建筑施工中電氣管線的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計分析

楊萬里 許江華

（竹林松大科技股份有限公司，河南 鄭州 450000）

在工程設(shè)計中，很多設(shè)計師都存在這樣一種認識：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，其實不然。

一、利用建筑中的結(jié)構(gòu)鋼筋進行防雷與接地

在《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-94)中，多次提到在防雷設(shè)計時，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)濟性。因此，如何利用建筑物的金屬導(dǎo)體是防雷設(shè)計中的重要問題。

（一）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)架等大量運用，屋面已經(jīng)不再是簡單的平屋面和坡屋面，這給防雷設(shè)計帶來一定難度。在設(shè)計中除了應(yīng)按《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》要求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)鋼筋作為避雷網(wǎng)的一部分也非常必要。

（二）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)計規(guī)范》GB50011-2001第7.3.2條規(guī)定磚混結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱縱向鋼筋最小為4φ12，在框架結(jié)構(gòu)中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺紋鋼筋均可滿足GB50057-94中第3.3.5及4.2.1條要求。柱中鋼筋的連接形式通常采用綁扎連接、焊接和機械連接，按照《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(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(如閃光對焊和電渣壓力焊)，應(yīng)在碰焊處按規(guī)范補焊搭接圓鋼。

（三）利用基礎(chǔ)地梁作為接地裝置

建筑物地基的形式可分為無筋擴展基礎(chǔ)、擴展基礎(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3.2.4條、第3.3.5條、第3.4.3條、第4.4.3條規(guī)定，接地裝置應(yīng)在地面50cm以下，第4.3.5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，柱下獨立基礎(chǔ)及各種類型的樁基礎(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。

二、電氣管線的預(yù)埋與結(jié)構(gòu)布置

電氣管線的預(yù)埋是建筑安裝工程中的重要部分，其特點是根數(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。

（一）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)中的填充墻。 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)計規(guī)范》(GB50003-2001)中第6.2.14條“不應(yīng)在截面長邊小于500mm的承重墻體、獨立柱內(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細石混凝土填實。

（二）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，這里僅針對預(yù)制裝配式和現(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。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，引出鑿孔要避開板受力主筋位置。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，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φ12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)

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)計技術(shù)措施》電氣部分第5.1.9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。這是由于現(xiàn)澆板的板厚一般為80-150mm，管線對混凝土截面的削弱比較大，而且通長的管線會在混凝土板內(nèi)造成薄弱帶，處理不慎就會引起混凝土板開裂，或留下工程隱患。在現(xiàn)澆板中敷設(shè)的水平預(yù)埋管也應(yīng)采取預(yù)防機械損傷措施，埋設(shè)于現(xiàn)澆板內(nèi)的管線彎曲半徑不小于管外徑的10倍。