LE TECNOLOGIE DISPONIBILI PER LA SUPPORTAZIONE DEI SISTEMI DI TUBAZIONI NELLE AREE SOGGETTE A RISCHIO SISMICO

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1 LE TECNOLOGIE DISPONIBILI PER LA SUPPORTAZIONE DEI SISTEMI DI TUBAZIONI NELLE AREE SOGGETTE A RISCHIO SISMICO Milano, Italia 7 Novembre 2012

2 Obiettivi di questa presentazione Fornire delle informazioni pratiche relative a: Le tecniche disponibili per l installazione di staffaggi antisismici per impianti antincendio a sprinkler Gli enti di controllo esistenti che certificano e approvano i prodotti Gli strumenti di progettazione esistenti Le soluzioni CADDY per rispondere alle esigenze di progettazione e di installazione antisismiche dei sistemi antincendio a sprinkler Dimostrare che è disponibile tutto il necessario per progettare ancoraggi antisismici efficaci per impianti antincendio a sprinkler

3 Agenda / Argomenti Le tecniche disponibili Come funziona l ancoraggio sismico I componenti involti Sistemi rigidi / con cavi Sistemi calcolati / sistemi pre-approvati I requisiti che prodotti devono soddisfare a secondo dei due standard / gli organismi che testano e approvano Gli strumenti disponibili Mappe per decidere quando e quanto ancorare Software di calcolo Prodotti listati / approvati

4 Agenda / Argomenti Le tecniche disponibili per l installazione di staffaggi antisismici per impianti antincendio a sprinkler

5 Come funziona lo staffaggio antisismico? Lo staffaggio antisismico unisce il sistema sprinkler alla struttura dell'edificio permettendo all impianto sprinkler di muoversi con la costruzione nel corso di un evento sismico. Evita l oscillazione dell impianto sul piano orizzontale grazie a una combinazione di: Ancoraggi laterali, e Ancoraggi longitudinali

6 Componenti dello staffaggio antisismico Lo staffaggio antisismico si costituisce da tre componenti: L elemento di rinforzo I componenti d attacco alla tubazione e al edificio Gli elementi di fissaggio collegati

7 Tecniche disponibili per la sopportazione di tubazioni Ci sono due tipi principali di staffaggio per la supportazione delle tubazioni dei sistemi antincendio a sprinkler in aree soggette al rischio sismico: I sistemi rigidi (la maggioranza) I sistemi con cavi (applicazioni speciali)

8 Esempio di ancoraggio rigido

9 Esempio di ancoraggio con cavo

10 Tecniche disponibili per la supportazione di tubazioni L attuazione di questi staffaggi comprende: L uso di montaggi speciali calcolati individualmente a secondo di un analisi sismica certificata da un ingegnere abilitato. L assemblaggio di componenti standardizzati pre-approvati (listati), fabbricati specificatamente per quest applicazione.

11 Componenti fabbricati specialmente Esempi di prodotti fabbricati specificatamente per la supportazione di tubazioni di sistemi antincendio a sprinkler includono: Tasselli Attacchi strutturali Attacchi alla tubazione Cavi Ganci

12 Agenda / Argomenti Prodotti LISTATI

13 Definizione di listati Materiali (prodotti) elencati da un organismo, in una lista pubblica, con lo scopo di : Valutare con test i prodotti Effettuare ispezioni periodiche sulla produzione degli stessi, con test a campione Dichiarare e certificare i requisiti e gli standard operativi del prodotto per l uso da farsi. Devono essere accettati dall organismo vigilante

14 Categorie nell elenco Ogni componente listato può esserlo in una di due categorie: Come ancoraggio, o Come bloccaggio (restraint) minor grado di resistenza rispetto a un ancoraggio, requisito da NFPA 13 sulle diramazioni di meno di 65mm

15 Requisiti NFPA 13 relativi ai prodotti listati I montaggi anti-oscillazione devono essere listati Se il tubo di rinforzo è listato da NFPA 13, solo gli attacchi e le connessioni dovranno essere listati Tubo Piastre ad angolo Piastre piane Barre filettate

16 Componenti listati per gli ancoraggi anti-oscillazione Relativamente all ancoraggio, i componenti listati sono: Attacchi strutturali Adattatori per travetti a L Adattatori per travi tipo IPE o HEA Attacchi per superfici piane (cls legno o acciaio tramitte adattatori) Attacchi alla tubazione Sprinkler Collare per ancoraggio laterale Collare universale per ancoraggio : Laterale Longitudinale

17 CSBUNIV Attacco universale alla struttura CSBMA Attacco multiplo alla struttura Attacchi Strutturali CSBBARJ - Adattatore per travetti a L CSBIB Adattatore per travi tipo IPE o HEA

18 Attacchi per la tubazione Sprinkler CSBQIKCL Collare laterale fino a 2 ½ Quick Grip Junior CSBQG Collare laterale da 2 ½ a 8 Quick Grip Collare universale, longitudinale o laterale CSBEZU e CSBSTU

19 Agenda / Argomenti Organismi indipendenti che testano, approvano e inseriscono i vari materiali in elenchi / Procedure di test

20 Organismi che testano gli staffaggi antisismici I componenti degli staffaggi antisismici sono testati da due organismi - indipendenti dai fabbricanti - che certificano l adeguatezza di tali prodotti ai requisiti delle normative: Underwriters Laboratories (UL) Factory Mutual (FM)

21 Listato da UL / Approvato da FM UL 203A (2009) Linee guida per la prova di staffaggi antioscillazione per tubazione antincendio a Sprinkler FM 1950 (2010) Standard di approvazione di staffaggi antioscillazione sismica per sistemi automatici a Sprinkler

22 Test secondo UL UL 230A del 2009

23 UL 203A del 2009 Per collari antisismici e attacchi strutturali, avremo dei carichi specifici minimi a seconda del diametro della tubazione, anche se possiamo ottenere carichi di utilizzo maggiori Per tubazioni < 2 (50mm), avremo un elenco di bloccaggi antisismici e non di ancoraggi antisismici

24 UL 203A del 2009 Il test di carico di UL è semi-statico e articolato in 2 fasi

25 Fase 1 Prova di compressione / trazione al carico nominale minimo richiesto da UL 203A : Consiste nel sostenere il carico per 1 minuto in ogni direzione Se il carico minimo non è sostenuto, il componente non è listato Dopo tale prova, si ispezionano i componenti e le tubazioni del impianto cercando deformazioni permanenti >3,2 mm Procedere alla fase 2 se : non ci sono deformazioni permanenti, e Il carico minimo / testato è garantito

26 Fase 2 Prova di compressione e trazione a 1,5 volte il carico nominale minimo richiesto da UL 203A Gli ancoraggi devono sostenere il carico 1 minuto in ogni direzione Dopo tale prova, ispezionare i componenti e le tubazioni e verificare che non ci siano slittamenti nelle tubazioni Se non troviamo slittamenti, ai componenti si assegna una valutazione uguale al carico nominale testato o a quello minimo richiesto dalla prova Se troviamo slittamenti, i componenti non superano la prova I componenti per tubi > 2 ½ (65mm) non passano UL 203A e risultano in non idonei (non sono listati) I componenti per tubi < 2" (50mm) possono essere riesaminati ad un carico inferiore che passa le fasi 1 e 2, ma diventano bloccaggi e non ancoraggi

27 Carichi assegnati a secondo di UL 203A Carico unico assegnato ad ogni componente I carichi assegnati variano per diametro e spessore del tubo (effettivo in giugno del 2011, UL 203A ha aumentato i suoi requisiti di carico minimo per le tubazioni di diametro > 150mm) I valori di carico sono forniti parallelamente all ancoraggio Devono essere diminuiti per determinare il carico orizzontale assegnato a seconda dell angolo del tubo di rinforzo con la verticale (la progettazione si attua per i carichi sismici orizzontali)

28 CSBBARJ e CSBUNIV

29 CSIB e CSBUNIV

30 CSBQIKCL

31 CSBQG

32 CSBEZU e CSBSTU

33 Lista parziale UL

34 Test secondo Factory Mutual FM

35 FM Test continuo con un aumento di carico fino a rottura

36 FM Per i primi 15 cicli abbiamo un carico costante 250 lbs (1,14 kn) sino ad arrivare ad un valore inferiore alle lbs (4,6 kn) Per prodotti con carichi certificati superiori alle lbs (4,6 kn) il test parte da questo valore Il test termina quando Il campione si rompe, o Viene rilevata una deformazione superiore ai limiti accettabili in funzione dell angolo di prova usato

37 FM Si prova 3 campioni di ogni componente Determinazione del carico nominale: Si identifica il carico minore che ha rotto o deformato uno dei campioni Dal grafico della tabella di prova, si mantiene valido il valore di carico dettato dal ciclo precedente alla rottura Si divide questo valore per 1,5 e si ottiene il carico nominale con coefficiente di sicurezza dettato dall angolo d uso

38 FM : Commenti I carichi sono specifici per ogni diametro e spessore di tubo Dal 2010, i carichi nominali si intendono per il movimento orizzontale con un range dettato da un angolo di applicazione variabile rispetto alla tubazione Da 30 a 44 gradi Da 45 a 59 gradi Da 60 a 74 gradi Da 75 a 90 gradi Quindi la nuova tabella di carichi non somiglia alla vecchia

39 CSBBARJ e CSBUNIV Movimenti orizzontali

40 CSBIB e CSBUNIV

41 CSBQIKCL

42 CSBQG

43 CSBEZU e CSBSTU

44 FM 1950 Old Load Table Setup

45 FM 1950 New Load Table Setup

46 FM 1950 New Load Table Setup

47 Approvazioni FM parziali

48 Riassunto per UL 203A e FM 1950 Tipo di test UL semi statico FM ciclico Carichi FM carico già dato per l orizzontale per diversi angoli con la verticale UL carico per l orizzontale deve essere calcolato in funzione dell angolo di montaggio I due standard forniscono componenti listati per lo staffaggio antisismico negli impianti antincendio a sprinkler

49 Agenda / Argomenti Definizioni dei termini comunemente usati

50 Definizioni Alimentazioni principali Tubazioni di alimentazione di dorsali principali direttamente o tramite montanti Dorsali principali Tubazioni di alimentazione di linee secondarie (diramazioni) direttamente o tramite montanti Montanti - tubazioni di alimentazione verticale Diramazioni Linee secondarie, tubazioni di alimentazione sprinkler, direttamente o attraverso stacchi, curve ridotte o terminali

51 Definizioni Ancoraggio anti-oscillazione - Un sistema di fissaggio collegato alla tubazione per resistere ai carichi orizzontali di terremoti Ancoraggio laterale - Sistema di fissaggio resistente a movimenti perpendicolari all'asse del tubo Ancoraggio longitudinale - Sistema di fissaggio resistente a movimenti paralleli all'asse del tubo Ancoraggio 4-vie Sistema di fissaggio resistente a movimenti orizzontali e laterali, in tutte le direzioni Bloccaggio Sistema di staffaggio con minor grado di resistenza a carichi, rispetto a un ancoraggio

52 Altri Termini Importanti Zona di influenza (ZOI) - Tutte le tubazioni sorrette dallo staffaggio ZOI degli ancoraggi laterali Tutte le linee principali e secondarie sorrette dallo staffaggio, ad eccezione delle diramazioni che sono controventate longitudinalmente ZOI degli ancoraggi longitudinali Tutti i collettori sostenuti dallo staffaggio

53 Zona d Influenza Ancoraggi Tubazione 8 polici Tubazione 4 polici Tubazione 6 polici Edificio Tubazione Sprinkler

54 Altri termini comunemente usati Cp - coefficiente sismico Combina il movimento del suolo e i fattori di risposta sismica da ASCE 7-05 "Carichi minimi di progettazione per l'edilizia e le altre strutture " A seconda della S s Ss Accelerazione della risposta spettrale per 0,2 secondi Sulla base del terremoto massimale considerato (MCE) con il 2% di probabilità di essere superato entro 50 anni

55 Agenda / Argomenti Gli strumenti di progettazione

56 Gli strumenti di progettazione In Italia, a questo momento, si incontrano principalmente due linee guide per progettare gli impianti a sprinkler: La NFPA 13 La scheda tecnica DS 2-8 del 2010 di Factory Mutual Ci sono alcune differenzi notevole tra le due

57 Gli strumenti di progettazione Le Mappe

58 1- il calcolo della forza sismica orizzontale (F pw ) Fpw = Cp * Wp dove: Fpw = Forza orizzontale agendo sull'ancoraggio Cp = Coefficiente sismico Wp = 1,15 * peso dei tubi riempiti di acqua

59 Valori del coefficiente sismico Cp a secondo della NFPA 13 A secondo della NFPA 13, C p dipende: dalla Ss ottenibile dal sito USGS dalla tabella di corrispondenza (0,5 per impostazione predefinita se Ss non è dato né raggiungibile)

60 Per ottenere S s Andare a : https://geohazards.usgs.gov/secure/designmaps/ww /signup.php Sottoscrivere con l ottenere S s via Latitudine e longitudine nome della città

61 C p & S s

62 C p & S s

63 Rapporto tra S s e C p NPFA - 13 del 2007 NPFA - 13 del 2010 (2013) S s C p S s C p S s C p < <

64 Valori del coefficiente sismico Cp a secondo di FM C p = 0,75 per zone classificate 50 anni 0,50 per zone classificate 100 anni 0,40 per zone classificate 250/500 anni 0,00 per zone classificate > 500 anni Le Mappe delle zone sismiche di FM si trovano nelle schede FM DS 1-2

65 Zona FM - Italia

66 Confrontiamo FM e NFPA per Roma

67 Confrontiamo FM e NFPA per Roma 2007 NFPA 13 Da USGS, Roma S s = 0.90, pertanto utilizzare C p = 0.50

68 Mappa della Zona FM - Roma Roma = Zona 500 anni Cp = 0.40

69 Confrontiamo FM e NFPA per Roma FM 2-8 F pw = C p * (1.15 * W p ) = 0.40 * (1.15 * W p ) = 0.46 * W p NFPA C p = impostazione predefinita fuori dagli USA = 0.5 C p = 0.5 dalla mappa USGS per S s F pw = C p * (1.15 * W p ) = 0.50 * (1.15 * W p ) = 0.58 * W p carico maggiore da 26% rispetto a FM

70 Gli strumenti di progettazione Le linee guide

71 2- Principali eccezioni della DS 2-8 (2010) con NFPA 13 FM consente l'uso di NFPA con 12 eccezioni, le cui principali sono: Ancoraggi longitudinali sono richiesti per diramazioni di diametro > 2 ½ "(65mm) Alimentazioni principali, dorsali principali e diramazioni > 4" (100mm) devono essere ancorate lateralmente quando sono supportate da barre filettate corte di 6 " (150mm) La lunghezza del tubo di rinforzo è limitata ad un rapporto snellezza (KL / r) 200 per la compressione non 300 Controventi con cavi non sono permessi

72 Altre differenze notevole della DS 2-8 (2010) con NFPA 13 Per quanto riguarda lo spostamento verticale a causa del carico del ancoraggio: FM richiede di sempre calcolare la forza netta Quando c è un sollevamento, si deve prevedere una resistenza (asta di rinforzo). Questo è generalmente un problema quando Cp> 0,5 Valori del coefficiente sismico Cp: NFPA 13: Cp dipende dal Ss e dalla tabella di corrispondenze Ss-Cp 0,5 se non si può trovare il Ss DS 2-8 (2010): 4 valori a secondo della classificazione dell area (0,75 0,50 0,40 e 0)

73 Altre differenze della DS 2-8 con NFPA 13 Bloccaggi per diramazioni NFPA 13 richiede bloccaggi sulle tubazioni < 2 (50mm) di diametro: Alla fine delle diramazioni Su diramazioni lunghe con intervalli da 9,1 a 16,1mt a secondo delle edizioni di NFPA 13. L angolo determinato dal sostegno colla verticale, non deve essere inferiore a 45º Si può utilizzare prodotti d ancoraggio elencati tradizionali o impiegare i nuovi controventi CADDY FM non richiede lo staffaggio antisismico sulle diramazioni <50mm

74 Intervalli tra bloccaggi NFPA 13 del 2007 NFPA 13 del 2010 Diramazzione Intervallo massimo (ft) Diramazzione Intervallo massimo (ft) (in) Cp < < Cp < 0.71 Cp > 0.71 (in) Cp < < Cp < 0.71 Cp > / / / / NFPA 13 del 2007 NFPA 13 del 2010 Diramazzione Intervallo massimo (m) Diramazzione Intervallo massimo (m) (mm) Cp < < Cp < 0.71 Cp > 0.71 (mm) Cp < < Cp < 0.71 Cp >

75 Gli strumenti di progettazione Il software di calcolo

76 Pagina NFPA 13 riepilogativa di un calcolo sismico

77 Progetto di un sostegno antisismico ottenuto con software CADDY Bracing Systems Calculator

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88 Scelta degli sezioni di tubi per gli ancoraggi sismici

89 Presentazione del progetto di un ancoraggio antisismico con impiego di tubo

90 Scelta del cavo per ancoraggi sismici

91 Presentazione del progetto di ancoraggi antisismici con cavo

92 Agenda / Argomenti Vista panoramica dei componenti

93 Attacco strutturale universale Attacco strutturale universale

94 Attacco strutturale universale Video

95 Attacco diretto al calcestruzzo

96 Utilizzo della piastra multi-attacco (No FM)

97 Multi-Attacco

98 Attacco con adattatore per IPE o HEA

99 Attacco con adattatore per travetti a L

100 Attacco strutturale universale Caratteristiche e vantaggi Disegno universale unico, un solo prodotto che può essere collegato a cemento, travetti, travi e ai rispettivi adattatori Bulloni con teste a rottura programmata eliminando l utilizzo di una chiave dinamometrica Tutta la gamma progettata per ancoraggi sia laterali che longitudinali da utilizzarsi con tubi di rinforzo da 1"-2, riducendo il materiale in magazzino e in cantiere

101 Adattatore per travetti a L

102 Video - Adattatore per travetti a L

103 Adattatore per travetti a L

104 Adattatore per travetti a L Caratteristiche e vantaggi Un ritegno unico ad incastro con molla in acciaio armonico per un ritegno immediato. Il posizionamento avviene con una sola mano al travetto prima del serraggio finale Bulloni con teste a rottura programmata. Si elimina l utilizzo di una chiave dinamometrica e verifica la coretta applicazione Progettato per ancoraggi laterali e longitudinali riducendo scorte di magazzino e di materiale in cantiere

105 Adattatore per travi IPE e HEA

106 Video - Adattatore per travi IPE e HEA

107 Adattatore per travi IPE e HEA

108 Adattatore per travi IPE e HEA Fase 4: Si monta l attacco universale per attaccare il tubo di rinforzo

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110 Adattatore per travi IPE e HEA Caratteristiche e vantaggi Disegno unico, regolabile per accogliere diversi spessori e larghezze di trave, riducendo il numero di prodotti necessari Bulloni con teste a rottura programmata elimina l utilizzo di una chiave dinamometrica Prodotto interamente assemblato Gli elementi, indipendenti tra loro, permettono anche il montaggio efficace su travi con ali non perfettamente piane Progettato per applicazioni di ancoraggio laterali e longitudinali, contribuendo a ridurre il magazzino e il materiale in cantiere

111 Ancoraggi paralleli e perpendicolari alla trave

112 Sostegni laterali a fissaggio rapido Jr. (1 2, 25mm 50mm) QG (2½ 8, 65mm 200mm)

113 Ancorraggio laterale Quick Grip Jr Per tubi 1 2 (25mm 50mm)

114 Sostegno laterale Quick Grip Per tubi 2 ½, 3, 4 8 (65mm, 80mm, 100mm 200mm)

115 Video - Sostegni laterali a fissaggio rapido

116 Sostegno laterale Quick Grip

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118 Quick Grip ancoraggio laterale

119 Sostegni laterali e longitudinali Sostegno facile Sostegno standard

120 Sostegno universale facile Ancorraggi laterali e longitudinali Per tubi 1 8 (25mm 200mm)

121 Video EZ (easy) Universal

122 Risultato finale

123 Sostegno universale standard Ancorraggi laterali e longitudinali Per tubi 1 10 (25mm 250mm)

124 Sostegno universale standard Ancorraggi laterali e longitudinali

125 Sostegno universale standard Fase 1: Posizionare I componenti intorno alla tubazione dell impianto, serrare I bulloni a mano e girare il collare a seconda dell orientamento desiderato (verticalmente per un ancorraggio longitudinale, trasversalmente per un ancoraggio laterale) Fase 2: Inserire il tubo di rinforzo nell attacco e serrare i bulloni fino a quando si rompono le teste

126 Sostegno universale standard Fase 3: serrare I bulloni del collare

127 Risultato finale

128 Rivista dei prodotti per ancoraggio con cavi

129 Cavo in bobina

130 Cavo in kit con occhiali di fissagio

131 Cavo in kit con morsetti a pressione

132 Gancio di fissaggio universale (URC)

133 Gancio di fissaggio universale Removibile (URCR)

134 Gancio di scorrimento (NPC)

135 Morsetti a pressione

136 Collare di rinforzo per barra fillettata

137 Taglia cavi

138 Pinza per morsetti - manuale

139 Pinza per morsetti elettrica

140 Installazioni con cavi

141 Attacco diretto al tubo e/o canale

142 Ancoraggio laterale del tubo e/o canale

143 Ancoraggio longitudinale del tubo e/o canale

144 Ancoraggio 4-vie del tubo e/o canale

145 Controventatura canale quadro

146 Controventatura canale circolare

147 Controventatura per impianti elettrici

148 Controventatura per impianti meccanici

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162 Bloccaggi CADDY per diramazioni

163 Installazione

164 Vista panoramica dei componenti CSBBRS1EG CSBBRS2EG CSBBRS3EG Diramazioni P/N 1" CSBBRP0100EG 1 1/4" CSBBRP0125EG 1 1/2" CSBBRP0150EG 2" CSBBRP0200EG

165 CSBBRS1EG & CSBBRS1MEG Per uso con barre fillettate M 10 e M 12 Utilizza vite autoforante Impiegabile per flange di spessore compreso da 2,7 a 12,5 mm Utilizzabile anche verticalmente

166 CSBBRS2EG & CSBBRS2MEG Per uso con barre fillettate M 10 e M 12 Utilizza vite autofilettante per legno Vite utilizzabile nel calcestruzzo non fissurato, previa foratura Applicazione su legno Applicazione su cls

167 CSBBRS3EG & CSBBRS3MEG Da utilizzarsi con barre fillettate M 10 e M 12 Bulloni maschio M 10 da uttilizzarsi per il fissaggio, con tassello femmina nel calcestruzzo Utilizzo con vite dado esagonale e rondella non inclusi Utilizzo con cls e tassello Utilizzo con morsetti da agganciare alle T delle travi

168 Collari per diramazioni Per uso con barre fillettate M 10 e M 12 Collare che facilita l utilizzo della barra fillettata, compresa la misurazione Utilizzabile anche con barre non sbavate Bulloni di chiusura a rottura programmata anche per una rapida ispezione di montaggio eseguito a regola d arte Diametro del tubo P/N 1" CSBBRP0100EG 1 1/4" CSBBRP0125EG 1 1/2" CSBBRP0150EG 2" CSBBRP0200EG

169 Riassunto Elevati carichi e quindi idonei alle applicazioni antisismiche Incontra i requisiti NFPA 13 e FM DS 2-8 per applicazioni sismiche Prodotti Listati UL, Approvati FM La gamma CADDY risulta completa e innovativa, garantendo facilità d installazione e risparmio di denaro Soluzione per lo staffaggio antisismico

170 Riassunto Esistono mappe USGS e FM per decidere dove intervenire per utilizzare lo staffaggio antisismico (zone a rischi) Esistono 2 standard che spiegano: Come calcolare quanto staffaggio si deve impiegare Cosa usare per ancorare e quali prodotti si devono utilizzare Come creare lo staffaggio Esistono 2 liste su cui fare riferimento per selezionare i prodotti Esiste un software per effettuare i calcoli Esistono prodotti listati

171 Conclusione Pertanto, è disponibile tutto il necessario per progettare ancoraggi antisismici efficaci per impianti antincendio a sprinkler

172 DOMANDE??

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