Forum Prevenzione Incendi - Pr.o.fire – Milano – 26-09-2012 · PDF file13/02/2013....

Relatore

Note di presentazione

Forum Prevenzione Incendi - Pr.o.fire – Milano – 26-09-2012

Relatore: Ing. Marco Montanari

13/02/2013 2

13/02/2013

OBBIETTIVO

Analizzare le più

recenti tecniche progettuali e costruttive che consentano

operatività

ed integrità

degli impianti anche in caso di sollecitazioni simiche.

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VULNERABILITA’

SISMICA IMPIANTI SPRINKLER

Sistemi automatici a sprinkler antincendio sono stati inizialmente installati negli Stati Uniti in inizialmente in attività

ad alto rischio di incendio industriali nei primi anni del 1900 .

Ciò comprende anche aree sismicamente attive.

Nel corso degli anni l’

utilizzo di sistemi sprinkler è diffuso ad una tipologia di occupazione che hanno una elevata occupazione

carico o passeggeri, ‐

ospedali, alberghi, case di cura, ecc.

‐

uffici, negozi, ospedali, aree di montaggio

BEN PRESTO PERTANTO INIZIARONO AD ESSERE

OSSERVATI DANNI AGLI IMPIANTI O DA QUESTI

PROVOCATI

13/02/2013 5

PRIME OSSERVAZIONI

Evento sismico

Long Beach, 1933 di 150 impianti installati nell’area 40 % uscirono integri, 40 % lievemente danneggiati , 20 %

gravemente danneggiati .

Kern County, 1952 Di 26 impianti esistenti nell’area tutti erano installati con brace antisimici conformemente alla

NFPA13 – ed 1951. 1 solo usci di sede senza perdite d’acqua

Alaskan, 1964 Di 24 impianti :2 –

distrutti dal collasso dell’edificio

1 –

danneggiato dal danneggiamento dell’edificio2 –

danneggiati dal crollo di un camino e di un

balcone2 – fuori servizio per mancanza alimentazione da

acquedotto

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OSSERVAZIONI STATISTICAMENTE RILEVANTI

Evento sismico

San Fernando, 1971 Impianti interessati 973‐38 danneggiati di cui 28 con perdite d’acqua

13/02/2013 7

OSSERVAZIONI STATISTICAMENTE RILEVANTI1.

Evento sismico Magnitudine Nella foto

San Fernando, 1971 6.6 Mw Symlar Hospital

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OSSERVAZIONI STATISTICAMENTE RILEVANTIEvento sismico

Loma Prieta, 1989 Danni e indisponibilità

dal 5 % al 10 % degli impianti installati nelle zone con intensità

MMI da

VII a VIII.. FM Global : 12 sinistri

Loma PrietaCrollo parziale

San Francisco‐Oakland Bay Bridge

13/02/2013 9

OSSERVAZIONI STATISTICAMENTE RILEVANTIEvento sismico

Northridge, 1994

(Magnitudine 6.7)

E’

stato l’evento in cui venne coinvolto il maggior numero di impianti sprinkler, da 1% al 2%

danneggiati (fonte NIST).Danni non quantificati mai assai ingentiAttività

particolarmente colpite: Uffici, Aree

commerciali ed ospedali.

Northridge, 1994Rottura della tubazione in corrispondenza

di un gomito per effetto del moto

differenziale all’interno del controsoffitto.Perdite acqua e chiusura ospedale per

alcuni giorni.

13/02/2013 10

OSSERVAZIONI STATISTICAMENTE RILEVANTI1.

Evento sismico Magnitudine Nella foto

Northridge, 1994 6.7 Mw Sx Cedimento di un isolatoreDx distacco C clamps sprovvisti di

restraining straps

13/02/2013 11

NORMATIVA RIFERIMENTO

PUNTI SOSTANZIALI

13/02/2013 12

2.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZAPer la valutazione della sicurezza delle costruzioni si devono

adottare criteri probabilistici scientificamente comprovati.

Nel seguito sono normati i criteri del metodo semiprobabilistico agli stati limite basati sull’impiego dei coefficienti parziali di

sicurezza, applicabili nella generalità

dei casi; tale metodo è detto di primo livello.

Per opere di particolare importanza si possono adottare metodi di livello superiore, tratti da documentazione

tecnica di comprovata validità.

CLASSI D’USO

13/02/2013 13

In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze

di una

interruzione di operatività

o di un eventuale collasso, le costruzioni sono

suddivise in classi d’uso così

definite:

Classe I:

Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici

agricoli.Classe II:

Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza

contenuti pericolosi

per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali

essenziali. Industrie con attività

non pericolose per l’ambiente. Ponti, opere

infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d’uso III o in Classe d’uso IV,

reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il

cui collasso non provochi conseguenze rilevanti.

CLASSI D’USO

13/02/2013 14

Classe III:

Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi.

Industrie con attività

pericolose per l’ambiente. Reti viarie

extraurbane non ricadenti in Classe d’uso IV. Ponti e reti ferroviarie

la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe

rilevanti per le conseguenze di un loro eventuale collasso.

Classe IV:

Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti,

anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di

calamità. Industrie con attività

particolarmente pericolose per

l’ambiente. Reti viarie di tipo A o B, di cui al D.M. 5 novembre 2001,

n. 6792, “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle

strade”, e di tipo C quando appartenenti ad itinerari di

collegamento tra capoluoghi di provincia non altresì

serviti da

strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanza critica

per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmente

dopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di

acquedotti e a impianti di produzione di energia elettrica.

VITA NOMINALE

13/02/2013 15

CLASSE D’USO I II III IV

COEFFICIENTE CU 0.7 1 1.5 2.0

AZIONI SISMICHE ED IMPIANTI SECONDO NTC

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13/02/2013 17

In mancanza di analisi più

accurate Sa può essere calcolato nel seguente modo:


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13/02/2013 19


13/02/2013 20


13/02/2013 21


13/02/2013 22


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Le istruzioni la Circolare n. 617 del 2 febbraio 2009 "Istruzioni per l’applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al

Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008”

Gazzetta Ufficiale n. 47 del 26 febbraio 2009 – Suppl. Ordinario n. 27

13/02/2013 24

La Tabella C7.1.I riassume le verifiche di sicurezza all’azione sismica in funzione della classe d’uso con riferimento ai capitoli NTCSL Descrizione Prestazione Rif Norme I II III IV

SLO Contenimento del danno degli elementi

non strutturali

§

7.3.7.2 X X

Funzionalità

degli impianti §

7.3.7.3 X X

SLD Resistenza degli elementi strutturali §

7.3.7.1 X X

Contenimento del danno degli elementi non

strutturali

§

7.3.7.2 X X X X

Contenimento delle deformazioni del sistema

fondazione terreno

§

7.11.5.3 X X X X

Contenimento degli spostamenti permanenti

dei muri di Sostegno

§

7.11.6.2.2 X X X X

Continua

Le istruzioni la Circolare n. 617 del 2 febbraio 2009

13/02/2013 25

SL Descrizione Prestazione Rif Norme I II III IV

SLV Assenza di martellamento tra strutture

contigue

§

7.2.2 X X X X

Resistenza delle strutture §

7.3.6.1 X X X X

Duttilità

delle strutture §

7.3.6.2 X X X X

Assenza di collasso fragile ed espulsione di

elementi non Strutturali

§

7.3.6.3 X X X X

Resistenza dei sostegni e collegamenti

degli impianti

§

7.3.6.3 X X X X

Stabilità

del sito §

7.11.3 X X X X

Stabilità

dei fronti di scavo e dei rilevati §

7.11.4 X X X X

Resistenza del sistema fondazione‐terreno §

7.11.5.3 X X X X

Stabilità

dei muri di sostegno §

7.11.6.2.2 X X X X

Stabilità

delle paratie §

7.11.6.3.2 X X X X

Resistenza e stabilità

dei sistemi di contrasto e

degli ancoraggi

§

7.11.6.4.2 X X X X

SLC Resistenza dei dispositivi di vincolo

temporaneo tra costruzioni isolate

§

7.2.1 X X X X

Capacità

di spostamento degli isolatori §

7.10.6.2.2 X X X X

13/02/2013 26

•

TOPICS NTC•

Gli impianti in generale e non solo gli impianti antincendio sono

soggetti a verifica di sicurezza all’azione sismica•

Per tutte le costruzioni sono richieste

•

Assenza di collasso fragile ed espulsione di elementi non Strutturali

•

Resistenza dei sostegni e collegamenti degli impianti•

Per le costruzioni ricadenti in classe d’uso III e IV è richiesta anche una

verifica anche allo stato limite di operatività•

Contenimento del danno degli elementi non strutturali

•

Funzionalità

degli impianti

•

vengono forniti criteri di calcolo non molto specializzati consentendo ttuttavia “metodi di livello superiore, tratti da

documentazione tecnica di comprovata validità.”

13/02/2013 27

•

PRIMO DOCUMENTO ORGANICO ATC 51‐2

IL RAPPORTO ATC 51‐2 E’

UN

DOCUMENTO ORGANICO

PREPARATO DA ATC (Applied

Technology Council) SU

INCARICO E

COLLABORAZIONE DEL

UFFICIO SERVIZIO SISMICO

NAZIONALE (SSN) NEL 2002

FACENDO SEGUITO ALL’ATC

51‐1 “RACCOMANDAZIONI

CONGIUNTE STATI UNITI ‐

ITALIA PER L’ELABORAZIONE

DI PIANI DI EMERGENZA

SISMICA NEGLI OSPEDALI

ITALIANI”.

IL RAPPORTO ATC 51‐2 E’

UN

DOCUMENTO ORGANICO

PREPARATO DA ATC (Applied

Technology Council) SU

INCARICO E

COLLABORAZIONE DEL

UFFICIO SERVIZIO SISMICO

NAZIONALE (SSN) NEL 2002FACENDO SEGUITO ALL’ATC

51‐1 “RACCOMANDAZIONI

CONGIUNTE STATI UNITI ‐

ITALIA PER L’ELABORAZIONE

DI PIANI DI EMERGENZA

SISMICA NEGLI OSPEDALI

ITALIANI”.

13/02/2013 28

•

ATC 51‐2

LO STANDARD E’

STATO

FINANZIATO DAL SERVIZIO SISMICO

ITALIANO (SSN ) BASANDOSI SU :

‐LINEA GUIDA E MODELLI

INGENERISTICI GIA’

ESISTENTI SU

ANCORAGGIO E

CONTROVENTAMENTO DI

COMPOENENTI E SISTEMI NON

STRUTTURALI

‐RACCOMANDAZIONI AD HOC

SVILUPPATE APPOSITAMENTE PER

IL PROGETTO DA COMMISSIONI DI

ESPERTI.

‐LE CONCLUSIONI SI VEDE SONO

ASSAI SIMILI ALLE TECNICHE OGGI

IMPIEGATE SUGLI SPRINKLER

LO STANDARD E’

STATO

FINANZIATO DAL SERVIZIO SISMICO

ITALIANO (SSN ) BASANDOSI SU :

‐LINEA GUIDA E MODELLI

INGENERISTICI GIA’

ESISTENTI SU

ANCORAGGIO E

CONTROVENTAMENTO DI

COMPOENENTI E SISTEMI NON

STRUTTURALI

‐RACCOMANDAZIONI AD HOC

SVILUPPATE APPOSITAMENTE PER

IL PROGETTO DA COMMISSIONI DI

ESPERTI.

‐LE CONCLUSIONI SI VEDE SONO

ASSAI SIMILI ALLE TECNICHE OGGI

IMPIEGATE SUGLI SPRINKLER

CONTROVENTATURA RACK

TUBAZIONI

CONTROVENTATURA RACK

TUBAZIONI

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•

ATC 51‐2

BRACING DI UN CANALE

DELL’ARIA

BRACING DI UN CANALE

DELL’ARIA

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•

ATC 51‐2

BRACING CANALE ELETTRICHE SU DUE LIVELLIBRACING CANALE ELETTRICHE SU DUE LIVELLI

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•

ATC 51‐2

LO STANDARD , ANCORCHE’

RIFERITO A NORMATIVE PREESISTENTI LE NTC E’

ANCORA MOLTO ACCURATO E PUO’

ESSERE IMPIEGATO CORREGGENDO NEL

CASO LE FORMULE (AD ESEMPIO I COEFF. PARZIALI DI SICUREZZA).

MA IL CONCETTO E’:

DOCUMENTO IN ITALIANO COMMISSIONATO DAL SSN, REPERIBILE

ALL’ESTERO E MAI SERIAMENTE UTILIZZATO NE’

NELL’AMBITO DI PERTINENZA

NE’

NEGLI ALTRI POSSIBILI AMBITI DI APPLICAZIONE, PROBABILMENTE

ANCHE SCONOSCIUTO ALLA MAGGIOR PARTE DELLE ASL.

LO STANDARD , ANCORCHE’

RIFERITO A NORMATIVE PREESISTENTI LE NTC E’

ANCORA MOLTO ACCURATO E PUO’

ESSERE IMPIEGATO CORREGGENDO NEL

CASO LE FORMULE (AD ESEMPIO I COEFF. PARZIALI DI SICUREZZA).

MA IL CONCETTO E’:

DOCUMENTO IN ITALIANO COMMISSIONATO DAL SSN, REPERIBILE

ALL’ESTERO E MAI SERIAMENTE UTILIZZATO NE’

NELL’AMBITO DI PERTINENZA

NE’

NEGLI ALTRI POSSIBILI AMBITI DI APPLICAZIONE, PROBABILMENTE

ANCHE SCONOSCIUTO ALLA MAGGIOR PARTE DELLE ASL.

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•

PRIMA LINEA GUIDA DI USO PRATICO:

Contiene un rapporto

fotografico commentato dei

danni sui componenti non

strutturali del sisma dell’Aquila

e una serie di “SCHEMI DI

INTERVENTO”

per gli

accorgimenti mitigativi

organizzati a schede di facile

consultazione su vari topics:

‐canne fumarie e comignoli‐Cornicioni e parapetti‐Controsoffitti‐Pavimenti soprelevati‐Monitor e computer‐Generatori di emergenza‐Scaffalature‐Server e centralini

Contiene un rapporto

fotografico commentato dei

danni sui componenti non

strutturali del sisma dell’Aquila

e una serie di “SCHEMI DI

INTERVENTO”

per gli

accorgimenti mitigativi

organizzati a schede di facile

consultazione su vari topics:

‐canne fumarie e comignoli‐Cornicioni e parapetti‐Controsoffitti‐Pavimenti soprelevati‐Monitor e computer‐Generatori di emergenza‐Scaffalature‐Server e centralini

13/02/2013 33

•

UNA LINEA DI INDIRIZZO SPECIFICA O QUASI


13/02/2013 34

L’analisi degli effetti prodotti dai terremoti hanno evidenziato che inadeguatezza degli ancoraggi, eccessive

deformazioni o movimenti relativi dei vari elementi di un impianto antincendio, possono portare alla rottura di

tubazioni con fuoriuscita dei fluidi in essi contenuti, compromettendo la funzionalità

dell’impianto o determinando situazioni di disagio o di pericolo per l’evacuabilità

delle persone.

Le strategie di progetto devono pertanto portare a conferire ai vari componenti antincendio la capacità

di soddisfare

prefissati requisiti di sicurezza sismica che mirano a ridurre gli elementi di vulnerabilità

degli impianti e dei sistemi ad essi

correlati in modo da non generare situazioni di pericolo per la sicurezza delle persone in caso di terremoto e, ove richiesto,

garantire il mantenimento della funzionalità

dell’impianto.

I requisiti minimi di sicurezza sismica sono definiti con riferimento a specifici obiettivi di sicurezza postsismacome riportato in Tabella 1.

L’analisi degli effetti prodotti dai terremoti hanno evidenziato che inadeguatezza degli ancoraggi, eccessive

deformazioni o movimenti relativi dei vari elementi di un impianto antincendio, possono portare alla rottura di

tubazioni con fuoriuscita dei fluidi in essi contenuti, compromettendo la funzionalitàdell’impianto o determinando situazioni di disagio o di pericolo per l’evacuabilità

delle persone.

Le strategie di progetto devono pertanto portare a conferire ai vari componenti antincendio la capacità

di soddisfare

prefissati requisiti di sicurezza sismica che mirano a ridurre gli elementi di vulnerabilità

degli impianti e dei sistemi ad essi

correlati in modo da non generare situazioni di pericolo per la sicurezza delle persone in caso di terremoto e, ove richiesto,

garantire il mantenimento della funzionalità

dell’impianto.I requisiti minimi di sicurezza sismica sono definiti con riferimento a specifici obiettivi di sicurezza postsismacome riportato in Tabella 1.


13/02/2013 35

L’esigenza del rispetto di uno o più

requisiti di sicurezza sismica (livello di richiesta) è definita

considerando:

1.la pericolosità

sismica del sito ove è ubicato l’impianto (classe di pericolosità

sismica del sito)2.la tipologia dello scenario di installazione (categoria di scenario d’installazione definita in funzione

dell’esposizione e criticità)

L’esigenza del rispetto di uno o più

requisiti di sicurezza sismica (livello di richiesta) è definita

considerando:1.la pericolosità

sismica del sito ove è ubicato l’impianto (classe di pericolosità

sismica del sito)2.la tipologia dello scenario di installazione (categoria di scenario d’installazione definita in funzione

dell’esposizione e criticità)


13/02/2013 36

Tali valori sono definiti in modo da garantire un diretto raccordo con quanto stabilito dalla Legge 77/09 edall’OPCM 3907/10

del 13/10/2010 pubblicata su GU 281 del 01/12/2010 Supp. Ord. N°

262ag corrisponde all’accelerazione massima orizzontale per un tempo di ritorno Tr di

475 anni in

condizioni di sottosuolo rigido e pianeggiante (dall’allegato all’ordinanza o dal software NTC 1.03

ponendo VR = 50 e SLV.)

Il coefficiente di amplificazione S = SS

×ST >= 1 tiene conto della categoria del sottosuolo e delle

condizioni topografiche

Tali valori sono definiti in modo da garantire un diretto raccordo con quanto stabilito dalla Legge 77/09 edall’OPCM 3907/10

del 13/10/2010 pubblicata su GU 281 del 01/12/2010 Supp. Ord. N°

262ag corrisponde all’accelerazione massima orizzontale per un tempo di ritorno Tr di

475 anni in

condizioni di sottosuolo rigido e pianeggiante (dall’allegato all’ordinanza o dal software NTC 1.03

ponendo VR = 50 e SLV.) Il coefficiente di amplificazione S = SS

×ST >= 1 tiene conto della categoria del sottosuolo e delle

condizioni topografiche

Località

rientranti classe A

Ag (OPCM 3907/10) All 7

Valori dedotti da NTC 1.03

Reggio Emilia 0.161255 g 0.154 g

Bagnolo in Piano 0.153044 g 0.150 g

Rio Saliceto 0.150276 g .0148 g

Modena 0.163463 g 0.163 g

Bologna 0.172260 g 0.166 g

In generale nelle nei comuni di queste Province so supera 0.125 g anche trascurando il

coeff di amplificazione S e pertanto i siti rientrano nella classe A pertanto i requisiti

di sicurezza sono richiesti per tutti gli scenari oltre I e consigliati anche per il I.

In generale nelle nei comuni di queste Province so supera 0.125 g anche trascurando il

coeff di amplificazione S e pertanto i siti rientrano nella classe A pertanto i requisiti

di sicurezza sono richiesti per tutti gli scenari oltre I e consigliati anche per il I.


13/02/2013 37

Scenari di installazione pure concorrono a definire le prestazioni attese Scenari di installazione pure concorrono a definire le prestazioni attese


13/02/2013 38


13/02/2013 39

GUIDA TECNICALINEE DI INDIRIZZO PER LA RIDUZIONE DELLA

VULNERABILITÀ

SISMICADELL’IMPIANTISTICA ANTINCENDIO

dicembre 2011

APPENDICE AREQUISITI MINIMI DI SICUREZZA SISMICA

DEGLI IMPIANTI ANTINCENDIOelementi di vulnerabilità

sismica e contromisure

GUIDA TECNICALINEE DI INDIRIZZO PER LA RIDUZIONE DELLA

VULNERABILITÀ

SISMICADELL’IMPIANTISTICA ANTINCENDIO

dicembre 2011

APPENDICE AREQUISITI MINIMI DI SICUREZZA SISMICA

DEGLI IMPIANTI ANTINCENDIOelementi di vulnerabilità

sismica e contromisure


13/02/2013 40


13/02/2013 41


13/02/2013 42

AVVERTENZA Qualora, per le particolarità

dell’impianto o del contesto ove l’impianto è

installato, i requisiti

minimi di sicurezza sismica di cui alla tabella non siano sufficienti a garantire gli obiettivi di sicurezza ad essi

associati (come definiti in Tabella 1) il professionista dovrà

adottare le contromisure aggiuntive necessarie al

soddisfacimento di detti obiettivi.

RIFERIMENTI [Rif.] I riferimenti indicati in tabella tra parentesi quadre sono riportati a pagina 47

AVVERTENZA Qualora, per le particolarità

dell’impianto o del contesto ove l’impianto è

installato, i requisiti

minimi di sicurezza sismica di cui alla tabella non siano sufficienti a garantire gli obiettivi di sicurezza ad essi

associati (come definiti in Tabella 1) il professionista dovrà

adottare le contromisure aggiuntive necessarie al

soddisfacimento di detti obiettivi.RIFERIMENTI [Rif.] I riferimenti indicati in tabella tra parentesi quadre sono riportati a pagina 47

UNA SCELTA CONSAPEVOLE : RICHIAMO ALLE BAT

13/02/2013 43

La famosa pagina 47 contiene un elenco di BAT (Best Avaible Technology), il che rende il documento

moderno e molto versatile ma più

di difficile e lenta attuazione:

[1] AICARR 2010 –

Impiantistica antisismica. La protezione antisismica degli impianti. Requisiti, regole tecniche, esperienze.

Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria, Riscaldamento e Refrigerazione. Milano.

[2] ASHRAE 1999 – “ A Practical Guide to Seismic Restraint”

–

RP812 American Society of Heating, Refrigerating and

Air‐Conditioning Engineers, Inc. Atlanta

[3] ATC 51‐2, 2003 –

“Raccomandazioni congiunte Stati Uniti‐Italia per il controventamento e l’ancoraggio deicomponenti non strutturali negli ospedali italiani”. Applied Technology Council California[4] Comitato tecnico italiano materiali antincendio. – “Norma sperimentale CTIMA n°12 ‐ Idranti per estinzione incendi.

Norme per l'installazione e condizioni di accettazione".

[5] FEMA, 1997 ‐ “FEMA 274 ‐ NEHRP commentary on the guidelines for the seismic rehabilitation of buildings.”

Federal

Emergency Management Agency. Washington, D.C.

[6] FEMA, 2002 ‐ “FEMA 412 ‐ Installing Seismic Restraints for Mechanical Equipment”. Federal EmergencyManagement Agency. Washington, D.C.[7] FEMA, 2004 ‐ “FEMA 413 ‐ Installing Seismic Restraints for Electrical Equipment”. Federal EmergencyManagement Agency. Washington, D.C.[8] FEMA, 2004 ‐ “FEMA 414 ‐ Installing Seismic Restraints for Duct and Pipe”. Federal Emergency Management Agency.

Washington, D.C.

[9] FEMA, 2005 –“FEMA 74‐FM –Earthquake hazard mitigation for non structural elements – Field Manual”

Federal

Emergency Management Agency. Washington, D.C.

[10] Ministero della Salute, 2002. Raccomandazioni per il miglioramento della sicurezza sismica e della funzionalità

degli

ospedali

[11] NFPA, 2010 ‐ “NFPA 13 ‐ Standard for the Installation of Sprinkler Systems”. National Fire Protection

Association

[12] UNI CIG 2009 – “Linea Guida per l’applicazione della normative sismica nazionale alle attività

di progettazione, costruzione

e verifica dei sistemi di trasporto e distribuzione per gas combustibili, ed. 27 febbraio 2009

La famosa pagina 47 contiene un elenco di BAT (Best Avaible Technology), il che rende il documento

moderno e molto versatile ma più

di difficile e lenta attuazione:

[1] AICARR 2010 –

Impiantistica antisismica. La protezione antisismica degli impianti. Requisiti, regole tecniche, esperienze.

Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria, Riscaldamento e Refrigerazione. Milano.[2] ASHRAE 1999 – “ A Practical Guide to Seismic Restraint”

–

RP812 American Society of Heating, Refrigerating and

Air‐Conditioning Engineers, Inc. Atlanta[3] ATC 51‐2, 2003 –

“Raccomandazioni congiunte Stati Uniti‐Italia per il controventamento e l’ancoraggio deicomponenti non strutturali negli ospedali italiani”. Applied Technology Council California[4] Comitato tecnico italiano materiali antincendio. – “Norma sperimentale CTIMA n°12 ‐ Idranti per estinzione incendi.

Norme per l'installazione e condizioni di accettazione".[5] FEMA, 1997 ‐ “FEMA 274 ‐ NEHRP commentary on the guidelines for the seismic rehabilitation of buildings.”

Federal

Emergency Management Agency. Washington, D.C.[6] FEMA, 2002 ‐ “FEMA 412 ‐ Installing Seismic Restraints for Mechanical Equipment”. Federal EmergencyManagement Agency. Washington, D.C.[7] FEMA, 2004 ‐ “FEMA 413 ‐ Installing Seismic Restraints for Electrical Equipment”. Federal EmergencyManagement Agency. Washington, D.C.[8] FEMA, 2004 ‐ “FEMA 414 ‐ Installing Seismic Restraints for Duct and Pipe”. Federal Emergency Management Agency.

Washington, D.C.[9] FEMA, 2005 –“FEMA 74‐FM –Earthquake hazard mitigation for non structural elements – Field Manual”

Federal

Emergency Management Agency. Washington, D.C.[10] Ministero della Salute, 2002. Raccomandazioni per il miglioramento della sicurezza sismica e della funzionalità

degli

ospedali[11] NFPA, 2010 ‐ “NFPA 13 ‐ Standard for the Installation of Sprinkler Systems”. National Fire Protection

Association [12] UNI CIG 2009 – “Linea Guida per l’applicazione della normative sismica nazionale alle attività

di progettazione, costruzione

e verifica dei sistemi di trasporto e distribuzione per gas combustibili, ed. 27 febbraio 2009


13/02/2013 44

13/02/2013 45

•

TOPICS SISIMICA PER IMPIANTI E C.N.S.

•

Visto allora che il problema non è

strettamente degli impianti sprinkler ma riguarda impianti e componenti strutturali perché

un seminario

sullo staffaggio sprinkler ?

•

Perché

alcuni impianti sprinkler già

da tempo sono stati progettati con requisiti antisimici , e di altro tipo quasi è

impossibile vederne ?

13/02/2013 46

•

TOPICS SISIMICA PER IMPIANTI E C.N.S.•

Si può rispondere con una concomitanza di fattori:

•

GRANDE PESO ED IMPORTANZA STRATEGICA IMPIANTI SPRINKLER RISPETTO ALTRI IMPIANTI

•

RICHIESTA DA ENTI MILITARI DI PROGETTAZIONI A SPECIFICA ANTISIMICA

•

RICHIESTE COMPAGNIE ASSICURATIVE•

DISPONIBILITA’

DI BAT (IN PARTICOLARE NFPA E FM BEN

CONGEGNATE E FACILMENTE REPERIBILI)•

ABITUDINE DEI PROGETTISTI SPRINKLER ALL’USO DI

STARNDARD STRANIERI DOVUTI AI MOTIVI SOPRA ESPOSTI E ALLA VETUSTA’

TECNICA DI STANDARD NAZIONALI ED EUROPEI

•

MAGGIORE CURA TIPICA NELLA PROGETTAZIONE DI QUESTI IMPIANTI COSTITUITI PREVALENTEMENTE DA TUBI, TESTINE E

STAFFAGGI.

BAT (BEST AVAIBLE TECNLOGIES) -sprinkler

13/02/2013 47

BAT (BEST AVAIBLE TECNLOGIES) –SERBATOI IDRICI

13/02/2013 48

13/02/2013 49

IL METODO NFPA 13

13/02/2013 50

EVENTI DI GUASTO TIPICO:EVENTI DI GUASTO TIPICO:

1.ROTTURA DI TUBAZIONI O SPRINKLER ROTTI DOVUTI ALL’IMPATTO TRA QUESTE ED ELEMENTI STRUTTURALI O ALTRISTRUTTURE / IMPIANTI

2.ROTTURA DI TUBAZIONI O DROPS DOVUTI ALL’ECCESSIVO MOVIMENTO DIFFERENZIALE TRA CONTROSOFFITTO SOSPESO E PIPE DROPS

3.ROTTURA DI SISTEMI IN-RACK SPRINKLER (SPRINKLER INTERMEDI NELLE SCAFFALATURE) DOVUTI ALL’ECCESSIVO MOVIMENTO DELLE SCAFFALATURE

OLTRE AI DANNI CONSEGUENTI ALLA FUORIUSCITA DI ACQUA, SONO COMPROMESSE LE CAPACITA’

DI PROTEZIONE DAL FUOCO PER INDIPONIBILITA’

DOVUTA AL GUASTO, OPPURE PER DANNEGGIAMENTO ALLE FONRNITURE D’ACQUA DI SPEGNIMENTO (ACQUEDOTTO O SISTEMI DI POMPAGGIO)

DANNI SIGNIFICATIVI ALLA PROTEZIONE ANTINCENDIO SISTEMI POSSONO ESPORRE UN IMPIANTO AD UNA PERDITA GRAVE INCENDIO A SEGUITO DI UN TERREMOTO, EVENTO AFFATTO INCONSUETO.

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LE DUE REGOLE FONDAMENTALI:L’EVIDENZA E I REPORT DI PARECCHIE OSSERVAZIONI DI EVENTI INCIDENTALI HANNO CONDOTTO A DUE SOSTANZIALI CONCLUSIONI:

1.SOLO PROVVEDENDO IN MANIERA SISTEMATICA LE NECESSARIE CARATTERISTICHE DI:

•

SWAY-BRACING•

FLESSIBILITA’•

DISTANZE DI RISPETTO (GIOCO)•

ANCORAGGIOUN SISTEMA SPRINKLER PUO’

ESSERE ADEGUATAMENTE PROTETTO PER MITIGARE GLI EFFETTI DI UN EVENTO SISMICO

2.L’OMISSIONE DI ANCHE POCHI SOLAMENTE DEGLI ELEMENTI NECESSARI PER LA PROTEZIONE ANTISIMICA DELL’IMPIANTO PUO’

COMPORTARE CONDIZIONI DI DANNI INGENTI PER SVERSAMENTO ACCIDENTALE D’ACQUA. LA CONSEGUENTE INTERCETTAZIONE DELL’IMPIANTO A LIMITARE IL DANNO, LO RENDE INDISPONIBILE ESPONENDO LE ATTIVITA’

PROTETTE A INEFICCACIA DEI SISTEMI PROTETTIVI PREVISTI.

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NFPA 13 il capitolo 9.3:Quando un sistema di protezione antincendi ad acqua deve essere protetto contro il danno sismico, si debbono applicare le richieste della sezione 9.3 a meno che un ingegnere professionista certifichi, in base all’analisi sismica dell’insieme edificio sistema sistemi alternativi, tali che le performance del sistema

siamo almeno pari a quelle delle componenti strutturali dell’edificio sotto le azioni sismiche attese

Le sezioni fondamentali del 9.3

- (9.3.2) COUPLINGS- (9.3.3) SEISIMIC SEPARATION ASSEMBLY- (9.3.4) CLEREANCE- (9.3.5) SWAY BRACING DESIGN

Quelle conosciute in Italia ad oggi nella migliore delle ipotesi:9.3.5 limitatamente al prezzo di listino dei pipes’

e buildings’

attachments

Mentre il metodo è

un equilibrio ponderato di differenti fattori, in cui si dosano

sapientemente gradi di libertà

e gradi di vincolo; uno ne manca il tutto non funziona.

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Couplings:Introdurre gradi di libertà

è

semplice con i giunti scanalati.Bisogna tuttavia sapere dove , ovvero nelle separazioni strutturali.

Che differenza c’è

fra questi due

giunti scanalati (grooved) ?La marca ? NO

Il tipo di scanalatura ? NOLa forma ? NI – MAGARI PER

DISINGUERLILa pressione di rating ? FORSE

IN REALTA’

UNO E FLESSIBILE E

L’ALTRO RIGIDO. A riconoscerli mi

aiuta il Datasheet

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Couplings:MO’

HO CAPITO TUTTO ! LI COMPRO TUTTI FLESSIBILI COSI’

L’INGEGNIE’

E’

CONTENTO

MO’

HO CAPITO TUTTO ! LI COMPRO TUTTI FLESSIBILI COSI’

L’INGEGNIE’

E’

CONTENTO

SUPPONI FORSE CHE QUELLI RIGIDI COSTINO MENO E SIANO PER IL

TERZO MONDO ?HO DETTO SOLO DOVE

PREVISTI !

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Couplings:Difatti introdurre giunti flessibili oltre a quelli strettamente richiesti e’

possibile ma del tutto inutile e controproducente, perché

per ogni giunto deve essere prevista uno sway brace!

1) Mentre son richiesti nei montanti e attraversamenti di piano DS Fm 2-8

13/02/2013 56

Couplings:

Sono ammesse eccezioni per risers (montanti) di lunghezza inferiore 0.9 m e ne è

sufficiente uno solo per risers da 0.9 a 2.1 m

2) Entro (300 mm) sopra ed entro 600 mm sotto il pavimentoin edifici multipiano . Quando il giunto flessibile sotto il pavimento è

sopra un tee che

stacca per alimentare il collettore al piano inferiore, un giunto flessibile deve essere installato sulla parte verticale del Tee

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Couplings:

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Couplings:

Arrangiamento suggerito da FM DS 2‐8

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Couplings:


Qualcuno nota per caso

collari intermedi? Quelli per intenderci con

la vite orizzontale e

tassello sul muro ?Che dite ci sarà

un

perché? E chi sostiene allora il

tubo ? Ingrandiamo ?

13/02/2013 60

Couplings:

Vi presento

Mr. Riser

Clamp

Le tubazioni di

sostengono con un

collare all’ultimo

livello e coi riser

clamps in appoggio

sul pavimento ai

piani intermedi.

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Couplings:

Soluzione equivalente in ambito MIL / NATO – kindly from ATS sas

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Couplings:

Esempio: drop verso cassetta idrante UNI 45

Corretto ?

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Couplings:

Esempio: drop verso sistema in rack con return bend

Corretto ?

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Couplings:

Mancava ovviamente un 4 way-brace sul main


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Couplings:

Schema NFPA 13

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Couplings:

Vista laterale armover Arrangiamento suggerito da FM DS 2‐8

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Couplings:

Vista laterale armover Arrangiamento suggerito da FM DS 2‐8

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SEISIMIC SEPARATION ASSEMBLY :

Giunti di separazione sismica di tipo approvato debbono essere installati dove la tubazione dello sprinkler, indipendentemente dal suo diametro, attraversa giunti di separazione sismica, di modo da consentire movimenti di allontanamento, avvicinamento di una dimensione non inferiore

a due

volte la larghezza della separazione, nelle due direzioni di scorrimento di una ampiezza non inferiore alla ampiezza delle separazione.

Da entrambe le parti contrapposte di in giunto di separazione sismica, devono essere installati 4-way braces entro 1.8 m dal giunto stesso.

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Soluzione con doppio collo cigno


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Soluzione equivalente con FLESSIBILE FM approved – kindly from ATS sas

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Esempio giunto sismico flessibileFireloop


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Giunti antistrappo interrati:

kindly from ATS sas

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Spazio libero / di rispetto (CLEARENCE)

Uno spazio libero deve essere mantenuto tutto attorno alle tubazioni nell’ attraversamento di muri, pavimenti, piattaforme , fondazioni , compresi

scarichi,connessioni ai VVFF , e altre tubazioni di servizio.

IL DIAMETRO DELLA FOROMETRIA DEVE VALERE ALMENO:

- PER TUBI DA ∅1”

SINO A ∅3”1/2

∅esterno tubo + 50 mm- PER TUBI DA ∅4”

IN POI

∅esterno tubo + 100 mm

PER ATTRAVERSAMENTI IN COTROTUBO E’’

SUFFICIENTE CHE IL CONTROTUBO SIA DI DIAMETRO NOMINALE RISPETTIVAMENTE:-MAGGIORE DI 2”

(DN 50) PER DA ∅1”

SINO A ∅3”1/2

-MAGGIORE DI 4”

(DN 100) PER TUBI DA ∅4”

IN POI

DI QUELLO DEL TUBO ANTINCENDIO INTUBATO.

13/02/2013

74


SE NON E’

POSSIBILE …

E’

NECESSARIA L’INSTALLAZIONE DI UN GIUNTO MORBIDO DA ENTRAMBI I LATI ENTRO 305 mm DALLA STRTUTTURA.

GIUNTO

FLESSIBILE

NORMA LE

GIUNTO

RIGIDO

FORO DI

DIAMETRO

INSUFFICIENTE

13/02/201375


COME E’

POSSIBILE FARE UN ATTRAVERSAMENTO RIQUALIFICATO REI ?

IL RIEMPIMENTO CON MATERIALI TENERI E’

CONSENTITO. PERTANTO UN ATTRAVERSAMENTO MISTO LAN MINERALE + SIGILLANTE SILICONICO COME DA CERTIFICAZIONI HILTI E’

FATTIBILE.NELLA PEGGIORE DELLE IPOTESI DUE GIUNTI FLESSIBILI ENTRO 305 mm DA OGNI ALTO DELLA PARETE.

Esempio di attraversamento REI certificato I.G.

con Lana minerale e sigillante intumescente

13/02/201376


E’

SEMPRE RICHIESTO UNO SPAZIO LIBERO PER ATTRAVERSARE STRUTTURE ?

I GIUNTI NON SONO RICHIESTI PER ATTRAVERSAMENTO DI STRUTTURE FRIABILI COME CERTONGESSO.

QUANDO NON SUSSISTA ATTRAVERSAMENTO COMUNQUE DEVE ESSERE MANTENUTA UAN DISTANZA DI RISPETTO DI ALMENO 50 mm DAGLI ELEMENTI STRUTTURALI NON UTILIZZATI PER LO STAFFAGGIO O LO SWAY-BRACING.

QUINDI DA TRAVI, COLONNE PARETI …

NON ATTRAVERSATI DALLE TUBAZIONI LA DISTANZA MINIMA FRA PARETE ESTERNA

DEL TUBO ED ELEMENTO DEVE ESSERE NON INFERIORE A 50 mm.

13/02/201377

SWAY BRACING DESIGN

COSA E’

UNO SWAY BRACE ?

UN BRACE E’

UN VINCOLO POSTO ALLA TUBAZIONE PER RESISTERE A SPOSTAMENTI E SOLLECITAZIONI LATERALI O LONGITUDINALI E ALLE COMPONENTI VERTICALI CONSEGUENTI ALL’AZIONE SISMICA.

I COMPONENTI STRTTURALI A CUI IL BRACE E’

COLLEGATO DEVONO ESSERE TALI DA RESISTERE ALLA SOLLECITAZIONE SIMICA.

GLI SWAY BRACE DEBBOCNO ESSERE PROGETTATI PER RESISTERE SIA IN TRAZIONE CHE IN COMPRESSIONE

QUELLI RESISTENTI ALLA SOLA TRAZIONE SONO TALORA AMMESSI NEL LIMITE DI IMPIEGO PREVISTO DALLA LORO APPROVAZIONE (MA NON AD ESEMPIO DA FM).

13/02/201378

SWAY BRACING DESIGN

SCHEMA DI SWAY BRACE LATERALE

UNO SWAY BRACE SI DICE LATERALE

QUANDO CONTRASTA GLI SBANDAMENTI

LATERALI DEL TUBO (IN DIREZION

ORTOGONALE AL SUO ASSE)

GLI SCHEMI A – B –C RAPPRESENTANO LE

DIVERSE POSSIBILITA’

DI CONNESSIONE E

SONO IMPORTANTI AGLI EFFETTO DEL

CALCOLO IN QUANTO LE

SOLLECITAZIONI AGLI ANCORANTI

POSSONO SCOMPORSI

DIFFERENTEMENTE TRA TAGLIO E

TRAZIONE.

L’ANGOLO Ѳ

E’

SEMPRE QUELLO

INDIVIDUATO FRA BRACE E LA NORMALE

AL PIANO DI RIFERIMENTO.

13/02/201379

SWAY BRACING DESIGN

13/02/201380

SWAY BRACING DESIGN

SCHEMA DI SWAY LONGITUDINALE

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SWAY BRACING DESIGNUno SWAY BRACE SI COMPONE SEMPRE DI ALCUNE PARTI ESSENZIALI:

BUILDING ATTACHMENT: e’

l’elemento di collegamento del brace alla struttura resistente, esempio pilastro, trave …I COMPONENTI APPROVATI (FM) O LISTATI (UL) SONO CERTIFICATI PER RESISTERE A UNA DATA SOLELCITAZIONE MASSIMA

ATTENZIONE DICHIARARE I CARICHI AL PROGETTISTA STRTTURALE!!

SWIWELS PER CONNESSIONI

UNIVERSALI

SWIWELS PER BAR

JOITSSWIWELS PER BAR

TRAVI ACCIAIO

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PIPE ATTACHMENT: e’

l’elemento di collegamento del brace alla tubazione

I COMPONENTI APPROVATI (FM) O LISTATI (UL) SONO CERTIFICATI PER RESISTERE A UNA DATA SOLELCITAZIONE MASSIMA

SI DIFFERENZIANO PER DIAMETRI

DISPONIBILI E CARICHI MASSIMI

/ CERTIFICAZIONI …

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CERTIFICAZIONI –

ESEMPIO ERICO

13/02/201384

CERTIFICAZIONI

odel Part Description Orientation Run Pipe Nominal Size, in. Run Pipe Reference

Horizontal Load Ratings

Remarks

lb (N)

Installation Angle (a)

30°

‐

44° 45°

‐

59° 60°

‐

74° 75°

‐

90°

CSBSTU Pipe Clamp Lateral 1, 1-1/4, 1-1/2 LW, 10, 40

860 1220 1500 1670

a, c, d, e3825 5425 6670 7430

CSBSTU Pipe Clamp Longitudinal 1, 1-1/4, 1-1/2 LW, 10, 40

970 720 860 960

a, c, d, e4315 3200 3825 4270

CSBSTU Pipe Clamp Lateral 2, 2-1/2, 3 LW, 10, 40

1530 2160 2650 2960

a, c, d, e6805 9610 11790 13165

CSBSTU Pipe Clamp Longitudinal 2, 2-1/2, 3 LW, 10, 40

870 690 830 930

a, c, d, e3870 3070 3690 4136

CSBSTU Pipe Clamp Lateral 4, 5 LW, 10, 40

1570 2220 2720 3030

a, c, d, e6985 9875 12100 13480

CSBSTU Pipe Clamp Longitudinal 4, 5 LW, 10, 40

1550 1390 1680 1870

a, c, d, e6895 6185 7475 8320

CSBSTU Pipe Clamp Lateral 6 LW, 10, 40

1980 2810 3440 3840

a, c, d, e8805 12500 15300 17080

CSBSTU Pipe Clamp Longitudinal 6 LW, 10, 40

1470 1170 1410 1570

a, c, d, e6540 5205 6270 6985

CSBSTU Pipe Clamp Lateral 8, 10 0.188, 40

2040 2890 3540 3950

a, c, f9075 12855 15745 17570

CSBSTU Pipe Clamp Longitudinal 8, 10 0.188, 40

1200 1700 2090 2330

a, c, f5340 7560 9295 10365

Remarks:

a. FM Approved when used with 1”, 1‐1/4”, 1‐1/2”, or 2”

(DN25, DN32, DN40, DN50) NPS Schedule 40, GB/T 3091, EN 10255 (Heavy), or JIS G3454 brace pipe.

b. FM Approved when used with 1”

and 1‐1/4”

(DN 25 and DN32) NPS Schedule 40, GB/T 3091, EN 10255 (Heavy), or JIS G3454 brace pipe.

c. Load ratings for Schd 40 above may also be applied to GB/T 3091, EN 10255 (Heavy), and JIS G3454 pipe.

d. Load ratings for Schd 10 above may also be applied to GB/T 3091, EN 10255 (Medium or Heavy), JIS G3452, FM Approved Thinwall,

and Schd 40 pipes unless otherwise indicated.

e. Load ratings for LW above refers to FM Approved Lightwall Pipe, commonly referred to as “Schedule 7”. These ratings may also be applied to EN 10220, and GB/T 8163 pipe unless otherwise specified.

f. Load ratings for “0.188 wall”

above may be applied to any thicker walled pipe unless otherwise specified.

g. Load ratings based on the use of a 3/8”‐16 UNC (M10 x 1.5) threaded rod as the brace member.

h. Load ratings based on the use of ½”‐13UNC (M12 x 1.75) threaded rod as the brace member.

i. Load ratings based on the use of a Model 300 Beam Clamp (3/8”‐16UNC / M10 x 1.5 Bolt) as means for attachment to structural member.

j. Load ratings based on the use of 3/8”‐16 UNC (M10 x 1.5) threaded fastener as the attachment fastener to the structural member.

k. Load ratings based on the use of 3/8”‐16 UNC (M10 x 1.5) threaded fastener as the attachment fastener to a concrete insert.

13/02/201385


BRACE VERI E PROPRI : e’

il “braccio”

che collega i due attachments

E’

UN NORMALE PROFILATO O TUBO COMPATIBILE CON I PARTICOLARI ATTACHMENTS SELEZIONATI. MOLTO COMUNE L’USO DI TUBI 1”

O 1”1/4 SCHEDULE 40LE NORME PRESENTANO TABELLE DI IMMEDIATO UTILIZZO IN FUNZIONE DEL RAPPORTO DI SNELLEZZA l/r FRA LUNGHEZZA DEL COLLEGAMENTO E RAGGIO DI INERZIA PER VARI TIPICI BRACES COMUNEMENTE UTILIZZATI.

SI RICAVA FACILMENTE LA FORMULA DA CUI SON TRATTI (AISC “America Innstute od Steel Construction”

E3-1 E3-2 method: COMPRESSIVE STRENGHT FOR

FLEXURAL BUCKLING OF MEMEBERS WITHOUt SLENDER ELEMENTS)

13/02/201386

SWAY BRACING DESIGNEstratto da FM DS 2‐8Per l/r= 100

13/02/201387


Anchors (tasselli) (per strutture in cls o muratura)

Anche IN QUESTO CASO SONO FORNITI DATI TABELLARI PER TASSELLI WEDGE A ESPANSIONE O UNDERCUT SU DIVERSI TIPI DI SUPPORTO CHE SEMPLIFICANO I CALCOLI NULLA OSTA A UTILIZZARE PROCEDURE DI CALCOLO DIFFERENTI,

ad esempio usando CCD (Concrete Capacity Design) secondo ACI 318-05.

13/02/201388

SWAY BRACING DESIGNTasselli HILTI idonei per uso sismico (vedere manuale progettazione)

13/02/201389

SWAY BRACING DESIGNRIASSUMENDO:Uno sway brace e uno staffaggio da calcolare per componente per

componente e disporre con regole precise.

13/02/201390

SWAY BRACING DESIGNDue braces indipendenti uno laterale + uno longitudinale costituiscono un 4-way sway brace.E’

possibile utilizzare un solo pipe attachment posto che i due brace vengano fra loro collegati con appositi componenti, disponibili differenti in base al costruttore.

13/02/201391

SWAY BRACING DESIGN

LONGITUDINAL

LATERAL

13/02/201392

SWAY BRACING DESIGN

13/02/201393

SWAY BRACING DESIGN

SWAY BRACING DESIGN

13/02/2013 94

REGOLE POSIZIONAMENTO SECONDO NFPA :

Il metodo di posizionamento è

quelle denominato della ZOI (Zone of Influence).Ogni sway brace ha una zona di influenza determinata dal passo con cui è

posizionata.

Contribuiscono branch-lines per le sole sway brace laterali, mentre per i longitudinal sway brace si considera il solo collettore su cui sono installate.

SWAY BRACING DESIGN

13/02/2013 95

POSIZIONAMENTO LATERAL SWAY BRACE :

•Su ogni Cross Main e Feed Main (i collettori)

•Su ogni Branch-line o altro tubo di diametro uguale o superiore a ∅2”1/2 (escluse sole tratte iniziali di lunghezza non superiore a 3.6 m)

•Passo massimo 12.2 m fra uno sway brace e il successivo e non oltre 1.8 m dall’estremo terminale della tubazione

•Possono esse considerate quale contributo longitudinale del tratto ortogonale se poste entro 610 mm dalla curva e a condizione siano installate su tubo di diametro non inferiore.

•L’azione di spinta delle branch lines non devono creare sollecitazioni flettenti inammissibili per i collettori. Si impone la verifica

SWAY BRACING DESIGN

13/02/2013 96

… POSIZIONAMENTO LATERAL SWAY BRACE :

•Dove siano installati sui collettori giunti scanali flessibili diversi da quelli specificatamente previsti.

•ECCEZIONI:•Possibilita’

DI EVITARNE L’INSTALLAZIONE su tubazioni

supportate da hanger singoli in cui la barra filettata sia di lunghezza inferiore a 15 cm fra extradosso tubo e connessione alla struttura. (SCONSIGLIABILE E VIETATO DA FM PER MAINS)

•Stessa situazione in caso di utilizzo di U-type hooks collegati in modo che la tubazione sia bloccata contro l’elemento strutturale di supporto (* condizioni aggiuntive di inclinazione e spessore secondo NFPA, senza prescrizioni solo branch-lines per FM)

SWAY BRACING DESIGN

13/02/2013 97

REGOLE POSIZIONAMENTO SECONDO NFPA :

SWAY BRACING DESIGN

13/02/2013 98

POSIZIONAMENTO LONGITUDINAL SWAY BRACE :

•Su ogni Cross Main e Feed Main (i collettori)

•Passo massimo 24.4 m fra uno sway brace e il successivo e non oltre 12.2 m dall’estremo terminale della tubazione

•Possono esse considerate quale contributo laterale del tratto ortogonale se poste entro 610 mm dalla curva e a condizione siano installate su tubo di diametro non inferiore.

SWAY BRACING DESIGN

13/02/2013 99

POSIZIONAMENTO 4-WAY SWAY BRACE :

•In sommità

di riser di lunghezza > 1 m

•Esclusi dall’obbligo riser nipples

•Possono esse considerate quale contributo laterale del tratto ortogonale se poste entro 610 mm dalla curva e a condizione siano installate su tubo di diametro non inferiore.

•Sui riser a distanza max 7.6 m l’uno dall’altro (esclusi edifici multipiano laddove il montante penetra nel pavimento)

SWAY BRACING DESIGN

13/02/2013 100

POSIZIONAMENTO 4-WAY SWAY BRACE :

Per gentile concessione di ATS sas

SWAY BRACING RESTRAINMENT

13/02/2013 101

BRACE LINES’

LATERAL RESTRAINMENT: Il bracing restrainer rappresenta un grado minore di vincolo laterale rispetto allo sway brace da utilizzarsi in ambiti per i quali lo sway bracing non è

richiesto, in particolare per le branch-lines di

diametro inferiore a 2”1/2, sprig oltre 1.2 m di lunghezza, E’ realizzabile con:

•Sway braces (gradi superiori di vincolo naturalmente accettabili)•Soluzioni restrainment approvate / listate•Cavi in acciaio da 200 kg con angolo >= 45 °

rispetto alla verticale

da entrambi i lati del tubo


13/02/2013 102


13/02/2013 103

… LATERALLY RESTRAINMENT:

Altro esempio di lateral restrainment impiegabile per impiantistica

Laddove le tubazioni siano supportate da hanger singoli in cui la barra filettata sia di lunghezza inferiore a 15 cm fra extradosso tubo e connessione alla struttura e’

possibile EVITARE

L’INSTALLAZIONE DEI LATERAL RESTRAINER


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BRACING RESTRAINMENT SPAZIATURA:

•La spaziatura dei restraints varia in base al materiale impiegato per le tubazioni e dal coefficiente sismico Cp

Seismic Coefficient (Cp)Tubo acciaio Cp <= 0.5 0.5 < Cp <= 0.71 Cp > 0.71

1” 13.1 11.0 7.9

1”1/4 14.0 11.9 8.2

1”1/2 14.9 12.5 8.8

2” 16.2 13.7 9.5


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… LATERALLY RESTRAINMENT:

Di vitale importanza anche il lateral restrainment per i building fastners in caso di utilizzo di C clamps per il sostegno a travi

metalliche, ottenibile facilmente con l’usi dei retaining strap, ad evitare lo sfilamento:


13/02/2013 106

… BRACING RESTRAINMENT:

•Hanger inclinati di almeno 45 °C con barra filettata inclinata almeno 45°

rispetto

alla verticale con rapporto di snellezza l/r <= 400, con vertical restrainers nell’hanger (vite a battere sul tubo o surge restariner)

Tipico vertical surge restainer ( anche per retrofit collari compatibili)


13/02/2013 107

VERTICAL RESTRAINMENT:

•IN AMBIENTE SISMICO E’

NECESSARIO PREVEDERE CHE I TUBI NON SI SOLLEVINO PER EFFETTO SISMICO. ALCUNE REGOLE RIGUARDANO GLI HANGERS ALTRE LE VERIFICHE SISMICHE E GLI SWAY BRACE

•SAREBBE BENE DI DEAFULT CHE TUTTI GLI HANGERS UTILIZZATI FOSSERO CONCEPITI PER IMPEDIRE IL SOLLEVAMENTO DELLE TUBAZIONI, MA COMUNQUE CIO’

E’

SEMPRE RICHIESTO

•SULL’HANGER PIU’

VICINO ULTIMO SPRINKLER (RICHIESTO ANCHE PER PRESSIONI STATICHE O DINAMICHE > 6.9 BAR IN CASO DISPRINKLER PENDENT A CONTROSOFFITT PER EVITARE CHE …)

•REGOLE ASSAI PIU’

CONSERVATIVE SON PREVISTE DAL DS 2-8 DI FM. MIA OPINIONE: SURGE RETRAINERS PER TUTTI GLI HANGER


13/02/2013 108

DANNEGGIAMENTO PER SOLLEVAMENTO SPK A CONTROSOFFITTO


13/02/2013 109

VERTICAL RESTRAINMENT:

OTTIMO E DEFINITIVO SISTEMA PER GLI SPRINKLER A CONTROSOFFITTO SONO I FLESSIBILI APPROVATI / LISTATI CHE OLTRE A CONSENTIRE UN PERFETTO CENTRAGGIO NEI QUADROTTI DELL’

ORDITURA COMPENSANO TUTTI I PROBLEMI DI SPOSTAMENTIO DIFFERENZIALE. NATURALMENTE NELLA UNI EN 12845 NON SONO NEMMENO LONTANAMENTE CONTEMPLATI. CI ACCONTENTIAMO TUTTAVIA CHE NON LI VIETI.


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BRACING RESTRAINMENT SPAZIATURA:

•La spaziatura dei restraints varia in base al materiale impiegato per le tubazioni e dal coefficiente sismico Cp

Seismic Coefficient (Cp)Tubo acciaio Cp <= 0.5 0.5 < Cp <= 0.71 Cp > 0.71

1” 13.1 11.0 7.9

1”1/4 14.0 11.9 8.2

1”1/2 14.9 12.5 8.8

2” 16.2 13.7 9.5

Interferenza altri impianti non adeguatamente staffati

13/02/2013 111

Pedinature lungheIn assenza di restrizioni agli spostamenti laterali

Interferenza altri impianti non adeguatamente staffati

13/02/2013 112

Canalizzazioni semplicemente pendinate

Installazioni non pensate per aree sismiche

13/02/2013 113

Rack bombole senza efficaci vincoli anticaduta

Assenza manicotti flessibili di collegamento

Installazioni non pensate per aree sismiche

13/02/2013 114

Requisiti di vincolo precisati per impianti a gas dalle linee di indirizzo

Esempi verifiche macchinari pesanti

13/02/2013 115

Ancoraggio dei gruppi e delle principali apparecchiature in gradi di assicurare la stabilità.

Macchinari pesanti

13/02/2013 116

Verificare la stabilità

dei

serbatoti combustibili (normalmente verifica più

semplice con quelli a doppia parete anziché

che con vasca di contenimento).

Esempi verifiche macchinari pesanti

13/02/2013 117

Oltre alle vibrazioni consentire movimenti differenziali sicuri tra sistema smaltimento fumi e attacco al motore onde prevenire rotture condotti combustione.

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:SEMPLICE ED INTIUTIVO:

•SI DEFINISCONO LE POSSBILI POSIZIONI DEGLI SWAY BRACE CON LE REGOLE SOPRA CITATE•SI CARATTERIZZA CON UNA SIGLA (AD ESEMPIO UNA LETTERA) OGNI SWAY BRACE•PER OGNI SWAY BRACE SI DETERMINA IL PESO DELLE TUBAZIONI PIENE NELLA PROPRIA ZOI•SI UTILIZZA UN EVENTUALE COEFFICIENTE DI SICUREZZA PARZIALE IMPROPRIO DEL 15% PER I SOVRAPPESI (COLLARI, GIUNTI)•SI MOLTIPLICA IL COEFFICIENTE Cp A CUI SUCCESSIVA DETERMINAZIONE PER IL PESO DELLA TUBAZIONE TROVANDO LA FORZA ORIZZONTALE Fpw AGENTE SULLO SWAY BRACE•SI SELEZIONANO LE COMPONENTI CHE TENUTO CONTO DELLA GEOMETRIA SODDISFANO LA VERIFICA DI RESISTENZA RICONDUCENDO IL TUTTO A UN BANALE SISTEMA ALLE TENSIONI AMMISSIBILI IN CAMPO ELASTICO COME NELLA CLASSICA IMPOSTAZIONE NFPA TENUTO CONTO DELLA GEOMETRIA DEL BRACE

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:SEMPLICE ED INTIUTIVO:

•SI DEFINISCONO LE POSSBILI POSIZIONI DEGLI SWAY BRACE CON LE REGOLE SOPRA CITATE•SI CARATTERIZZA CON UNA SIGLA (AD ESEMPIO UNA LETTERA) OGNI SWAY BRACE•PER OGNI SWAY BRACE SI DETERMINA IL PESO DELLE TUBAZIONI PIENE NELLA PROPRIA ZOI•SI UTILIZZA UN EVENTUALE COEFFICIENTE DI SICUREZZA PARZIALE IMPROPRIO DEL 15% PER I SOVRAPPESI (COLLARI, GIUNTI)•SI MOLTIPLICA IL COEFFICIENTE Cp A CUI SUCCESSIVA DETERMINAZIONE PER IL PESO DELLA TUBAZIONE TROVANDO LA FORZA ORIZZONTALE Fpw AGENTE SULLO SWAY BRACE•SI SELEZIONANO LE COMPONENTI CHE TENUTO CONTO DELLA GEOMETRIA SODDISFANO LA VERIFICA DI RESISTENZA RICONDUCENDO IL TUTTO A UN BANALE SISTEMA ALLE TENSIONI AMMISSIBILI IN CAMPO ELASTICO COME NELLA CLASSICA IMPOSTAZIONE NFPA TENUTO CONTO DELLA GEOMETRIA DEL BRACE

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:MENO INTIUTIVO IL DATO DI INGRESSO OVVERO Ss:

Il metodo NFPA va riferimento a componenti spettrali derivate dalle USGS Seismic Hazard Maps, le quali tuttavia mappano storicamente il territorio statunitense per la probabilità

del 2% del sisma massimo (Ss probabilistic

maps for ground motion with 2 percent probability of exceedance in 50 years (approximately 2,500-year return period) .

Dal momento che la progettazione ci si riferisce a un mappature sismiche per il Maximum Considered Earthquake (MCE) con probabilità

di

superamento del 10% in 50 anni (TR= 475 anni) proprio come normalmente nelle NTC per l'SLV IN EDIFICI CON Vu = 50 anni, la FEMA introdusse un coefficiente di riduzione ×

2/3 che ben approssima se

applicato a Ss uno SLV con PVR = 10% e TR = 50 anni. In sostanza il Design Values Group sviluppò mappe MCE per mappe spettrali alle ordinate 0.2s e 1.0 s generalmente basate su quelle USGS, ma con valori deterministici mitigando le zone a bassa sismicità

ed elevando i

parametri per quelle ad alta.

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:Introdusse quindi per i due valori spettrali di riferimento a 0.2 s e 1 i site response coefficient di modo che:Sms (0.2s) = Fa ×

Ss

Sm1 = Fv ×

S1

assegnando nei coefficienti Fa e Fv che dipendono sia dalla natura del suolo che dai valori massimi del Ss in modo da compendiare gli obbiettivi di revisione voluti.La direttiva FEMA assume poi pari a 2/3 dei valori sopra determinati come parametri di progetto (Design Spectral Response Accelerations) ovvero:Sds = 2/3 SmsSd1 = 2/3 Sm1Poiché

tale coefficiente è

impiegato implicitamente nelle tabelle NFPA che

forniscono il calcolo del Cp (vedere appendici NFPA 13-2010) che si riferiscono all'originaria mappatura del Ss, volendo utilizzare

le formule

NFPA è

importante, utilizzare come parametro in ingresso un TR equivalente .

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:

Siccome tuttavia i software italiani, compreso NTC 1.03 del ministero dei lavori pubblici, non fornisce risultati per valori di PVR sotto al 5%, conviene riferirsi a una sollecitazione con probabilità

differente ma avente medesimo

TR utilizzando l'equazione che determina la correlazione tra Tr,

Pvr e Vr.

%01,01ln VR

RR P

anniVanniT

Ad esempio uno SLC al 5% con VR di 127 anni, ha un TR pari a 2475 anni ovvero il Medesimo di un evento caratterizzato da un Pvr del 2% in 50 anni. Pertanto per l'utilizzo del METODO NFPA RICAVIAMO LO SPETTRO Se a 0.2s (VALORE MAX ORIZZONTALE) LO SLC CON PVR = 5% E VR=127 anni, oppure è

sovrastimiamo del 50 % l' SLV di

progettazione NTC indicato per impianti e staffaggi, di modo da non sottostimare la valutazione .

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:Nella normativa ASCE/SEI 7 che la NFPA implicitamente adottata ,

le

verifiche su componenti non strutturali sono funzione dello spettro di risposta, della duttilità

e delle proprietà

dinamiche del sistema o del

componente, e della altezza di ancoraggio alla struttura.Le azioni sismiche sono determinate come tensioni ammissibili.La sollecitazione simica di progetto è

data dalla:

p

p

P

DSpp W

hz

IR

SaF

214,0

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:Fp = Forza sismica di progettoSDS = accelarazione spettrale periodo breve, con correttivi dati dalle

condizioni del suoloap = Fattore di amplificazione, 2.5 per tubazioniIp = Fattore di Importanza, 1.5 per sistemi sprinklerz = altezza di ancoraggio alla strutturah = altezza media della coperturaWp = Fattore di pesoRp = Fattore di modificazione della risposta, prende i valori:9

per tubi facilmente deformabili con giunti saldati o

4.5 per tubi parzialmente deformabili con giunti filettati, incollati ,giunti a compressione, o giunti scanalati

1.5

per tubazioni scarsamente deformabili come la ghisa o plastiche rigide

Fp deve risultare < 1.6 SDS x Ip x Wp >= 0.30 SDS x Ip x Wp .

p

p

P

DSpp W

hz

IR

SaF

214,0

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:La NFPA 13 utilizza un metodo semplificato della precedente compinando in un unico variabile Cp :•La Componente spettrale SDS, •L’amplificazione dinamica ap, •La componente di risposta Rp/Ip, •E il rapporto (z/h)

ppw WCpF

Assunzioni conservative sono fatte per ciascuna variabile di modo che per determinare Cp l’unico dato necessario sia lo short-period mapped spectral acceleration for the Maximum Considered Earthquake (MCE), Ss.

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:Il fattore di importanza (Ip) per I sistemi sprinkler è specificato dallaASCE/SEI 7 come 1.5. Il fattore di amplificazione (ap) per le tubazioni è

specificato as 2.5.

Il sistema di tubazioni, anche in presenza di bracing antisimico, è considerato flessibile , pertanto il periodo fondamentale di vibrazione è

maggiore di 0.06 secondi.

A Il fattore di risposta Rp è

assunto= 4.5 per tutte le tubazioni.

Infine assume z =h (installazione a soffitto) h. pertanto sostituendo

pDSp

p

P

pDSpp WSW

hz

IR

WSaF

214,0

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:La Normativa ASCE/SEI 7 è

formulata come verifica di resistenza. Per

utilizzare il metodo ASD delle tensioni ammissibile con cui tutta la NFPA è impostata, si utilizza un fattore moltiplicativo:

WpCpWSFF pDSppw 7,07,0

DSSCp 7.0

asas FSFSCp 467.07.032

Il fattore di amplificazione del suolo Fa è

tabulato per valori di Ss per siti dalla classe A sino alla F, in modo analogo alle NTC.Ancora una volta NFPA semplifica in eccesso assumendo in funzione di Ss ed interpolando per valori intermedi il valore più

conservativo.

Ecco il 2/3 utilizzato da USGS

per passare da Ss della MCE al

valore di progetto di una PVR

10 % in 50 anniEntrare con l’SLV al posto di Ss

senza un fattore x 1.5 significa

sottostimare il calcolo

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METODO DI CALCOLO DEGLI SWAY BRACE:

L’utilizzo della ASD al posto di una pulita verifica di resistenza

e il metodo di ingresso per l’accelerazione spettrale per utilizzare i valori di norma nazionale, possono sicuramente far storcere il naso ai puristi delle NTC, ma rendono il metodo NFPA praticabile anche da un ingegnere progettista di impianti non specialista in calcolo sismico, con grandi margini di sicurezza e con risultati sul campo internazionalmente validati.

SWAY BRACING DESIGN

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REGOLE POSIZIONAMENTO SECONDO NFPA : ESEMPIO DI

CALCOLO STAFFA

H PER AREE CON

VALORE (tipico

per aree a moderata

sismicità) di Cp =

0.5

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Esempio sollecitazioni staffa I:Si considera il peso x 1.15 della tubazioni nella rispettiva ZOI

12 m x 30.5

m

Collettore 6”

(es. serie UNI 10225 M) : 12 m x 38.64 kgf/m =463.6Branch Lines 2”

(es. serie UNI 10225 M) : 4 x 61 m / 2 x 7.25 = 884.3 kgf

Totale Peso tubazioni ZOI = (2549 .0+ 463.6) = 1347.9 kg/f

Sollecitazione orizzontale = 3012.7 x 1.15 x Cp (0.5) =(3012.7 x 1.15 x 0.5) = 1550.1 x 0.5 = 775 kgf (~ 7.6 kN)

Il brace sia collegato orizzontalmente a un pilastro a distanza 1 m e quota + 0.35 m rispetto al centro tubo con un brace costituito da tubo

1”

sch 40.

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Esempio sollecitazioni staffa I: Risulta un angolo di 70 °E un rapporto di snellezza fra l= 1,06 mer (1”

SCH 40) = 10.7 mm

l/r = 99 < 200 ok

Valore tabellare max (ricavato per arrotondamento angolo a 60°

e l/r = 100) = 2475 kgf

~ 24.2 kN < 7.6 OK

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Esempio sollecitazioni staffa I:

Verifica Valore UL certificazione F = 574 kgfFattore riduzione in funzione angolo NFPA 9.3.5.10.3 = -13,4 % (1 -

1/1.155 per )

Valore efficace = 497 kgf ~ 4872 N << 7.6 kNPipe clamp non idoneo

Verifica Valore UL certificazione F = 914 kgfFattore riduzione in funzione angolo NFPA 9.3.5.10.3 = -13,4 %Valore utile = 791 kgf ~ 7.8 N > 7.6 kNPipe clamp idoneo

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Esempio sollecitazioni staffa I:

Verifica Buildin AttachmentValore UL certificazione F = 1254 kgfFattore riduzione in funzione angolo NFPA 9.3.5.10.3 = -13,4 % (1 -

1/1.155 per )

Valore efficace = 1086 kgf ~ 10.6 kN > 7.6 kNBuilding Attachment idoneo

ULTERIORI VERIFICHE SI IMPONGONO PER:-Sollevamento (FM anche per Cp <= 0.5)-Resistenza della tubazione del collettore sottoposta a momento flettente delle azioni sismiche e della reazione del brace.-Ancoranti (tabellare o di calcolo)

GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE

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