护栏:设计标准,建筑规范和安装

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设计和安装安全系统
几乎每一座商业和公共建筑,无论是办公楼、运动场、礼拜场所还是学校建筑,都有一个护栏系统。护栏系统的安装是为了为建筑住户提供安全和保护,并安装在或靠近飞行的外部边缘楼梯、斜坡、平台、平台、阳台及可到达的屋顶。它们也会被发现在任何开口或可进入的表面的周长边缘,如楼梯的开口,或在操作条件要求限制进入指定区域的位置,以防止意外坠落。

护栏:设计标准,建筑规范,和;安装 来源:Flickr|96dpi|CC BY 2.0

国际建筑规范(IBC)的定义“警卫”(通常也称为“护栏”)是“建筑组件或系统的组件位于或接近开放的高架走表面,减少的可能性,从走表面下降到一个较低的水平。”一种水平或倾斜的轨道,旨在抓住用于引导和支持的手扶手,不应与护栏混淆。

要使护栏系统按设计的方式运作,并提供一个安全的环境,必须考虑以下事项:

  1. 设计准则和规范
  2. 设计责任
  3. 适当的安装方法

设计标准和建筑规范

栏杆系统标准

ASTM国际:

  • ASTM E 894建筑物用永久性金属栏杆系统和栏杆的锚固试验方法
  • ASTM E 935建筑物用永久性金属栏杆系统和轨道性能的试验方法
  • ASTM E 985建筑物用永久性金属栏杆系统和轨道规范
  • ASTM E 1481建筑物用栏杆系统和栏杆术语

美国土木工程师学会:

  • 第3期7建筑物和其他结构的最小设计荷载

美国国家标准协会:

  • ANSI 117.1无障碍及可用的建筑物及设施指引
  • ANSI 1264.1工作场所地板和墙壁开口、楼梯和栏杆系统的安全要求

全国消防协会:

  • NFPA 101生命安全代码

    在设计建筑的过程中,建筑师和工程师需要了解许多政府规定。新修订的《国际建筑规范》包含了美国土木工程师协会(ASCE)、美国国家标准协会(ANSI)和ASTM国际等协会的参考内容。同时,职业安全与健康管理局(OSHA)和美国残疾人法案(ADA)也必须被考虑。设计师面临着解释这些文档并将其应用于特定情况的持续任务。有了这些规范、法规和标准,设计护栏系统可能是一项挑战。在安装过程中,这些规定也将对制造商和最终承包商产生重大影响。护栏系统设计规则的目的是帮助确定部件的尺寸和尺寸,确保系统在所需的使用条件下满足规定的载荷,并最终在正确安装时提供防止人员坠落的保护。

    2006年的《国际建筑规范》(IBC 2006)一般要求在上下表面标高差大于30英寸时设置护栏。

    以2006年IBC为例:

    • 结构性能力:扶手,护栏和他们的支持必须设计为50磅每线性脚,应用在顶部轨道的顶部的任何方向,并集中负荷200磅适用于沿顶部轨道的任何位置的任何方向。
    • 护栏填充物和底部栏杆将被设计为100磅行动在1平方的投影面积。包括组件之间的开放空间。
    • 高度:如有需要,护栏高度必须至少高于胎面前缘或行走表面42英寸。
    • 开放限制:开放式防护罩应有栏杆或装饰图案,使直径4英寸的球体不能通过任何高度为34英寸的开口。在离地面34英寸到42英寸之间,直径为8英寸的球不能通过。
    • 机械设备:需要维修的屋顶设备,以及位于屋顶边缘10英尺以内的屋顶舱口,都需要警卫。这些防护罩的构造应防止直径为21英寸的球体通过。

    它比人们可能期望发现的护栏和扶手不满足最低规范要求,或没有安装或设计正确更常见。不符合最小结构承载能力的护栏,或有过大挠度的护栏,对公众构成真正的危险。

    当护栏有明显的挠度时,它会给人一种栏杆不安全或结构不稳定的感觉。在这种情况下,可以认为栏杆的构造或设计不当。由于重复的过度偏转,连接可能会变得疲劳并可能失效。栏杆立柱应设计为最大允许挠度为L/120 (h/60)。

    设计责任

    现代木质阶梯楼梯建筑师和工程师主要考虑的是护栏和扶手的可靠性。正如许多联邦法规和规范中所明显的那样,为了提高公共安全水平,已经采用并实施了更严格的轨道系统设计载荷要求。因此,轨道系统的结构设计显得尤为重要。此外,承包商有责任证明符合规范和所有参考代码所要求的所有性能语言。

    最初,建筑师在咨询工程师的协助下,将产生护栏系统所需的图纸。很多时候,原理图加上项目规范手册的补充,就足够进行更多的标准配置了。示意图通常会指出总体尺寸和安装位置,制造商将需要提供施工图.必要时,建筑师会在施工文件中指出具体的构件尺寸、组件和细节。在这一点上,承包商和制造商将需要遵守这些细节。然而,这些确实成为了授权设计专业人士的责任。

    当只提供示意图时,有必要协调项目的规格,为一个完整的系统提供必要的语言。至少,图纸应该显示所有的位置和护栏系统的范围,所有的平面图,立面图和细节。当标准构件尺寸足以满足设计意图时,保护填料设计通常可以包含在规范中。

    如果承包商被要求承担设计责任,这将在规范的性能要求部分定义。规范手册的性能要求部分将概述预期要进行的必要的工程分析。

    安装方法

    一旦护栏系统已制作满足结构设计,最后一步是安装。任何特定的护栏系统都必须正确安装,才能成功发挥屏障的作用,防止建筑物内的居民跌落到较低的楼层。安装与系统的结构设计和制造一样重要,因为安装中的任何缺陷都可能导致故障。因此,必须仔细注意安装和锚固的细节。

    砖墙上的红色金属楼梯

    因为与建筑支撑结构相连的是护栏系统的立柱,所以立柱的底座是任何栏杆系统中最关键的点。这是压力最大的地方。在建筑结构上安装立柱的方法多种多样,每种情况可能会有所不同。一些比较常见的方法包括:

    • 安装在筋膜或面纵桁上的栏杆系统。这种方法有几个优点,包括扶手系统不会减少楼梯或平台的宽度。此外,与标准库存配件,安装变得容易,因为不需要现场焊接。
    • 栏杆系统设置成新的混凝土砌筑地板。在施工过程中,用管道、金属板、可移动纤维、纸板或泡沫聚苯乙烯(由栏杆系统制造商提供)制成的套管来形成接收柱子的孔。滑套的尺寸应该足够大,允许现场在其间距或对准上发生变化,并且仍然留有足够的空间灌浆.套管应具有足够的深度,以提供足够的支柱支撑,并应保持覆盖,直到栏杆系统安装,以防止堆积的碎片或收集的水冻结。
    • 在现有地板上设置栏杆系统。当在现有地板上设置栏杆系统时,需要用钻孔机钻柱孔。孔的边缘应该至少从混凝土或砖石的边缘3 1/2"。
    • 安装在地板表面或楼梯踏板上的栏杆系统。该安装系统将需要设计承受所需的负载。支撑可以通过改变轨道的方向来实现。如果栏杆系统将安装在轻型(MC)纵梁通道的窄法兰顶部,则需要对纵梁进行计算,以确定是否需要加强筋。一种附在有薄混凝土或混凝土的开放式楼梯上的栏杆系统水磨石踏板和无面弦提出了一个特殊的附着问题。这种情况需要额外的支撑和工程计算。

    规范要求、材料可用性,甚至材料成本都会影响护栏的最终设计。结构设计将需要每个特定的条件,以确保系统的完整性。最后,从一开始就需要明确谁将负责确保设计。护栏的设计必须考虑强度和使用性能,满足ADA的要求。

    大卫·英格尔德

    David Ingold毕业于俄亥俄州立大学建筑学院,是建筑规范协会(CSI)的成员,并获得了建筑文件技术(CDT)认证。拥有超过18年的经验,David带来了广泛的知识基础和对设计和施工的理解,为各种各样的项目类型。他是一位有成就的高级项目管理员,具有开发体系结构文档的所有阶段的经验。David作为项目负责人,规格书的撰写者,以及所有类型和复杂项目的协调员,包括低层和高层公寓,体育设施,高等教育和政府研究实验室,制造设施,污水处理厂,停车场,还有校园总体规划。大卫最大的愿望是提供建设管理服务,全面执行项目设计。

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