基于建筑电气施工中结构问题综述

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摘要：本文主要论述了电气管线的预埋与结构布置,指出建筑电气施工中的结构问题是非常关键的,处理不好会影响墙体结构和混凝土结构及电气的使用功能，并就如何利用建筑中的钢筋结构进行防雷与接地进行了探讨。以供同行参考借鉴。

关键词：建筑电气; 施工; 结构; 电气管线；

前言

在工程设计中，很多设计师都存在这样一种认识：建筑电气专业所涉及到的管线管径小、数量少、敷设简单，以及防雷接地措施要求不高等，所以电气专业与结构专业的配合往往被忽视，其实不然。随着现代电子产业的发展和大规模智能化建筑的兴起,建筑电气设计中所涉及的各类管线将越来越多,对防雷、防电磁脉冲等保护措施的要求也越来越高,因此作为设备设计中的一部分，建筑电气设计与其他专业特别是与结构专业之间的协调、配合应该得到相应的重视。

一、论述利用建筑中的钢筋结构进行防雷与接地

1、屋面结构与接闪器

现代建筑艺术除了追求立面上丰富多彩的线条外, 对建筑物顶部造型也力求变化。由于新颖的薄壳、双曲面网架的大量运用, 屋面已经不能再简单的分为平屋面和坡屋面, 这给防雷设计带来一定难度。在设计中除要求的在屋顶外沿和凸出部位等受雷击处设置避雷带外, 直接将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分也很必要。出于防水抗裂考虑, 屋面结构一般采用现浇混凝土板, 其钢筋由上部钢筋和下部钢筋组成, 配筋较密, 连接点较多, 并且板钢筋均与梁钢筋绑扎连接形成通路。凸出屋面的塔楼、楼梯间、水箱间等也均通过钢筋混凝土柱或构造柱与下层结构连接。因此,当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时, 用作接闪器的结构钢筋连接处应采用搭接焊接, 必须满足形成电气通路的要求。

2、利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线

不同结构形式的各类建筑中均设有一定数量的钢筋混凝土柱,柱中钢筋的连接形式通常采用绑扎连接、焊接和机械连接, 按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169-92规定, 避雷引下线的连接为搭接焊接, 搭接长度为圆钢直径的6倍。因此, 不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋作为防雷引下线时，其上部(屋顶上)应与接闪器可靠焊接，下部应与接地装置可靠焊接，并应符合以下要求：

(1)引下线的间距应符合相应的防雷等级要求。

(2)当钢筋直径为16mm及以上时，应利用两根钢筋(绑孔或焊接)作为一组引下线。

(3)当钢筋直径为10mm及以上时，应利用四根钢筋(绑孔或焊接)作为一组引下线。

3、利用基础地梁作为接地装置

建筑物地基的形式可分为无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏形、箱形基础、桩基础以及复合地基等。当基础采用以硅酸盐为基料的水泥(如矿渣水泥、波特兰水泥)和周围土壤的含水量不低于4%以及基础的外表面无防腐层或有沥青质的防腐层时，钢筋混凝土基础内的钢筋宜作为接地装置，但应符合下列要求：

(1) 每根引下线处的冲击接地电阻不宜大于5Ω。

(2) 敷设在钢筋混凝土中的单根钢筋或圆钢，其直径不应小于10mm。被利用作为防雷装置的混凝土构件内用于箍筋连接的钢筋，其截面积总和不应小于一根直径10mm钢筋的截面积。

(3) 利用基础内钢筋作为接地体时，每根引下线在距地面0.5m以下的钢筋表面积总和，对第一级防雷建筑物不应少于4.24Kc(m2)，对第二、三级防雷建筑物不应少于1.89Kc(m2)，Kc值按《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92相关规定确定。

(4) 应在与防雷引下线相对应的室外埋深0.8～1m处由被利用作为引下线的钢筋上焊出一根D12mm或40mm×4mm镀锌导体，此导体伸向室外，距外墙皮的距离不宜小于1m。

二、 电气管线的预埋与结构布置分析

电气预埋管线的特点是根数多,平面布置复杂,特别是在墙体中的垂直预埋管线和在楼板中的水平预埋管线由于削弱了结构构件截面,对结构构成一定影响,下面将从几个方面加以讨论

1、 垂直预埋管线在结构墙体中的敷设

当垂直预埋管线埋设于钢筋混凝土柱或者钢筋混凝土剪力墙中时, 敷设方法相对简单, 应将线路敷设在横向钢筋内侧, 并与结构钢筋绑扎固定, 防止在浇筑振捣混凝土时偏位。

(1) 在砌体结构承重墙上的埋设。砌体结构包括砖砌体、混凝土砌块砌体、石砌体等。首先, 在砌体结构中不允许开设水平及斜向通槽, 水平预埋管线通常埋设于每层圈梁中。不应在截面长边小于500 mm 的承重墙体、独立柱内埋设管线；不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽, 无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。目前可行的方法是在砌筑砖墙时留下120mm深凹口, 宽度可按并列管线数量采用一砖或半砖, 待管线预埋后采用 C20细石混凝土填实。当采用空心砖或混凝土空心砌块时, 也有一种方法是利用砌体中的孔洞埋设管线,对受力较小或未灌孔的砌块砌体, 允许在砌体的竖向孔洞中设置管线 。但实际上常用的 KPI 型多孔砖孔径约 20 mm, DMI 型多孔砖孔径约 18 mm, 都较小, 而且砌块较重, 组砌时要求灰缝错开, 故此方法施工不便。当墙体为半砖墙时, 按照规范, 在半砖墙内不准暗敷管线, 如不可避免, 则采用局部加设混凝土构造柱的形式, 将管线埋设于柱内。

(2) 在混凝土结构填充墙上的预埋。混凝土结构中的填充墙仅承担墙体本身的自重, 常用的有加气混凝土砌块、粉煤灰混凝土空心砌块等, 此类材料的特点是强度低, 自重轻, 即使发生破坏对主体结构也无影响。因此, 在填充墙上的预埋仅仅需要考虑抗裂、隔声等因素, 在填充墙上开槽不宜超过墙体厚度的 1/ 2。

2、水平预埋管线在结构楼板中的埋设

(1) 水平预埋管在预制装配式楼盖中的埋设。预制装配式楼盖包括预制双向预应力大楼板和预制预应力空心板, 通常使用的是预应力混凝土空心板。虽然按板的受力钢筋种类分有冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋等区别, 但板的截面形式及受力钢筋排布形式基本相同。在预制板楼盖中布置管线需要预先向结构专业了解预制板的布置方式使管线沿预制中圆孔或板缝布置。需要注意的是, 在圆孔中布置管线时, 引出凿孔要避开板受力主筋位置。

(2) 水平预埋管线在现浇混凝土楼盖中的埋设。水平预埋管线也是施工中数量较大，规格较多，交叉多的地方，施工时应综合考虑各方面的因素。主要注意下面几个问题：

1)敷设于板内导管管径应能满足现浇板厚度要求，超出要求时应采取措施保证结构安全，例如将管路改为明敷设或在顶棚内敷设以及增加桥架、线槽等措施。

2)管路密集影响混凝土浇筑及结构强度时，应采取如将管路分散敷设、更改走向、在顶棚内敷设或增加桥架、线槽等措施。

3)随着施工技术的进步, 现浇混凝土楼板采用三级钢越来越多，而三级钢筋不允许焊接，在施工时严禁将管路焊接在三级钢筋上，应附加钢筋将管路及箱盒固定在楼板底层钢筋上。

4)管路严禁顺着梁板结合部敷设，应离开板根20--30mm或在梁内敷设。

三、施工图纸阅读注意事项

(1)应仔细阅读施工图纸内容。

(2)注意电气施工图纸设计内容本身是否符合现行设计及验收规范要求。

(3)核对电气施工图中相应的建筑布局是否与建筑及结构施工图纸是否一致；核实电气图中利用结构钢筋作为接闪器、引下线、基础接地的钢筋与结构图设计是否一致。

(4)在满足规范要求的情况下，根据施工经验提出相关优化方案，例如配电箱、开关插座的位置，管路走向等等。

阅读图纸时发现问题应及时与设计单位沟通，把问题解决在施工之前。

四、结语

施工人员应熟悉设计及验收规范, 严格按图纸设计及验收规范要求精心施工，达到防雷接地系统应安全可靠，电气管路畅通，不影响结构安全，进而保证电气工程以及整个建设工程的质量。