論建筑電氣設(shè)計(jì)施工中與結(jié)構(gòu)相關(guān)若干問題

1、論建筑電氣設(shè)計(jì)施工中與結(jié)構(gòu) 相關(guān)若干問題作者:日期:論建筑電氣設(shè)計(jì)施工中與結(jié)構(gòu)相關(guān)若干問題在工程設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)師都存在這樣一種認(rèn)識：建筑電氣專業(yè)所涉及到的管線管 徑小、數(shù)量少、敷設(shè)簡單，以及防雷接地措施要求不高等，所以電氣專業(yè)與結(jié)構(gòu)專業(yè)的 配合往往被忽視，其實(shí)不然。隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和大規(guī)模智能化建筑的興起，建 筑電氣設(shè)計(jì)中所涉及的各類管線將越來越多，對防雷、防電磁脈沖等保護(hù)措施的要求也 越來越高，因此作為設(shè)備設(shè)計(jì)中的一部分，建筑電氣設(shè)計(jì)與其他專業(yè)特別是與結(jié)構(gòu)專業(yè) 之間的協(xié)調(diào)、配合應(yīng)該得到相應(yīng)的重視。基于這一點(diǎn)，本文將分幾個方面對電氣設(shè)計(jì)、 施工中與結(jié)構(gòu)相關(guān)的若干問題論述。一、利用建筑中

2、的結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行防雷與接地在建筑防雷設(shè)計(jì) 規(guī)范（GB50057-94中，多次提到在防雷設(shè)計(jì)時，應(yīng)優(yōu)先利用 建筑本身的結(jié)構(gòu)鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)等自然金屬，作為防雷裝置的一部分，使得在保證安全可 靠性的前提下能兼顧經(jīng)濟(jì)性。因此，如何利用建筑物的金屬導(dǎo)體是防雷設(shè)計(jì)中的重要問 題。1、屋面結(jié)構(gòu)與接閃器現(xiàn)代建筑藝術(shù)除了追求立面上豐富多彩的線條外，對建筑物頂部造型也力求變化。由于新穎的薄殼、雙曲面網(wǎng)架等大量運(yùn)用，屋面已經(jīng)不能再簡單的分為平屋面和坡屋面， 這給防雷設(shè)計(jì)帶來一定難度。在設(shè)計(jì)中除了應(yīng)按建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-94中附錄二要求的在屋頂外沿和突出部位等易受雷擊處設(shè)置避雷帶外，直接將屋面結(jié)構(gòu)鋼筋作為避

3、雷網(wǎng)的一部分也非常必要。出于防水抗裂考慮，屋面結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)澆混凝土 板，其鋼筋由上部鋼筋和下部鋼筋組成，配筋較密，連接點(diǎn)較多，并且板鋼筋均與梁鋼 筋綁扎連接形成通路。突出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過鋼筋混凝土柱或構(gòu)造柱與下 層結(jié)構(gòu)相連。因此，當(dāng)利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時，在結(jié)構(gòu)鋼筋連接的關(guān)鍵部位 如柱內(nèi)鋼筋與梁鋼筋綁扎點(diǎn)處進(jìn)行焊接，即可滿足形成電氣通路的要求，也就是 GB50057-94第 335條條文說明中指出的：“在雷電流流過的路徑上，有一些并聯(lián)的綁 扎點(diǎn)時，就會是安全的”。該條文說明同時指出：“利用屋頂鋼筋作為接閃器其前提是 允許屋頂遭雷擊時混凝土?xí)幸恍┧槠撻_及一小塊防水，保溫

4、層破壞”。這對屋面結(jié) 構(gòu)損害不大，不會影響到建筑物安全。還有一些值得注意的是，突出屋面的金屬物如金屬架、廣告牌、旗桿、太陽能熱水 器、冷水塔、航空障礙燈等，除了其尺寸應(yīng)符合GB50057-94第441條及條規(guī)定外，由于上述金屬物通常通過膨脹螺栓固定在屋面板上，或固定于素混凝土基礎(chǔ)上， 故需通過可靠的電氣連接使其形成電氣通路。突出屋面的非金屬物，按GB50057-94第條規(guī)定應(yīng)安裝接閃器并與屋面防雷裝置連接。2、利用混凝土柱、墻主筋作為防雷引下線不同結(jié)構(gòu)形式的各類建筑中均設(shè)有一定數(shù)量的鋼筋混凝土柱，如在砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置的構(gòu)造柱，在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置的框架柱、剪力墻等，柱中鋼筋直徑按建筑物抗震設(shè) 計(jì)規(guī)

5、范GB50011-2001第條規(guī)定磚混結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱縱向鋼筋最小為4© 12,在框架結(jié)構(gòu)中框架柱配筋通常采用14以上螺紋鋼筋均可滿足 GB50057-94中第及 條要求。柱中鋼筋的連接形式通常采用綁扎連接、焊接和機(jī)械連接，按照電氣 裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50169-92規(guī)定，避雷引下線的連接為搭 接焊接，搭接長度為圓鋼直徑的6倍，因此，不允許用螺紋鋼代替圓鋼作搭接鋼筋。另 外，作為引下線的主鋼筋在土建中如果是采用對頭碰焊的（在工程中常用的焊接形式有 閃光對焊和電渣壓力焊，均屬于對頭碰焊），應(yīng)在碰焊處按規(guī)范補(bǔ)焊搭接圓鋼。3、利用基礎(chǔ)地梁作為接地裝置建筑物地基的形式可分為

6、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)、擴(kuò)展基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、筏形、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)以及復(fù)合地基。按 GB50057-94第 條、第條、第條、第 條規(guī)定，接地裝置應(yīng)在地面50cm以下，第條還規(guī)定：防直擊雷的人工接地 體距建筑物出入口或人行道不應(yīng)小于 3m當(dāng)小于3m時水平接地體局部埋深不應(yīng)小于 1m 或采取絕緣保護(hù)措施。建筑物基礎(chǔ)埋深通常由基礎(chǔ)自身高度、地面下預(yù)埋管線高度及防 凍防腐蝕深度等因素決定，一般均大于0.5m.但是在如圖1所示的砌體結(jié)構(gòu)中，墻下條形基礎(chǔ)由于建筑防水要求，基礎(chǔ)圈梁通常設(shè)置于標(biāo)高-0.060處，以代替防潮層，因此不 能作為接地裝置。而柱下條形基礎(chǔ)及筏形、箱形基礎(chǔ)在基礎(chǔ)底面設(shè)有肋梁，柱下獨(dú)立基 礎(chǔ)及

7、各種類型的樁基礎(chǔ)均設(shè)有基礎(chǔ)拉梁或承臺梁，以上都可滿足作為基礎(chǔ)接地體裝置的 要求。、電氣管線的預(yù)埋與結(jié)構(gòu)布置電氣管線的敷設(shè)方式分明敷和暗敷兩種。明敷是將管線安裝于墻壁、頂棚的表面， 對結(jié)構(gòu)影響不大，而暗敷則完全不同。暗敷中，電氣管線的預(yù)埋是建筑安裝工程中的重 要部分。電氣預(yù)埋管線的特點(diǎn)是根數(shù)多，平面布置復(fù)雜，特別是在墻體中的垂直預(yù)埋管 線和在樓板中的水平預(yù)埋管線由于削弱了結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，對結(jié)構(gòu)構(gòu)成一定影響，下面將 從幾個方面加以討論1、垂直預(yù)埋管線在結(jié)構(gòu)墻體中的敷設(shè)當(dāng)垂直預(yù)埋管線埋設(shè)于在鋼筋混凝土柱或者鋼筋混凝土剪力墻中時，敷設(shè)方法相對簡單，僅需將線路套管改為鋼管，并與結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎固定，防止在澆筑

8、振搗混凝土?xí)r偏 位。由于電氣管線直徑較小，對混凝土墻、柱影響不大，可根據(jù)需要靈活布置。但是， 當(dāng)管線垂直埋設(shè)于砌體墻體中時，埋設(shè)方式相對復(fù)雜，這也是電氣安裝工程與土建工程 矛盾較多的地方。結(jié)構(gòu)墻體的形式主要有砌體結(jié)構(gòu)中的承重墻及混凝土結(jié)構(gòu)中的非承重 填充墻，下面就這兩種情況分開討論（1）在砌體結(jié)構(gòu)承重墻上的埋設(shè)砌體結(jié)構(gòu)包括磚砌體、混凝土砌塊砌體、石砌體等。首先，在砌體結(jié)構(gòu)中不允許開 設(shè)水平及斜向通槽，水平預(yù)埋管線通常埋設(shè)于每層圈梁中。埋入墻體的垂直預(yù)埋管以前 均直接在墻體上剔槽敷設(shè)，但是這種做法會對結(jié)構(gòu)墻體造成損傷，特別是當(dāng)并列埋設(shè)的 管線較多時，對整個墻段的承載能力都有影響。按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)

9、范（GB50003-2001 中第條“不應(yīng)在截面長邊小于500mm勺承重墻體、獨(dú)立柱內(nèi)埋設(shè)管線；不宜在 墻體中穿行暗線或預(yù)留、開鑿溝槽，無法避免時應(yīng)采取必要的措施或按削弱后的截面驗(yàn) 算墻體的承載力”。目前可行的方法是在砌筑磚墻時留下120深凹口，寬度可按并列管線數(shù)量采用一磚或半磚，待管線預(yù)埋后采用 C20細(xì)石混凝土填實(shí)。當(dāng)采用空心磚或混凝土空心砌塊時，也有一種方法是利用砌體中的孔洞埋設(shè)管線， 按GB50003-2001中第條注“對受力較小或未灌孔的砌塊砌體，允許在墻體的豎 向孔洞中設(shè)置管線”。但實(shí)際上常用的 KP1型多孔磚孔徑約20mm DM1型多孔磚孔徑約 18mm都較小，而且砌塊較重，組砌

10、時要求灰縫錯開，故此方法施工不便。當(dāng)墻體為半磚墻時，按照規(guī)范，在半磚墻內(nèi)不準(zhǔn)暗敷管線，如不可避免，則采用局 部加設(shè)混凝土構(gòu)造柱的形式，將管線埋設(shè)于柱內(nèi)。(2)在混凝土結(jié)構(gòu)填充墻上的預(yù)埋混凝土結(jié)構(gòu)中的填充墻僅承擔(dān)墻體本身的自重，常用的有加氣混凝土砌塊、粉煤灰 混凝土空心砌塊等，此類材料的特點(diǎn)是強(qiáng)度低，自重輕，即使發(fā)生破壞對主體結(jié)構(gòu)也無 影響。因此，在填充墻上的預(yù)埋僅僅需要考慮抗裂、隔聲等因素，在填充墻上開槽不宜 超過墻體厚度的一半。2.水平預(yù)埋管線在結(jié)構(gòu)樓板中的埋設(shè)結(jié)構(gòu)上樓蓋主要有預(yù)制裝配式樓蓋、現(xiàn)澆混凝土樓蓋以及無梁樓蓋、肋形板樓蓋、 疊合板樓蓋等，由于前兩種形式較為常見，這里僅針預(yù)制裝配式和

11、現(xiàn)澆混凝土樓蓋兩種 形式加以討論。(1) 水平預(yù)埋管在預(yù)制裝配式樓蓋中的埋設(shè)預(yù)制裝配式樓蓋包括預(yù)制雙向預(yù)應(yīng)力大樓板和預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板，通常使用的是預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。雖然按板的受力鋼筋種類分有冷拔低碳鋼絲、冷軋帶肋鋼筋等區(qū)別， 但板的截面形式及受力鋼筋排布形式基本相同。在預(yù)制板樓蓋中布置管線需要預(yù)先向結(jié) 構(gòu)專業(yè)了解預(yù)制板的布置方式使管線沿預(yù)制板中圓孔或板縫布置。需要注意的是，在圓 孔中布置管線時，弓I出鑿孔要避開板受力主筋位置。常見圓孔板的截面及受力主筋位置 如圖3所示。當(dāng)管線沿板縫布置時，由于通常板縫寬度為 20-30mm預(yù)埋管線會導(dǎo)致灌 縫難以密實(shí)，可與結(jié)構(gòu)專業(yè)商量采取40-50mm板縫，在板縫中附加一根© 12鋼筋加以解 決。(2) 水平預(yù)埋管線在現(xiàn)澆混凝土樓蓋中的埋設(shè)隨著混凝土材料變化和施工技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)澆混凝土樓蓋成本逐步降低，施工工藝逐步簡化，運(yùn)用范圍越來越廣泛。電氣管線在現(xiàn)澆板中的平面布置方式較為靈活，但應(yīng) 注意不宜將管線在現(xiàn)澆板內(nèi)交叉，也不可并排布置，同時按全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技 術(shù)措施電氣部分第條中指出：敷設(shè)在鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板內(nèi)的電線管最大外徑 不宜超過板厚的1/3.這是由于