裝配式混凝土結構建築防雷裝置設計

裝配式混凝土結構建築中,鋼筋部分或全部成為預製構件的一部分,預製構件通常的生產和裝配工作,並不能保證構件與構件之間的鋼筋形成電氣通路,這就需要進行有針對性的設計;另外,需要進行系統性雷電防護設計的內容還包括:屋頂預製女兒牆上接閃帶、接閃杆的安裝、敷設,以及與下部預製柱內作為引下線鋼筋的相互連接;金屬幕牆、外牆上的金屬門窗、欄杆的等電位連接措施等。

(樹上鳥教育電氣設計)

裝配式混凝土結構建築的

結構系統簡介

裝配式混凝土結構建築分為三類:第一類為裝配整體式框架結構建築,即建築的全部或部分框架樑、柱採用預製構件;第二類為裝配整體式剪力牆結構建築,即建築的全部或部分剪力牆採用預製牆板構件;第三類為裝配式牆板結構建築,即多層建築的全部或部分牆體採用預製牆板。第一類多用於公共建築,第二類多用於住宅建築,第三類適用於抗震設防類別為丙類的多層住宅。

圖1為裝配式剪力牆結構高層住宅的一個典型平面,其結構的豎向受力構件採用部分現澆,如圖中黑色部分為現澆剪力牆,其餘剪力牆為預製,這些現澆剪力牆內縱向鋼筋是可以直接利用作為雷電防護裝置的。

裝配式混凝土結構建築防雷裝置設計

(樹上鳥教育電氣設計)

圖2為裝配式框架結構公共建築的典型平面,採用預製柱、疊合樓蓋體系,由預製柱、預製疊合框架樑、疊合樓蓋、預製外牆等預製構件組成,其中梁、柱水平連接部位採用現澆混凝土,而上、下層預製柱間的鋼筋,沒有形成連續的電氣通路,當利用作為雷電防護裝置時,需要採取特殊措施。

裝配式混凝土結構建築防雷裝置設計

預製構件之間

鋼筋的電氣連續性認定

國家標準、規範中對鋼筋混凝土結構中金屬部件間電氣連續性認定的規定如下:

a. GB / T 21714. 3 - 2015第4. 3節規定:“在鋼筋混凝土建築物內部,如果垂直連接帶和水平連接帶主要連接部分經過了焊接或進行其他可靠連接,可認為鋼結構在電氣上是連續的。垂直連接帶應焊接、夾接或互搭(重疊部分尺寸最少應為其直徑的20倍)和綁紮或進行其他可靠連接。”

b. GB 50057 - 2010《建築物防雷設計規範》第4. 3. 5條第6款規定:“構件內有箍筋連接的鋼筋或成網狀的鋼筋,其箍筋與鋼筋、鋼筋與鋼筋應採用土建施工的綁紮法、螺絲、對焊或搭焊連接。單根鋼筋、圓鋼或外引預埋連接板、線與構件內鋼筋應焊接或採用螺栓緊固的卡夾器連接。構件之間必須連接成電氣通路。”

c. GB / T 21714. 3 - 2015附錄E. 4. 3. 3給出了在允許的前提下,混凝土中鋼筋的典型連接方法,見圖3,可以看出,前三種施工方法符合雷電流要求,可以用於雷電防護裝置的鋼筋連接,最後一種捆綁方式只符合EMC要求,不符合雷電流要求。

裝配式混凝土結構建築防雷裝置設計

外部雷電防護裝置(樹上鳥教育電氣設計)

(LPS)設計要點

>>>>

利用預製構件內的鋼筋作雷電防護裝置,並在相鄰預製構件間建立電氣連接是LPS設計的關鍵

裝配式混凝土結構建築中,預製構件間的橫向連接多采用現澆,其鋼筋之間按照第3章要求,採用傳統的土建施工連接方法,即可形成雷電水平通路;而裝配式框架結構預製構件間縱向鋼筋的連接,多采用套筒灌漿連接、漿錨搭接連接,是不能滿足LPS的電氣連續性要求的,只有採用附加專用導體對預製構件間縱向鋼筋進行連接,才能形成雷電的豎向通路,見本文4. 4節。

>>>>

接閃器

裝配式建築的女兒牆多為預製外掛板,施工時在上面直接安裝接閃帶可能損壞預製牆板,穩妥的做法是在預製構件生產時,在女兒牆板頂部的室外側預埋連接鋼板用於支撐接閃帶,這樣可保證現場安裝對預製牆板的損傷最小,此鋼板間距應滿足 GB 50057 - 2010表5. 2. 6要求。

當女兒牆頂上有金屬覆蓋層,且滿足GB 50057 - 2010第5. 2. 7條中最小尺寸要求時,可利用其作為自然接閃器,如圖4中 ① 所示。要求該覆蓋金屬物之間應連成電氣通路,並通過預埋件 ③ 與下部引下線柱內鋼筋可靠連接,該連接線(圖4中 ④ 所示)可採用鍍鋅圓鋼,並埋設在女兒牆板之間的後澆帶(即現澆混凝土柱)內。

裝配式混凝土結構建築防雷裝置設計

>>>>

引下線

裝配式剪力牆結構建築一般設置有現澆剪力牆來固定和連接預製剪力牆板,見圖1黑色部分,可利用其縱向通長焊接的鋼筋作引下線,與普通建築做法無異,通常情況下,其間距也能滿足防雷引下線的間距要求。

裝配整體式框架結構建築中,預製構件(主要是預製柱)間縱向鋼筋的連接,多采用套筒灌漿連接、漿錨搭接連接,圖5中 ①、③ 及圖6中 ①、③ 為上、下層預製柱內鋼筋。

裝配式混凝土結構建築防雷裝置設計

可以看出,這兩種連接方式中,上、下層預製柱內鋼筋並未連接成電氣通路,不能滿足LPS的電氣連續性要求,要利用其作為防雷引下線,需要採取附加專用導體來對主鋼筋進行連接。

圖7為頂層預製柱內引下線鋼筋與屋面接閃帶、接地引下線的連接大樣。

裝配式混凝土結構建築防雷裝置設計

圖8中,③ 為預製柱內作為引下線的兩根主筋,位於對角線上;② 為Φ10圓鋼,在預製柱生產時與主筋 ③ 焊接,並作為附加專用導體由預製柱底部引出;現場裝配時,首先在疊合板現澆面層設置預埋板 ④,並與下層預製柱內引下線主筋 ③ 及疊合板現澆層內鋼筋焊連接,在上部預製柱安裝到位後,將附加導體 ② 與預埋板 ④ 焊連接,完成上、下層預製柱內引下線鋼筋的相互連接及與樓板內鋼筋的連接。

(樹上鳥教育電氣設計)

裝配式混凝土結構建築防雷裝置設計

(樹上鳥教育電氣設計)

引下線設置位置及數量應按建築物的防雷類別並至少滿足GB 50057 - 2010第4. 3. 3條、第4. 4. 3條要求,引下線的數量、引下線及環形導體的位置直接影響雷電流分流係數kc,同時影響間隔距離


分享到:


相關文章: