EN
Правила IRC и IBC для кабельных ограждений
Раздел §R312.1.3 Международного жилищного кодекса (IRC) требует, чтобы все защитные ограждения выдерживали сосредоточенную нагрузку в 200 фунтов. Это предусмотрено для имитации нагрузки взрослого человека, упавшего на ограждение. Раздел §1607.7.1 Международного строительного кодекса (IBC) предусматривает два варианта проектирования ограждений для коммерческого применения: либо такая же сосредоточенная нагрузка в 200 фунтов, как в разделе IRC §R312.1.3, либо линейная нагрузка в 50 фунтов, распределённая по верхней перекладине. Разница между этими двумя испытаниями заключается в том, что сосредоточенная нагрузка проверяет локальную несущую способность системы, тогда как линейная нагрузка имитирует длительное воздействие давления толпы в зонах с высокой проходимостью. Для многоквартирных/жилых зданий, зданий смешанного назначения или в случаях применения двойных нормативных требований кабельные ограждения должны соответствовать как требованиям по линейной, так и по сосредоточенной нагрузке. Однако для жилых зданий стандартом является сосредоточенная нагрузка в 200 фунтов.
Понимание ограничения сосредоточенной нагрузки в 50 фунтов для прочности кабеля
Одно из наиболее часто неправильно понимаемых положений в разделе IBC §1607.7.1.1 — это требование к сосредоточенной нагрузке в 50 фунтов для заполнения проёма. Это требование применяется к сплошным или полужёстким материалам или панелям, таким как закалённое стекло, металл или композитные планки. Для систем заполнения проёма кабелями действующим стандартом является стандарт прогиба. Согласно нормативу, кабельные системы должны быть рассчитаны на восприятие горизонтальной нагрузки в 50 фунтов, приложенной к площади в один (1) квадратный фут, при этом прогиб измеряется по критерию того, что диаметр сферы не должен превышать 4 дюйма. При соблюдении требуемого нормативом натяжения кабельных систем в диапазоне от 200 до 300 фунтов такие системы проектируются так, чтобы их прогиб не превышал 4 дюйма, и они действительно не прогибаются более чем на 4 дюйма, и они не прогибаются более чем на 4 дюйма, и они не прогибаются более чем на 4 дюйма. Это не является недостатком функциональности системы. Она работает как полностью интегрированная, полностью задействованная система, состоящая из соединённых между собой, натянутых и зафиксированных в опорах компонентов. Прогиб не является основным расчётным критерием для кабельных систем, тогда как для них основным критерием безопасности выступает критерий прочности на разрыв.
Натяжение кабеля, прогиб и эксплуатационные характеристики
Действующие стандарты прогиба
Для минимизации бокового прогиба требуется натяжение в диапазоне от 200 до 300 фунтов. Прогибающиеся кабели при натяжении ниже 200 фунтов превышают предельный прогиб в 4 дюйма. Испытания показывают, что повышение натяжения кабелей с 150 до 300 фунтов снижает величину прогиба на 42 %, обеспечивая кабелям способность деформироваться и распределять нагрузки. Натяжение кабелей до порогового значения позволяет более эффективно интегрировать их в конструкцию.
Прогиб под линейной нагрузкой 200 фунтов
Постнатяжение кабелей в диапазоне 200–300 фунтов напрямую удовлетворяет требованию норм IRC и IBC к линейной нагрузке 200 фунтов на погонный фут. В системах с правильно натянутыми кабелями (200 фунтов) максимальный прогиб любого участка балки составляет всего 3 дюйма, что обеспечивает эксплуатационную пригодность с запасом по сравнению с предельным значением в 4 дюйма. Повышенный порог прогиба позволяет стойкам и крестообразным рамам эффективно поглощать и перенаправлять нагрузки в заполняющих рамах.
Конструктивные компоненты: стойки, анкеры и жёсткость каркасной конструкции
Благодаря пониманию конструктивной схемы здания роль и функция кабелей как основных конструктивных элементов осознаются в соответствии с проектом. В качестве опор каркаса вертикальные стойки и крепежные элементы, а также жесткие соединения между ними воспринимают все временные и динамические нагрузки. Стойки выполняют функцию вертикальных элементов передачи нагрузок в каркасе, воспринимая вертикальные и горизонтальные нагрузки через крепежные элементы и передавая их на несущую конструкцию здания. Соединения балок со стойками образуют рамы, воспринимающие изгибающие моменты, которые противодействуют поворотным и боковым перемещениям. Для пролётов длиной от 4 до 6 футов строительная практика требует применения стальной проволоки диаметром 14-го калибра или алюминия конструкционного качества, поскольку применение элементов меньшего сечения приводит к концентрации напряжений и последующему разрушению. Чтобы крепёжные элементы соответствовали требованиям расчёта несущих конструкций, их необходимо присоединять к основному несущему каркасу, а не к отделочному каркасу облицовки; это достигается за счёт использования проходных болтовых или сварных пластин и втулочных систем. При наличии раскосов в углах, диагональных усилителей и непрерывных путей передачи нагрузок каркас приобретает требуемую жёсткость и функционирует как единый интегрированный конструктивный узел.
За пределами кодов моделей: локальные корректировки и параметры нагрузки с акцентом на безопасность для кабельных ограждений
Регионы с сильными ветрами, сейсмической активностью или общественным использованием: когда местные нормы устанавливают новые стандарты
Хотя IRC и IBC устанавливают базовые уровни безопасности, во многих регионах действуют более строгие стандарты, обусловленные местными рисками. Во многих прибрежных районах, особенно в зонах, подверженных ураганам, кабельные ограждения проходят испытания на устойчивость к сосредоточенным нагрузкам в диапазоне 300–400 фунтов (136–181 кг). В сейсмоопасных зонах может требоваться минимальное натяжение кабелей не менее 350 фунтов (159 кг) для предотвращения усиления резонанса. В местах массового общественного пребывания (стадионы, транспортные центры или университетские кампусы) кабельные ограждения обычно должны выдерживать нагрузки от 500 до 1500 фунтов (227–680 кг), чтобы обеспечить безопасность при значительных скоплениях пешеходов в чрезвычайных ситуациях. Примером такого подхода является округ Майами-Дейд после урагана «Эндрю»: после разрушений, вызванных ураганом «Эндрю», в ряде районов были пересмотрены нормативные требования, и сопротивляемость ограждений была повышена более чем на 40 % — это связано с тем, что при обследовании выяснилось, что значительная часть пассивных ограждений, заполнений и креплений не выдержала нагрузок. Поскольку 78 % юрисдикций США приняли нормативные документы, предусматривающие поправки, особенно те из них, которые акцентируют внимание на безопасности жизненно важной и значимой инфраструктуры, проектировщики обязаны учитывать различия в требованиях местных юрисдикций и нормативных кодов; типовые коды полезны, однако они не содержат исчерпывающего перечня всего, что проектировщикам необходимо знать. Следовательно, применение нормативных требований конкретных юрисдикций должно дополнять использование типовых кодов.
Часто задаваемые вопросы
Какое основное требование по безопасности касается кабельных перил в жилищных строительных нормах?
Что касается изменений в жилищном строительстве, то основное требование по безопасности — это требование к нагрузке 200 фунтов, изложенное в пункте IRC §R312.1.3.
Подвергаются ли системы заполнения кабелям иным ограничениям по нагрузке по сравнению с цельными панелями?
Да, подвергаются. К кабельным системам применяется стандарт по прогибу, а к системам заполнения предъявляется требование выдерживать горизонтальную нагрузку 50 фунтов; для цельных или сплошных панелей такие требования не действуют.
Какое правильное натяжение кабеля?
Каждый кабель должен быть натянут до усилия от 200 до 300 фунтов. Этот диапазон обеспечивает баланс между контролем прогиба и требованиями по нагрузке. Правильное натяжение гарантирует безопасность и эффективность кабельных перил.
Какое влияние оказывают местные строительные нормы на кабельные перила?
Местные нормы, как правило, устанавливают более строгие требования в зонах повышенного риска, прибрежных районах и сейсмоопасных зонах. Поэтому в них устанавливаются более высокие значения несущей способности и дополнительные требования по сравнению со стандартами IRC и IBC.