi końcami pozwalają na liniowe, kątowe oraz obrotowe ruchy instalacji w miejscu łączenia rur, a jednocześnie zapewniają wymuszone uszczelnienie i samoutwierdzające się połączenie. Takie działanie uzyskuje się dzięki połączeniu naszych elastomerowych uszczelek (uszczelniających połączenie) z obudową (zahaczającą się w rowku rury bez sztywnego zaciśnięcia na rurze). Te cechy konstrukcyjne zapewniają wiele korzyści projektowych i montażowych pozwalających na wydłużanie, kurczenie i wygięcie instalacji rurowej na skutek zmian termicznych, osiadania gruntu/budynku bądź aktywności sejsmicznej. Jednak należy je uwzględnić podczas ustalania odstępów i położenia wieszaków oraz podpór. by uzyskać dodatkowe informacje, patrz Tabela 4 w części Wytyczne dotyczące podpór i stężeń instalacji rurowych w niniejszej broszurze. Wydłużenie Wygięcie Obrót Kurczenie Złączka Złączka Końcowa Łącznik Proporcje Zostały Zmienione w celu Zwiększenia Czytelności Rysunku. Produkty rowkowane firmy Victaulic nadają się także do zastosowań podziemnych w strefach sejsmicznych. wygięcia łączników elastycznych pozwala na działanie instalacji wystąpieniu mniejszych ruchów sejsmicznych. O ile instalacje TBEL 1 PRMETRY DL ŁĄCZNIKÓW ELSTYCZNYCH Dopuszczalny odstęp między rurami Wygięcie. Fr. CL Dopuszczalny odstęp między rurami Wygięcie. Fr. CL Dopuszczalny odstęp między rurami Wygięcie. Fr. CL Cale Rura Cale Rura Cale Rura Rzeczywista mm cale/mm Stopnie na łącznik cale/stopy/ Rzeczywista mm cale/mm Stopnie na łącznik cale/stopy/ Rzeczywista mm cale/mm Stopnie na łącznik cale/stopy/ ¾ 0-0.06 0.72 4 1/2 0.25 10 0.14 3 24 26,9 0-1,6 60 127,0 0-3,2 1 26 21 273,0 0-3,2 0 40 12 1 0-0.06 0.57 5 0.27 0.13 2 43 1 18 304,8 mm 0 36 33,7 0-1,6 48 141,3 0-3,2 22 0-3,2 11 11/4 0-0.06 0.45 0.28 12 0.12 2 10 133,0 mm 1 21 0 34 42,4 0-1,6 38 0-3,2 23 323,9 0-3,2 10 11/2 0-0.06 0.40 0.28 14 0.11 1 56 139,7 mm 1 18 0 31 48,3 0-1,6 33 0-3,2 23 355,6 0-3,2 9 2 0-0.06 0.32 0.21 15 0.10 1 31 152,4 mm 1 12 0 29 60,3 0-1,6 27 0-3,2 17 381,0 0-3,2 8 21/2 0-0.06 0.26 6 0.23 16 0.10 1 15 1 5 0 27 73,0 0-1,6 22 168,3 0-3,2 19 406,4 0-3,2 8 76,1 mm 0-0.06 0.26 0.24 18 0.08 1 12 159,0 mm 1 9 0 24 0-1,6 22 0-3,2 20 457,0 0-3,2 7 3 0-0.06 0.22 0.23 20 0.08 1 2 165,1 mm 1 6 0 22 88,9 0-1,6 18 0-3,2 19 508,0 0-3,2 7 31/2 0-0.06 0.19 0.16 22 0.07 0 54 203,2 mm 0 54 0 19 101,6 0-1,6 16 0-3,2 13 559,0 0-3,2 6 4 0.34 8 0.18 24 0.07 1 36 0 50 0 18 114,3 0-3,2 28 219,1 0-3,2 15 610,0 0-3,2 6 108,0 mm 0.35 0.15 1 41 254,0 mm 0 43 0-3,2 29 0-3,2 13 UWG: Wartości podane dla rur o standardowej wytrzymałości z walcowanymi rowkami. Wartości dla rur o standardowej wytrzymałości ze skrawanymi rowkami można zwiększyć 2-krotnie. Zamów publikację 06.01. _2
Wartości ruchów liniowych i wygięcia kątowego dla elastycznych połączeń rur rowkowanych są publikowane dla każdego typu łącznika firmy Victaulic. UWG: Podane wartości to wartości MKSYMLNE dla rur z rowkami walcowanymi. Wartości dla rur z rowkami skrawanymi można dwukrotnie zwiększyć. Dla celów projektowych i ilustracyjnych należy zmniejszyć te wartości o odpowiednie współczynniki, aby uzyskać tolerancję rowków na końcach rur: 50% dla średnicy 3 1/2 cala i mniejszej 25% dla średnicy 4 cale i większej Projekt instalacji rurowej do zastosowań narażonych na wstrząsy sejsmiczne wymaga uważnego sprawdzenia danych opublikowanych przez producenta elementów instalacji, w tym tolerancji ruchów liniowych i wygięcia kątowego. Łączniki do rur z rowkowanymi końcami nie zapewniają jednocześnie maksymalnego ruchu liniowego oraz wygięcia kątowego. Jednak można uzyskać akomodację tych ruchów, jeśli instalacja zostanie zaprojektowana z odpowiednią liczbą połączeń zgodnie z opublikowanymi zaleceniami projektowymi. Brak Ciśnienia Linia Pod Ciśnieniem Ruch w Wyniku Naporu Ciśnienia L Przesunięcie Dla Wydłużenia Dla ŁĄCZNIKI SZTYWNE Łączniki sztywne firmy Victaulic zapewniają połączenia sztywne dzięki mechanicznej i ciernej blokadzie na końcach rur. Łączniki Zero-Flex typu 07, FireLock typu 005 oraz typu HP-70 zapewniają wymuszone zaciśnięcie na rurze, które jest odporne na obciążenia zginające i skręcające. Utrzymuje to rury w położeniu wyrównanym bez wygięcia podczas działania instalacji. Łączniki elastyczne muszą być prawidłowo stosowane, aby uzyskać żądaną elastyczność, gdyż nie zapewniają one kompensacji wydłużenia lub kurczenia w sposób automatyczny. Z tego względu zawsze należy określić najlepsze ustawienie przerw między końcami rur. W instalacjach zakotwionych należy ustawić przerwy w taki sposób, aby zapewnić jednoczesną akomodację ruchów osiowych i wygięcia. Można to osiągnąć instalując łączniki w połowie maksymalnej przerwy między końcami rur (w połowie między położeniem połączenia na styk końców rur a położeniem ich maksymalnego rozsunięcia). W instalacjach o swobodzie ruchów należy stosować konfiguracje rurowe ze zmianą kierunku lub kompensacją o odpowiedniej długości w celu akomodacji ruchów bez przekraczania wartości wygięcia przedstawionych w tabeli 1. ŁĄCZNIK HP-70 G CŁKOWIT PRZERW Tylko Wydłużenie Ruch Rury POŁĄCZONE N STYK Tylko Kurczenie Przesunięcie ŁĄCZNIK ZERO-FLEX TYPU 07 Proporcje Zostały Zmienione w celu Zwiększenia Czytelności Rysunku CZĘŚCIOW PRZERW Rozszerzanie i Kurczenie Θ Maks. Przerwa Brak Przerwy Ponieważ łączniki elastyczne zezwalają na ruch liniowy, ciśnienie wewnętrzne może spowodować skumulowany przyrost długości na końcu linii w instalacjach niezakotwionych. Wielkość przyrostu długości zależy od położenia końców rur po ich zamontowaniu. Końce rur połączone na styk będą umożliwiały maksymalny przyrost długości, a maksymalnie rozsunięte końce nie będą pozwalały na żaden przyrost długości. Rozszerzalność cieplna powoduje dodatkowe zwiększenie tego skumulowanego przyrostu długości linii. Z tego względu kompensujące konfiguracje rurowe muszą mieć odpowiednią długość, aby nie dopuścić do nadmiernego wygięcia i wystąpienia szkodliwego momentu zginającego w tych połączeniach. Θ W zastosowaniach narażonych na wstrząsy sejsmiczne łączniki sztywne mogą być używane w miejscach, w których elastyczność instalacji nie jest pożądana, m.in. na długich, prostych liniach oraz odejściach o średnicy 2 cale lub mniejszych (często gdy przepisy nie wymagają łączników elastycznych). Łączniki sztywne eliminują ruchy, które występują w instalacjach z łącznikami elastycznymi do rur rowkowanych, i dlatego wymagania w zakresie podpór i wieszaków są podobne do instalacji spawanych (odpowiednio do norm NFP 13, NSI B31.1 i NSI B31.9). by uzyskać dodatkowe informacje na temat podpór rurowych dla łączników sztywnych i elastycznych, patrz publikacja 26.01. Rowkowane instalacje rurowe z łącznikami sztywnymi zazwyczaj wykorzystują stężenia poprzeczne, podobnie jak w przypadku innych sztywnych instalacji rurowych, w celu zmniejszenia ruchów względnych w stosunku do konstrukcji budynku. _3
URZĄDZENI DO KOMPENSCJI RUCHÓW SEJSMICZNYCH Urządzenia lub konfiguracje instalacji rurowych zapewniające akomodację ruchów sejsmicznych są zazwyczaj wymagane w celu odcięcia niezależnie poruszających się konstrukcji (gdy instalacja rurowa po jednej stronie musi poruszać się niezależnie od instalacji po drugiej stronie). Urządzenia te są tak zaprojektowane, że instalacja rurowa po każdej stronie jest zamocowana do sąsiedniej konstrukcji. Dostępne są różne metody kompensacji obejmujące m.in. przegubowe połączenia sejsmiczne, pętle, kompensujące konfiguracje rurowe i połączenia kompensacyjne typu 155. Do akomodacji ruchów rur o dużych średnicach szeroko akceptowane są przegubowe połączenia sejsmiczne. Sekcja 6-4.3 normy NFP 13 (1999) mówi, że przegubowe połączenia sejsmiczne są wymagane wszystkich rozmiarów rur głównych i odejść, które przecinają nad ziemią miejsca połączeń uskoków sejsmicznych. Przegubowe połączenia sejsmiczne składają się z łączników elastycznych, złączek i rowkowanych kolanek, podobnie jak pokazano to na rysunku. Łącznik Elastyczny Victaulic (Wymaganych 10 szt.) C L Położenie Normalne Kolanko Victaulic NR 10 90 (Wymaganych 6 szt.) Złączka D (Wymagane 2 szt.) Długość Złączki Zgodna z Wymaganiami WYKRESY ÓW PRZEGUBOWYCH POŁĄCZEŃ SEJSMICZNYCH DO WYZNCZNI DŁUGOŚCI D DL RURY ZE STLI WĘGLOWEJ IPS TBEL 2 RUR Z WLCOWNYM ROWKIEM* cale Rzeczywista mm Kolanko C do E E Długość 1 / 25 mm Wymiary Minimalna długość D cale/mm 2 / 51 mm 3 / 76 mm 4 / 102 mm 5 / 127 mm 6 / 152 mm 2 3.25 6.50 4 14 25 36 47 57 60,3 83 165 102 356 635 915 1194 1448 21/2 3.75 7.50 4 18 31 45 58 71 73,0 95 191 102 458 788 1143 1474 1804 3 4.25 8.50 4 22 37 53 69 84 88,9 108 216 102 559 940 1347 1753 2134 4 5.00 10.00 4 7 11 16 23 30 114,3 127 254 102 178 280 407 585 762 5 5.50 11.00 6 7 14 22 31 39 141,3 140 279 153 178 356 559 788 991 6 6.50 13.00 6 7 16 26 36 46 168,3 165 330 153 178 407 661 915 1169 8 7.75 15.50 6 9 22 35 49 62 219,1 197 394 153 229 559 889 1245 1575 10 9.00 18.00 8 14 31 48 66 83 273,0 229 457 204 356 788 1220 1677 2109 12 10.00 20.00 8 16 35 54 73 92 323,9 254 508 204 407 889 1372 1855 2337 * Wartości zostały obliczone przy zastosowaniu standardowych, rowkowanych kolanek odlewanych nr 10 IPS. W przypadku użycia innych kolanek,należy odpowiednio zmienić długość E. CL Przewód Rurowy Złączka D 2 2 kolanka i Złączka E Widok od Przodu 2 Złączka D Łącznik B Położenie Normalne Zasilanie Instalacji Tryskaczowej Łącznik D D Zasilanie Instalacji Tryskaczowej B Złączka E Ruch Pionowy Położenie Normalne C L Przewód Rurowy Zespół Przegubowego Połączenia Sejsmicznego Położenie Normalne Ruch Wzdłużny Ruch Poprzeczny Wymiary dla różnych rozmiarów, zależnie od wymagań w zakresie wielkości ruchów, zostały przedstawione w następującej tabeli. Wielkość możliwego ruchu rury musi być wystarczająca do akomodacji obliczonych różnicowych ruchów sejsmicznych. Zalecenia dotyczące podpór zostały przedstawione w następnej części. TBEL 2B RUR ZE SKRWNYM ROWKIEM* cale Rzeczywista Kolanko mm C do E E Długość 1 / 25 mm Wymiary Minimalna długość D cale/mm 2 / 51 mm 3 / 76 mm 4 / 102 mm 5 / 127 mm 6 / 152 mm 2 3.25 6.50 4 7 11 14 20 25 60,3 83 165 102 178 280 356 508 635 21/2 3.75 7.50 4 7 12 18 25 31 73,0 95 191 102 178 305 458 635 788 3 4.25 8.50 4 7 14 22 30 38 88,9 108 216 102 178 356 559 762 966 4 5.00 10.00 4 7 11 14 18 21 114,3 127 254 102 178 280 356 458 534 5 5.50 11.00 6 7 11 14 18 21 141,3 140 279 153 178 280 356 458 534 6 6.50 13.00 6 7 11 14 18 21 168,3 165 330 153 178 280 356 458 534 8 7.75 15.50 6 7 11 14 18 22 219,1 197 394 153 178 280 356 458 559 10 9.00 18.00 8 8 11 14 23 31 273,0 229 457 204 204 280 356 585 788 12 10.00 20.00 8 8 11 16 25 35 323,9 254 508 204 204 280 407 635 889 * Wartości zostały obliczone przy zastosowaniu standardowych, rowkowanych kolanek odlewanych nr 10 IPS. W przypadku użycia innych kolanek, należy odpowiednio zmienić długość E. _4
Połączenia kompensacyjne Victaulic typu 155 to zestaw łączników i krótkich złączek rurowych poddanych specjalnej obróbce, które umożliwiają wydłużenie i kurczenie instalacji rurowej i idealnie nadają się do akomodacji poprzecznych ruchów instalacji. Złączki mają precyzyjnie wykonane rowki w celu zapewnienia pełnego poprzecznego luzu w każdym punkcie połączenia. Θ Θ PRZEMIESZCZENIE X (DŁUGO PRZESUNI CI) Złączka Złączka Końcowa Łącznik Proporcje Zostały Zmienione w celu Zwiększenia Czytelności Rysunku. PRZEMIESZCZENIE Y (NIEWSPÓŁOSIOWO POPRZECZ Właściwości łączników elastycznych zapewniają akomodację ruchu liniowego i wygięcia kątowego w kompensujących konfiguracjach rurowych. Może okazać się to pożyteczne w przypadku zastosowań, w których wymagana jest kompensacja niewielkich ruchów w konfiguracji rurowej wbudowanej w instalację. Zgodnie z danymi technicznymi firmy Victaulic oraz wymaganiami przepisów konfiguracja rurowa musi być odpowiednio podparta. by zapewnić odpowiednie podparcie, a jednocześnie umożliwić żądany ruch instalacji, może być wymagane zastosowanie specjalnych technik. Elastyczne łączniki Victaulic, rowkowane kolanka i rury z rowkowanymi końcami mogą być połączone w kompensującą konfigurację rurową typu L lub typu Z, aby umożliwić ruch rur w przypadku wygięcia w każdym łączniku elastycznym. Minimalne wymagane długości rur sąsiadujących z kolankami można obliczyć za pomocą opublikowanych wartości wygięcia łączników elastycznych (patrz Tabela 1), jak pokazano w poniższych przykładach. Równania te pozwalają określić minimalne długości złączek ( ) wymagane w celu umożliwienia żądanego zakresu ruchu we wszystkich trzech kierunkach. W zastosowaniach, w których wymagane są ruchy tylko w dwóch kierunkach, układy rur mogą zostać zoptymalizowane przy użyciu krótszych długości. W celu uzyskania szczegółowych informacji należy skontaktować się z firmą Victaulic. Należy zwrócić uwagę, że określona długość musi mieć możliwość swobodnego poruszania się w celu zapewnienia prawidłowego działania. Należy oszacować wymagania lokalnie obowiązujących przepisów i warunki wykonalności w celu ustalenia, czy układ jest praktyczny. Typ L Typ Z Typ Z PRZYKŁD DL UKŁDU TYPU L = ( 2) x (wymagany ruch) / (możliwość łącznika) TBEL 3 RUR Z WLCOWNYM ROWKIEM cale Rzeczywista mm Łącznika cale/stopy Projektowanie cale/stopy Minimalna długość (stopy/m) dla układu kompensującego typu L 1 / 25 mm 2 / 51 mm 3 / 76 mm 4 / 102 mm 2 0.32 0.16 8.9 17.7 26.6 35.4 60,3 27 13 2,7 5,4 8,1 10,8 21/2 0.26 0.13 10.9 21.8 32.7 43.6 73,0 22 11 3,3 6,6 10,1 13,3 3 0.22 0.11 12.9 25.8 38.6 51.5 88,9 18 9 3,9 7,9 11,8 15,7 4 0.34 0.25 5.7 11.4 17.0 22.7 114,3 28 21 1,7 3,5 5,2 6,9 5 0.27 0.20 7.1 14.2 21.3 28.3 141,3 23 17 2,2 4,3 6,5 8,6 6 0.23 0.17 8.4 16.7 25.0 33.3 168,3 19 14 2,6 5,1 7,6 10,1 8 0.18 0.15 9.5 18.9 28.3 37.8 219,1 15 11 2,9 5,8 8,6 11,5 10 0.14 0.10 14.2 28.3 42.5 56.6 273,0 12 9 4,3 8,6 13,0 17,3 12 0.12 0.09 15.8 31.5 47.2 62.9 323,9 10 8 4,8 9,6 14,4 19,2 TBEL 3B RUR ZE SKRWNYM ROWKIEM cale Rzeczywista mm Łącznika cale/stopy Projektowanie cale/stopy Minimalna długość (stopy/m) dla układu kompensującego typu L 1 / 25 mm 2 / 51 mm 3 / 76 mm 4 / 102 mm 2 0.63 0.32 4.4 8.8 13.3 17.7 60,3 27 13 1,3 2,7 4,1 5,4 2 1/2 0.52 0.26 5.4 10.9 16.3 21.8 73,0 22 11 1,6 3,3 5,0 6,6 3 0.43 0.22 6.4 12.9 19.3 25.7 88,9 18 9 2,0 3,9 5,9 7,8 4 0.67 0.50 2.8 5.7 8.5 11.3 114,3 28 21 0,9 1,7 2,6 3,4 5 0.54 0.40 3.5 7.1 10.6 14.1 141,3 23 17 1,1 2,2 3,2 4,3 6 0.45 0.33 4.3 8.6 12.9 17.1 168,3 19 14 1,3 2,6 3,9 5,2 8 0.35 0.26 5.4 10.9 16.3 21.8 219,1 15 11 1,6 3,3 5,0 6,6 10 0.28 0.21 6.7 13.5 20.2 26.9 273,0 12 9 2,1 4,1 6,2 8,2 12 0.23 0.17 8.3 16.6 25.0 33.3 323,9 10 8 2,5 5,1 7,6 10,2 _5
PRZYKŁD DL UKŁDU TYPU Z = (wymagany ruch) / (możliwość łącznika) TBEL 3C RUR Z WLCOWNYM ROWKIEM Łącznika cale Rzeczywista cale/stopy mm Projektowanie cale/stopy Minimalna długość (stopy/m) dla układu kompensującego typu Z 1 / 25 mm 2 / 51 mm 3 / 76 mm 4 / 5 / 6 / 102 mm 127 mm 152 mm 2 0.32 0.16 6.3 12.5 18.8 25.0 31.3 37.5 60,3 27 13 1,9 3,8 5,7 7,6 9,5 11,4 21/2 0.26 0.13 7.7 15.4 23.1 30.8 38.5 46.2 73,0 22 11 2,3 4,7 7,0 9,4 11,7 14,1 3 0.22 0.11 9.1 18.2 27.3 36.4 45.5 54.6 88,9 18 9 2,8 5,5 8,3 11,1 13,9 16,6 4 0.34 0.25 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 114,3 28 21 1,2 2,4 3,7 4,9 6,1 7,3 5 0.27 0.20 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 141,3 23 17 1,5 3,0 4,6 6,1 7,6 9,1 6 0.23 0.17 5.9 11.8 17.7 23.6 29.5 35.3 168,3 19 14 1,8 3,6 5,4 7,2 9,0 10,8 8 0.18 0.13 7.7 15.4 23.1 30.8 38.5 46.2 219,1 15 11 2,3 4,7 7,0 9,4 11,7 14,1 10 0.14 0.10 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 273,0 12 9 3,0 6,1 9,1 12,2 15,2 18,3 12 0.12 0.09 11.2 22.3 33.4 44.5 55.6 66.7 323,9 10 8 3,4 6,8 10,2 13,6 16,9 20,3 TBEL 3D RUR ZE SKRWNYM ROWKIEM Łącznika cale Rzeczywista cale/stopy mm Projektowanie cale/stopy Minimalna długość (stopy/m) dla układu kompensującego typu Z 1 / 25 mm 2 / 51 mm 3 / 76 mm 4 / 5 / 6 / 102 mm 127 mm 152 mm 2 0.63 0.32 3.2 6.3 9.4 12.5 15.7 18.8 60,3 53 27 1,0 1,9 2,9 3,8 4,8 5,7 21/2 0.52 0.26 3.9 7.7 11.6 15.4 14.5 23.1 73,0 43 22 1,2 2,3 3,5 4,7 4,4 7,0 3 0.43 0.22 4.6 9.1 13.7 18.2 22.8 27.3 88,9 36 18 1,4 2,8 4,2 5,5 6,9 8,3 4 0.67 0.50 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 114,3 56 42 0,6 1,2 1,8 2,4 3,0 3,7 5 0.54 0.40 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 141,3 45 33 0,8 1,5 2,3 3,0 3,8 4,6 6 0.45 0.33 3.1 6.1 9.1 12.2 15.2 18.2 168,3 38 28 0,9 1,9 2,8 3,7 4,6 5,5 8 0.35 0.26 3.9 7.7 11.6 15.4 19.3 23.1 219,1 29 22 1,2 2,3 3,5 4,7 5,9 7,0 10 0.28 0.21 4.8 9.6 14.3 19.1 23.9 28.6 273,0 23 18 1,5 2,9 4,4 5,8 7,3 8,7 12 0.23 0.17 5.9 11.8 17.7 23.6 29.5 35.3 323,9 19 14 1,8 3,6 5,4 7,2 9,0 10,8 WYTYCZNE DOTYCZĄCE PODPÓR I STĘŻEŃ INSTLCJI RUROWYCH Raporty rządowe wskazują, że ruchy różnicowe, które występują w instalacjach bez stężeń, mają podczas trzęsienia ziemi tendencję do powodowania uszkodzenia sztywnych kształtek rurowych i połączeń, zwłaszcza gwintowanych. Elastyczne instalacje rowkowane firmy Victaulic pozwalają na występowanie ruchów różnicowych bez powodowania nadmiernych naprężeń w rurach i łącznikach. Firma Victaulic publikuje wielkość wygięcia oraz dopuszczalne ruchy rur dla łączników elastycznych we wszystkich stosownych dokumentach (patrz Tabela 1). Różne przepisy wymagają, aby instalacje były odpowiednio wzmocnione stężeniami przed wstrząsami sejsmicznymi. Dodatkowo rury nie mogą być zamocowane do niezależnie poruszających się konstrukcji, takich jak ściana i sufit lub sufit i podłoga, bez zamontowania urządzeń kompensujących ruch. Rura z żadnej strony urządzenia nie może być przymocowana do przeciwstawnej konstrukcji. Prawidłowo wzmocniona stężeniami instalacja będzie poruszać się wraz z konstrukcją w zakresie kontrolowanego lub ograniczonego dodatkowego naprężenia w stosunku do rury lub elementów firmy Victaulic. Należy zapoznać się z lokalnie obowiązującymi przepisami w celu określenia, czy w obrębie danej strefy sejsmicznej dozwolone są instalacje bez stężeń. Podczas trzęsienia ziemi instalacje bez stężeń mogą kołysać się w nieprzywidziany sposób w wyniku działania ruchów ziemi. Wielkość kołysania (amplituda) oraz jego przyspieszenie zależą od intensywności zaburzenia, częstotliwości drgań własnych instalacji rurowej oraz poziomu tłumienia drgań w instalacji. Połączenie między elementami instalacji a wyposażeniem w niezależnie poruszających się częściach konstrukcji mogą także wymagać wzmocnienia stężeniami. Niezależnie poruszające się części konstrukcji mogą obejmować ściany, sufity wyposażenie nieruchome, instalację rurową, osobne budynki itp. W epicentrum ruchy ziemi mogą wynosić nawet do 25 cm (10 cali). Raporty rządowe potwierdzają uszkodzenia elementów, które nie były w stanie zapewnić akomodacji takich ruchów. Stężenia sejsmiczne i podpory rurowe są wykorzystywane w instalacjach rurowych, aby nie dopuścić do występowania nadmiernych ruchów instalacji w trakcie wstrząsów sejsmicznych, które mogłyby doprowadzić do wystąpienia nadmiernych naprężeń w instalacji bez prawidłowo zamontowanych stężeń. Podpory rurowe dla rowkowanych instalacji rurowych firmy Victaulic mają za zadanie ograniczać ruch rur, tak aby nie przekraczać zalecanych dopuszczalnych wartości wygięć, ruchów końców rur i obciążeń na końcach rur. Norma NFP 13, która dotyczy tych instalacji, wymaga, aby instalacje tryskaczowe były zabezpieczone w celu zmniejszenia lub niedopuszczenia do rozrywania rur w strefach sejsmicznych. Można osiągnąć to, stosując dwie techniki: 1) Uelastycznienie instalacji rurowej, gdy jest to konieczne (łączniki elastyczne) 2) Przymocowanie instalacji rurowej bezpośrednio do konstrukcji budynku w celu ograniczenia do minimum ruchów względnych (stężenia poprzeczne) Stężenia poprzeczne są przeznaczone do wzmocnienia głównej instalacji tryskaczowej w taki sposób, aby wytrzymała ona siły poziome wynoszące do 50% ciężaru wody wypełniającej instalację. Instalacja rurowa wytrzymująca takie siły bez rozerwania rur bądź stałego ich odkształcenia, jest praktycznie uważana za zabezpieczoną przed skutkami działania sił sejsmicznych. W obliczeniach został zastosowany mnożnik w celu dostosowania tej wartości do konkretnych obszarów geograficznych, w których przewiduje się występowanie wyższych lub niższych wartości przyspieszenia sejsmicznego. Mnożnik może wynosić od 0,4 do 2,4. O zastosowaniu mnożnika decydują wymagania obowiązujących lokalnie przepisów budowlanych. Dwukierunkowe stężenia zapobiegają oscylacji instalacji rurowej w jednym kierunku (poprzecznym lub wzdłużnym), a czterokierunkowe zapobiegają jednocześnie oscylacjom poprzecznym i wzdłużnym. Ruchy poprzeczne odnoszą się ruchu rury na boki (prostopadle do rury), a ruchy wzdłużne odnoszą się do ruchów w linii instalacji (równolegle do rury). Obciążenia pionowe często nie są uwzględniane w obliczeniach stężeń, gdyż przyjmuje się, że elementy biegnące w górę są włączone do projektowych współczynników bezpieczeństwa. W wszystkich przypadkach stężenia poprzeczne muszą być połączone bezpośrednio z konstrukcją budynku. Czterokierunkowe stężenie poprzeczne jest zazwyczaj stosowane na górze kolumny wodnej. Ogólnie rury odejściowe nie są wzmacniane stężeniami poprzecznymi z wyjątkiem miejsc, w których ruch może doprowadzić do uszkodzenia wyposażenia. Dodatkowo ruchy rur odejściowych są ograniczone przez wzmocnienia rur głównych. Poradniki w zakresie projektowania zazwyczaj nie wymagają stosowania wzmacniających stężeń sejsmicznych dla rur o średnicy 2 cala i mniejszych, gdyż takie instalacje rurowe są uważane za odpowiednio wytrzymałe na działanie sił sejsmicznych. Zamiast tego odejścia są wyposażone w utwierdzenia (mniejsze stężenia) zapewniające kontrolę ruchów poprzecznych i pionowych. Utwierdzenia są także używane na końcach instalacji w celu zmniejszenia bicia rur odejściowych. Stężenia poprzeczne są zazwyczaj wymagane dla rur odejściowych o średnicach 2 1/2 cala i większych. Konkretne wymagania można znaleźć w lokalnie obowiązujących przepisach. _6
Zespoły zapewniające separacje sejsmiczną używające łączników elastycznych (np. przegubowych połączeń sejsmicznych) są zazwyczaj wymagane dla wszystkich rozmiarów rur w przypadku, gdy instalacje rurowe prowadzone nad ziemią przecinają niezależnie poruszające się części budynku. Nasze doświadczenie pokazuje, że pierwszy odcinek rury przylegający z obu stron do rowkowanego przegubowego połączenia sejsmicznego powinien być sztywno przymocowany do odpowiedniej konstrukcji za pomocą odpowiedniego stężenia. Połączenie przegubowe musi być podparte w sposób, który nie będzie uniemożliwiał działania w trakcie trzęsienia ziemi. W celu podparcia rowkowanych kolanek i złączek rurowych zespołu należy wykorzystać nieutwierdzone wieszaki. UWG: Wymagania przepisów należy uważać za ważniejsze niż te zalecenia. Część 6-4.4.1 normy NFP 13 (1999) wymaga, aby średnica otworów, przez które rura przechodzi przez ściany lub inne przeszkody, wynosiła: 2 cale więcej niż średnica rury dla rur 3 1/2 cala lub mniejszych 4 cale więcej niż średnica rury dla rur 4 cale lub większych Ta norma wymaga także, żeby instalacja rurowa miała co najmniej dwa cale luzu wokół innych elementów konstrukcyjnych, które nie są używane do podpierania rur lub przez które rury nie przechodzą. Wyjątek stanowią przypadki, gdy rury przechodzą przez ściany z gipsu lub innego niepalnego materiału oraz gdy łączniki elastyczne znajdują się w odległości ok. 30 cm (1 stopa) z każdej strony ściany lub przeszkody. Jeśli mające zastosowanie przepisy budowlane wymagają, aby przestrzeń wokół rury była wypełniona, należy używać elastycznych mas uszczelniających, takich jak mastyks. Te kryteria określają metodę służącą do zabezpieczenia instalacji tryskaczowych przed ruchami sejsmicznymi zgodnie z normą NFP 13. W stosunku do innych instalacji rurowych obowiązują inne wymagania w zakresie warunków narażenia, które zależą od typu instalacji, bliskości stref sejsmicznych, intensywności strefy sejsmicznej oraz zgodności z lokalnymi, stanowymi i/lub krajowymi przepisami. Z tego względu ustalenie konstrukcji podpór oraz użycia elastycznych i sztywnych należy przeprowadzać osobno dla każdej instalacji. Towarzystwo Factory Mutual w arkuszach z danymi dotyczącymi zabezpieczenia przed trzęsieniami ziemi wodnych instalacji przeciwpożarowych (Data Sheet 2-8, Earthquake Protection for Water-based Fire Protection Systems) przedstawia następujące wskazówki w zakresie projektowania: Krok 1: Rozplanować położenie stężeń poprzecznych w stosunku do instalacji tryskaczowej i elementów konstrukcyjnych, do których stężenia będą zamocowane. Krok 2: Obliczyć wymagane sejsmiczne obciążenie obliczeniowe dla każdego położenia stężenia poprzecznego. Krok 3: Wybrać prawidłowy kształt stężenia poprzecznego, kąt zamocowania, rozmiar oraz maksymalną długość na podstawie wymaganego poziomego obciążenia obliczeniowego. Krok 4: Wybrać prawidłową metodę zamocowania stężenia poprzecznego do konstrukcji i do instalacji rurowej. 1 Instalacje zamontowane z użyciem łączników sztywnych firmy Victaulic mogą być podparte i wzmocnione przed wstrząsami sejsmicznymi w sposób podobny do instalacji gwintowanych i spawanych. Wymagane odstępy między wieszakami dla łączników sztywnych Victaulic są zgodne z przepisami norm branżowych dla instalacji gwintowanych i spawanych. Te uznawane na poziomie krajowym normy to: NSI B31.1 Power Piping Code, NSI B31.9 Building Services Code oraz NFP 13 Sprinkler Systems. Zalecenia firmy Victaulic dotyczące podpór rurowych zarówno dla łączników elastycznych, jak i sztywnych można znaleźć w tabelach od 4 do 4C. W tych tabelach zostały przedstawione zalecane maksymalne odległości między podporami dla poziomych, prostych odcinków rur stalowych o standardowej wytrzymałości służących do przepływu wody lub płynów o podobnej gęstości. INSTLCJE SZTYWNE Dla łączników sztywnych firmy Victaulic typu 07, 307, HP-70, 005 i innych mogą zostać użyte poniższe maksymalne odstępy między wieszakami. TBEL 4 RURY Cale Zalecany maksymalny odstęp między podporami stopy/metry Woda Gaz lub powietrze * * 1 7 9 12 9 9 12 33,7 2,1 2,7 3,7 2,7 2,7 3,7 11/4 7 11 12 9 11 12 42,4 2,1 3,4 3,7 2,7 3,4 3,7 11/2 7 12 15 9 13 15 48,3 2,1 3,7 4,6 2,7 4,0 4,6 2 10 13 15 13 15 15 60,3 3,1 4,0 4,6 4,0 4,6 4,6 3 12 15 15 15 17 15 88,9 3,7 4,6 4,6 4,6 5,2 4,6 4 14 17 15 17 21 15 114,3 4,3 5,2 4,6 5,2 6,4 4,6 6 17 20 15 21 25 15 168,3 5,2 6,1 4,6 6,4 7,6 4,6 8 19 21 15 24 28 15 219,1 5,8 6,4 4,6 7,3 8,5 4,6 10 19 21 15 24 31 15 273,0 5,8 6,4 4,6 7,3 9,5 4,6 12 23 21 15 30 33 15 323,9 7,0 6,4 4,6 9,1 10,1 4,6 14 23 21 15 30 33 15 355,6 7,0 6,4 4,6 9,1 10,1 4,6 16 27 21 15 35 33 15 406,4 8,2 6,4 4,6 10,7 10,1 4,6 18 27 21 15 35 33 15 457,0 8,2 6,4 4,6 10,7 10,1 4,6 20 30 21 15 39 33 15 508,0 9,1 6,4 4,6 11,9 10,1 4,6 24 32 21 15 42 33 15 610,0 9,8 6,4 4,6 12,8 10,1 4,6 * Odstępy odpowiadają normie NSI B31.1 Power Piping Code. Odstępy odpowiadają normie NSI B31.9 Building Services Piping Code. Odstępy odpowiadają normie NFP 13 Sprinkler Systems. INSTLCJE ELSTYCZNE Dla łączników typu 75, 77 i innych. Standardowe łączniki do rur rowkowanych umożliwiają kątowe, liniowe i skrętne ruchy instalacji w każdym punkcie połączenia w celu akomodacji wydłużania, kurczenia, osiadania i innych ruchów mogących powstawać w instalacji oraz tłumienia wibracji i hałasu. Te cechy konstrukcyjne zapewniają wiele korzyści podczas projektowania instalacji rurowej, ale muszą być uwzględniane podczas ustalania odstępów i położenia wieszaków oraz podpór. _7
Maksymalne odstępy między wieszakami dla prostych odcinków bez skoncentrowanego obciążenia, gdy jest wymagana pełna kompensacja wydłużenia/kurczenia liniowego instalacji TBEL 4B RURY Cale ¾ 1 26,9 33,7 11/4 2 42,4 60,3 21/2 4 73,0 114,3 5 8 141,3 219,1 10 12 273,0 323,9 14 16 355,6 406,4 18 24 457,0 610,0 7 2.1 10 3.0 12 3.7 Długość rury w stopach/metrach 15 4.6 20 6.1 22 6.7 25 7.6 30 9.1 35 10.7 40 12.2 * Średnia liczba wieszaków na długość rury równomierne rozmieszczenie 1 2 2 2 3 3 4 4 5 6 1 2 2 2 3 3 4 4 5 5 1 1 2 2 2 2 2 3 4 4 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 28 42 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 711,0 1067,0 * Żaden odcinek rury między dwoma łącznikami nie powinien pozostać bez podparcia. Maksymalne odstępy między wieszakami dla prostych odcinków bez skoncentrowanego obciążenia, gdy nie jest wymagana pełna kompensacja wydłużenia/kurczenia liniowego instalacji TBEL 4C ZKRES ÓW RUR Nominalny cale Zalecany maksymalny odstęp między podporami stopy/metry ¾ 1 8 26,9 33,7 2.4 1 1/4 2 10 42,4 60,3 3.0 2 1/2 4 12 73,0 114,3 3.7 5 8 14 141,3 219,1 4.3 10 12 16 273,0 323,9 4.9 14 16 18 355,6 406,4 5.5 18 30 20 457,0 762,0 6.1 32 42 21 813,0 1067,0 6.4 Projektanci instalacji powinni pamiętać, że łączniki elastyczne zamontowane z częściową przerwą między końcami rur lub z końcami rur połączonymi na styk pozwalają na pełne wydłużenie po napełnieniu instalacji. Strategicznie rozmieszczone kotwy powstrzymują napełnioną instalację między miejscami zakotwienia. Podpory przesówne rur i odpowiednie podpory także pomagają zapobiegać występowaniu zapobieganiu wygięcia kątowego w miejscach połączeń, które mogłoby w innym przypadku zmniejszyć wielkość możliwego ruchu liniowego w każdym miejscu połączenia. POD CI NIENIEM, NIEZKOTWIONE ZKOTWIONE Z JEDNEJ STRONY L L Brak zakotwienia na poziomym odcinku rury spowoduje ruch w stron najmniejszego oporu. - Ł cznik elastyczny Victaulic - Kotwa - Zakładana lub proponowane miejsce zakotwienia ZKOTWIENIE Z OBU STRON PT Nieutwierdzone, wygięte połączenia zostaną wyprostowane pod wpływem osiowego naporu ciśnienia i innych sił, które dążą do rozdzielenia rur. Jeśli wygięcie jest pożądane, należy zastosować kotwy lub poprzeczne ograniczniki, które będą pomagały utrzymać wygięcie połączenia. Siły poprzeczne zawsze oddziałują na wygięte połączenia ze względu na ciśnienie wewnętrzne. Całkowicie wygięte połączenie nie umożliwia ruchu liniowego, który jest normalnie możliwy w miejscu połączenia. I odwrotnie, w przypadku połączeń z końcami rur połączonymi na styk lub połączeniami z maksymalnie rozsuniętymi końcami rur wygięcie kątowe nie jest możliwe, chyba że końce rury zostaną skrócone lub wydłużone w razie konieczności. Częściowo wygięte połączenia zapewniają pewną możliwość ruchu liniowego. Widok z Góry (Brak Ciśnienia) Widok z Góry (Pod Ciśnieniem) Wieszak PT Skumulowany efekt Siła niedostatecznego utwierdzenia Poprzeczna poprzecznego w instalacji PODWIESZNEJ (Proporcje zostały zmienione w celu zwiększenia czytelności rysunku) B STN POCZ T KOWY ZKOTWIENIE Z OBU STRON B C D Łączniki elastyczne mogą umożliwić wygięcie w miejscu połączeń odejściowych i _8
układów kompensujących w celu akomodacji przewidywanego ruchu rury. Układy kompensujące muszą być na tyle długie, aby umożliwić odpowiednie wygięcie nie dopuścić do powstania szkodliwych momentów zginających, które mogłyby powstawać w miejscach połączeń układów kompensujących. UWG: Jeśli rury wydłużyły się w wyniku rozszerzalności termicznej, na końcach może wystąpić dodatkowy przyrost długości rury. OBLICZENI SEJSMICZNE Produkty rowkowane firmy Victaulic konsekwentnie wykazują zdolność do wytrzymywania znacznych sił występujących podczas trzęsienia ziemi. Narażone na działanie sił zginających, pozostają nienaruszone. Moment zginający wystąpi, gdy połączenie wygnie się poza dopuszczalną maksymalną granicę wygięcia kątowego. W przypadku, gdy przewiduje się występowanie takich wygięć, należy zamontować dodatkowe łączniki elastyczne w celu akomodacji tego ruchu. Liczne agencje, np. STM i Underwriters Laboratories (UL), ustanowiły metody ograniczania obciążeń zginających. Poniżej zostały przedstawione minimalne momenty zginające, które muszą wytrzymywać produkty Victaulic w celu umieszczenia ich w wykazie agencji UL. gencja UL ustanowiła wymagania w zakresie minimalnego momentu zginającego, korzystając z metody opisanej w normie UL Standard 213, Rubber Gasketed Fittings for Fire Protection: Momenty zginające są obliczone na podstawie podwójnego ciężaru wody wypełniającej rurę na odcinku o długości dwukrotnej maksymalnej odległości między podporami określonej w normie montażu instalacji tryskaczowych, NFP 13.2 Norma UL jest jedną z kilku publikacji dotyczących wymagań w zakresie momentu zginającego. Inną normą jest STM F-1476, która podaje obciążenia zginające na podstawie odstępów między podporami itp. Łączniki są testowane wyłącznie pod kątem pokazanego momentu zginającego, a współczynnik bezpieczeństwa jest uwzględniony w tych wartościach. Wszystkie momenty zginające zostały zastosowane przy ich maksymalnym ciśnieniu znamionowym UL. Wartości te zostały podane jedynie w celach informacyjnych i nie wolno ich używać do celów projektowania. Jednak można je porównać z minimalnymi wartościami teoretycznymi wymaganymi przez różne przepisy budowlane w celu przedstawienia rzeczywistych zdolności w odniesieniu do wymagań projektowych. MINIMLNY WYMGNY MOMENT ZGINJĄCY W ŁĄCZNIKU N RURZE O STNDRDOWEJ WYTRZYMŁOŚCI TBEL 5 ŁĄCZNIK Nominalny cale Moment zginający ft-lb N m ŁĄCZNIK Nominalny cale Moment zginający ft-lb N m 1 300 6 7085 33,7 407 168,3 9600 11/4 420 8 11304 42,4 569 219,1 15317 11/2 810 10 16785 48,3 1098 273,0 22744 2 1150 12 22950 60,3 1558 323,9 31098 2 1/2 1770 14 27450 73,0 2398 355,6 37195 3 2426 16 35843 88,9 3287 4006,4 48568 3 1/2 3013 18 45360 101,6 4083 457,0 61463 4 3645 20 54742 114,3 4939 508,0 74176 5 5238 24 77670 141,3 7098 610,0 105244 Poniższe wzory i wyniki analizy statycznej demonstrują możliwości produktów firmy Victaulic w warunkach narażenia na wstrząsy sejsmiczne. Wyniki przedstawione w poniższych tabelach pokazują, że prawidłowo zamontowane rowkowane łączniki Victaulic przewyższają wymagania, którym obecnie odpowiadają gwintowane i spawane instalacje rurowe, do zastosowania we wstępnie zatwierdzonych instalacjach w strefach sejsmicznych. Dodatkowo produkty firmy Victaulic są od 75 lat używane z powodzeniem w budownictwie komercyjnym, górnictwie, na polach naftowych oraz w instalacjach komunalnych, przemysłowych i przeciwpożarowych. Wyniki te są zgodne z wymaganiami najnowszej wersji przepisów budowlanych obowiązujących w stanie Kalifornia (California Building Code). W część 1630B.2 tych przepisów stwierdza się, że dla instalacji rurowych, kanałów, koryt kablowych i połączeń zbudowanych z materiałów plastycznych można używać wartości Cp z tabeli 16B-0. Obudowy łączników rowkowanych firmy Victaulic są wykonane z wytrzymałego żeliwa sferoidalnego, które spełnia wymagania dwóch norm STM 395, gatunek 65-45-15 oraz STM 536, gatunek 65-45-12. Norma STM 395 określa skład żeliwa, do którego zwykle odnoszą się przepisy STM B31 dotyczące elementów ciśnieniowych wykonanych z żeliwa sferoidalnego, podczas gdy norma STM 536 określa szeroko akceptowany skład żeliwa używanego we współczesnych odlewach. MIĘDZYNRODOWE PRZEPISY BUDOWLNE (IBC) (2000) Siły sejsmiczne obliczone zgodnie z przepisami IBC są wyznaczane na podstawie poniższego wzoru: l p ( F p = (0,4a p S DS W p ) R 1 + 2 p H Z) który można uprościć do następującej postaci na podstawie maksymalnej wartości Fp: F p = 1,6 DS 1 p W p gdzie: F p to obliczeniowa siła poprzeczna dla elementów niekonstrukcyjnych. S DS to obliczeniowe przyspieszenie odpowiedzi spektralnej (0,33, na podstawie SDS = 2FaSs/3, gdzie Fa = 2,5 dla najgorszego przypadku miękkiego gruntu i Ss = 0.2s dla najgorszego przypadku przyspieszenia spektralnego). Ip to współczynnik ważności (1,5 dla obiektów o krytycznym znaczeniu). Wp to ciężar roboczy elementu. W razie potrzeby składową pionową siły można obliczyć ze wzoru: F p v = 0,25 DS W p Poniższy wykres przedstawia wyniki uzyskane za pomocą pierwszego uproszczonego wzoru dla przypadku ogólnego. RUR STLOW O STNDRDOWEJ WYTRZYMŁOŚCI POJEDYNCZY ODSTĘP, PROST PODPOR TBEL 6 Nominalny cale Wp lb/ft kg/m Fp lb/ft kg/m M ft-lb N m 2 5.1 4.0 800 60,3 7,6 6,0 1084 21/2 7.9 6.3 1260 73,0 11,8 9,4 1707 3 10.8 8.6 1720 88,9 16,1 12,8 2331 4 16.3 12.9 2580 114,3 24,3 19,2 3496 6 31.5 25.0 5000 168,3 46,9 37,2 6775 8 50.2 39.8 7960 219,1 74,7 59,2 10786 10 74.6 59.1 11820 273,0 111,0 87,9 16016 12 98.6 78.1 15620 323,9 146,7 116,2 21165 14 114.3 90.5 18100 355,6 170,1 134,7 24526 16 141.7 112.2 22440 406,4 210,8 167,0 30407 18 171.8 136.1 27220 457,0 255,6 202,5 36884 20 204.6 162.0 32400 508,0 304,4 241,1 43902 Współczynnik bezpieczeństwa* 24 278.4 220.5 44100 1.76 610,0 414,3 328,1 59756 * Współczynnik bezpieczeństwa opiera się na porównaniu obliczonego momentu zginającego (M) z minimalnym wymaganym momentem zginającym UL, który muszą wytrzymać wszystkie łączniki Victaulic umieszczone w wykazie UL. 1.44 1.41 1.41 1.41 1.42 1.42 1.42 1.47 1.52 1.60 1.67 1.69 _9
KLIFORNIJSKIE PRZEPISY BUDOWLNE (N PODSTWIE JEDNOLITYCH PRZEPISÓW BUDOWLNYCH Z 1997 R.) F p = 0,4 C a 1 p W p lub w celu uwzględnienia wyższych przyspieszeń występujących na wyższych kondygnacjach konstrukcji, gdzie: F p = (a p C a 1 p / R p ) (1 + 3h x / h r ) W p F p to obliczeniowa siła poprzeczna dla elementów niekonstrukcyjnych. ap to współczynnik wzmocnienia elementu (1,0 dla instalacji rurowej). C a to współczynnik sejsmiczny (od 0,06 do 0,44, zależnie od strefy przyspieszenia sejsmicznego i profilu gruntowego). I p to współczynnik ważności (1,5 dla obiektów o zasadniczym znaczeniu). R p to współczynnik modyfikacji odpowiedzi (3,0 dla instalacji rurowej). h x to wzniesienie elementu (elementy na wyższych kondygnacjach otrzymują wyższe przyspieszenie niż na dolnych piętrach). h r to wysokość dachu. W p to obciążenie rozłożone rury (ciężar na stopę długości rury i woda). Poniższy wykres przedstawia wyniki uzyskane za pomocą pierwszego wzoru dla przypadku ogólnego przy Ca wynoszącym 0,44 (najgorszy przypadek) i Ip wynoszącym 1,5. RUR STLOW O STNDRDOWEJ WYTRZYMŁOŚCI POJEDYNCZY ODSTĘP, PROST PODPOR TBEL 7 Nominalny cale Wp lb/ft kg/m Fp lb/ft kg/m M ft-lb N m Współczynnik bezpieczeństwa* 2 5.1 1.4 270 60,3 7,6 2,1 366 4,26 21/2 7.9 2.1 418 73,0 11,8 3,1 566 4,23 3 10.8 2.9 570 88,9 16,1 4,3 772 4,26 4 16.3 4.3 860 114,3 24,3 6,4 1165 3,50 6 31.5 8.3 1664 168,3 46,9 12,4 2255 4,26 8 50.2 13.3 2650 219,1 74,7 19,8 3591 4,27 10 74.6 19.7 3938 273,0 111,0 29,3 5336 4,26 12 98.6 26.0 5206 323,9 146,7 38,7 7054 4,41 14 114.3 30.2 6036 355,6 170,1 44,9 8179 4,55 16 141.7 37.4 7482 406,4 210,8 55,7 10138 4,79 18 171.8 45.4 9072 457,0 255,6 67,6 12293 5,00 20 204.6 54.0 10802 508,0 304,4 80,4 14637 5,07 24 278.4 73.5 14700 610,0 414,3 109,4 19919 5,28 * Współczynnik bezpieczeństwa opiera się na porównaniu obliczonego momentu zginającego (M) z minimalnym wymaganym momentem zginającym UL, który muszą wytrzymać wszystkie łączniki Victaulic umieszczone w wykazie UL. 1999 SHRE (N PODSTWIE JEDNOLITYCH PRZEPISÓW BUDOWLNYCH Z 1994 R.) gdzie: F p = Z I C p W F p to całkowita obliczeniowa poprzeczna siła sejsmiczna (obciążenie rozłożone instalacji rurowej przeliczone ponownie dla warunków rzeczywistych). Z to współczynnik strefy sejsmicznej (0,4 dla najgorszego przypadku strefy sejsmicznej 4). I to współczynnik ważności (1,5 dla obiektu o zasadniczym znaczeniu). C p to współczynnik siły poziomej (0,75 dla sztywno zamocowanej rury). (UWG: W przypadku elastycznie zamontowanego wyposażenia, np. za pomocą wieszaków z zawieszeniem sprężynowym, stosuje się wartość Cp wynoszącą 2,0). W to obciążenie rozłożone(ciężar na stopę długości rury i woda). RUR STLOW O STNDRDOWEJ WYTRZYMŁOŚCI POJEDYNCZY ODSTĘP, PROST PODPOR TBEL 8 Nominalny cale Wp lb/ft kg/m Fp lb/ft kg/m M ft-lb N m Współczynnik bezpieczeństwa* 2 5.1 2.3 460 60,3 7,6 3,4 623 2,50 21/2 7.9 3.5 708 73,0 11,8 5,2 959 2,50 3 10.8 4.9 970 88,9 16,1 7,3 1314 2,50 4 16.3 7.3 1467 114,3 24,3 10,9 1988 2,48 6 31.5 14.2 2833 168,3 46,9 21,1 3839 2,50 8 50.2 22.6 4522 219,1 74,7 33,6 6127 2,50 10 74.6 33.6 6712 273,0 111,0 50,0 9095 2,50 12 98.6 44.4 8871 323,9 146,7 66,1 12020 2,58 14 114.3 51.4 10285 355,6 170,1 76,5 13936 2,66 16 141.7 63.8 12752 406,4 210,8 94,9 17279 2,81 18 171.8 77.31 15461 457,0 255,6 115,0 20950 2,93 20 204.6 92.07 18414 508,0 304,4 137,0 24951 2,97 24 278.4 125.29 25058 610,0 414,3 186,4 33954 3,10 * Współczynnik bezpieczeństwa opiera się na porównaniu obliczonego momentu zginającego (M) z minimalnym wymaganym momentem zginającym UL, który muszą wytrzymać wszystkie łączniki Victaulic umieszczone w wykazie UL. BDNIE SEJSMICZNE PRODUKTÓW VICTULIC Działanie instalacji rurowych firmy Victaulic z rowkowanymi końcami w warunkach sejsmicznych zostało określone w wyniku szeregu badań przeprowadzonych przez niezależne laboratorium NCO Engineers, Inc., które specjalizuje się w ocenie działania produktów w narażeniu na wstrząsy sejsmiczne. Badania zostały przeprowadzone w celu oceny nienaruszalności konstrukcyjnej i funkcjonalnej produktów Victaulic w trakcie narażenia ich na obciążenia sejsmiczne dla dużego zakładu energetycznego, który rozważał zastosowanie rowkowanych instalacji rurowych w jednej ze swoich elektrowni jądrowych. Badania obejmowały łączniki elastyczne i sztywne, trójniki, kolanka, redukcje, zaślepki, a także rury z rowkami walcowanymi i skrawanymi o średnicach nominalnych od 1 do 6 cali. FEED MIN ELEV. 1'0" Rysunek 1 Y Z X INSTLCJ TESTOW _10
TBEL 9 Badania projektowych trzęsień ziemi (OBE) Badania maksymalnych obliczeniowych trzęsień ziemi (SSE) Badania najwyższego poziomu przyspieszenia (H-L) FEED MIN ELEV. 2'0" Z Y X INSTLCJ TESTOW B Rysunek 2 X Y Z X Y Z X Y Z 1.9 3.1 1.4 2.6 4.7 2.4 3.1 5.0 3.3 B 1.5 6.9 3.5 2.3 8.9 5.0 2.9 14.1 5.4 C 2.4 0.9 2.6 3.9 1.4 5.0 4.0 1.4 4.0 Wynik 6,9 g w kierunku Y dla instalacji B podczas badania OBE odzwierciedla zastosowanie ciężkiego zatrzymania instalacji rurowej w celu symulacji braku wolnego miejsca na drgania instalacji. Dodatkowo podczas badania H-L wytworzono przemieszczenie w instalacji B wynoszące +/ 5,0 w kierunku X oraz +1,6 / 6,0 w kierunku Y. Wspomniane poprzednio ciężkie zatrzymanie ograniczyło przemieszczenie w kierunku +Y. To samo badania przemieściło instalację C o +/ 0,35 w kierunku X i +/ 3,5 w kierunku Y. 100.00 WEJ CIE STOŁU X [g] FEED MIN ELEV. 3'0" Rysunek 3 Y Z X INSTLCJ TESTOW C Do przeprowadzenia badań laboratorium wykorzystało systemy komputerowe do kontroli i akwizycji danych, serwosiłowniki hydrauliczne oraz systemy sterowania w układzie zamkniętym. Na stole wstrząsanym zbudowano trzy testowe segmenty instalacji (, B i C pokazane na rysunkach 1, 2 i 3) o wymiarach wynoszących 45 stóp (ok. 13,7 m) długości, 14 stóp (ok. 4,2 m) szerokości i 14 stóp (ok. 4,2 m) wysokości. Cztery podłączone siłowniki dwa wzdłużne i dwa poprzeczne wytwarzały ruchy kołysania wzdłużnego, poprzecznego oraz przechylające występujące podczas trzęsienia ziemi. Każde symulowane zaburzenie trwało 30 sekund, na co składało się 5 sekund czasu narastania, 20 sekund silnych ruchów oraz 5 sekund czasu przetrzymywania. Badania obejmowały symulację 13 różnych scenariuszy: Trzy trzęsienia ziemi o sile niższej niż projektowe trzęsienie ziemi (operating basis earthquake, OBE) w celu ustalenia związku między przyrostem sygnału napędu stołu wstrząsanego a obliczonym spektrum odpowiedzi badania (test response spectra, TRS) Sześć projektowych trzęsień ziemi (OBE) Dwa maksymalne obliczeniowe trzęsienia ziemi (SSE) Trzęsienie ziemi o sile 1,2 x poziom SSE Trzęsienie ziemi o sile 1,4 x poziom SSE Częstotliwość rezonansowa głównej linii zasilania instalacji mieści się w zakresie od 1,92 Hz (w kierunku Y) do 40,6 Hz (w kierunku Z). Średnia wartość przyspieszenia wejściowego stołu wstrząsanego wynosi 1,5 g w każdym głównym kierunku podczas badań projektowych trzęsień ziemi (operating basis earthquake, OBE), 2,25 g podczas badań maksymalnego obliczeniowego trzęsienia ziemi (safe shutdown earthquake, SSE) oraz 2,9 g podczas badań najwyższego poziomu przyspieszenia ziemi (highestlevel, H-L) (pionowe przyspieszenie ziemi wynoszące do 1,8 g zostało zanotowane podczas trzęsienia ziemi w Northridge). Poniższa tabela przedstawia przyspieszenia odpowiedzi wyrażone w g dla głównych linii zasilania instalacji, B i C w kierunkach X, Y i Z w trakcie badania OBE, SSE i H-L. Wyniki dotyczą wyłącznie produktów firmy Victaulic i nie reprezentują możliwości konkurencyjnych produktów rowkowanych. PSEUDOPRZYSPIESZENIE [g] PSEUDOPRZYSPIESZENIE [g] 10.000 1.0000 Rysunek 4.10000 1.0000 10.000 100.00 CZ STOTLIWO [Hz] WEJ CIE STOŁU X [g] 100.00 10.000 1.0000 Rysunek 5.10000 1.0000 10.000 100.00 CZ STOTLIWO [Hz] ODPOWIED ODPOWIED _11