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在防雷設(shè)計(jì)中,一、二類防雷建筑物的設(shè)計(jì)考慮得基本全面,而對(duì)于三類防雷及等級(jí)以外的建筑物防雷,大多設(shè)計(jì)人員不對(duì)此類建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N進(jìn)行計(jì)算,使許多不需設(shè)計(jì)防雷的建筑物而設(shè)計(jì)了防雷措施,設(shè)計(jì)保守,浪費(fèi)了大量人力、財(cái)力、物力。
例如:在地勢(shì)平坦的住宅小區(qū)內(nèi)部設(shè)計(jì)一棟住宅樓:建筑物高度H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度,三個(gè)單元,其中:長(zhǎng)L=60m,寬w=13m,當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤誘a=41.5d/a,校正系數(shù)K值分別取1.1.5,1.7,2,進(jìn)行計(jì)算N值,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附表1從表1中的數(shù)據(jù)可知,
a當(dāng)K=1時(shí),舉例中的15米建筑物均N
b,當(dāng)K=1.5時(shí),即建筑物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的或特別潮濕的建筑物,在高度達(dá)15m或以上者,必須按第三類防雷建筑物采取防雷措施。
c,當(dāng)K=1.7時(shí),即金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)的建筑物,高度達(dá)10m以上者,必須按第三類防雷建筑物采取防雷措施。
d,當(dāng)K=2時(shí),即建筑物位于曠野孤立的位置,高度達(dá)7m兩層以上者。均必須按第三類防雷建筑物采取防雷措施。
由此可見(jiàn),有的建筑物在15m的高度,卻不需設(shè)置防雷措施,而有的建筑物高度在7 m,就必須設(shè)置三級(jí)防雷措施。關(guān)鍵因素在于建筑所處的地理位置、環(huán)境、土質(zhì)和雷電活動(dòng)情況及建筑物結(jié)構(gòu)材料所決定。
因此,設(shè)計(jì)人員對(duì)民用建筑物的防雷設(shè)計(jì)必須根據(jù)當(dāng)?shù)啬昶骄妆┤諗?shù)對(duì)建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,結(jié)合建筑物具體所處的地理環(huán)境,確定是否設(shè)置防雷設(shè)施。
2 防雷電電磁脈沖
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,電子技術(shù)日益向高頻率、高精度、高靈敏度和高可靠性方向發(fā)展,成為當(dāng)今智能化建筑不可缺少的組成部分,進(jìn)而也就使雷電電磁脈沖的干擾成為建筑物內(nèi)部電子設(shè)備的突出事故,因此必須得到電磁兼容和安全可靠的防護(hù)措施,這一點(diǎn)往往在防雷設(shè)計(jì)中容易被忽視。
雷電電磁脈沖的干擾主要指以下3種情況:①自然界天空中雷電波的磁輻射對(duì)建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備的電磁干擾:②當(dāng)建筑物防雷裝置接閃后,強(qiáng)大的雷電流對(duì)內(nèi)部電氣設(shè)備的電磁干擾:由外部的各種架空或電纜線路引來(lái)的電磁波對(duì)內(nèi)部電氣設(shè)備干擾等。
防這些電磁干擾的理想設(shè)計(jì)方案是在做好建筑物外部防雷措施的基礎(chǔ)上,首先就是盡量利用建筑物的各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的頂板、地板、墻面和梁柱內(nèi)的鋼筋網(wǎng)使其構(gòu)成一個(gè)6面體的網(wǎng)籠,即籠式避雷網(wǎng),使其達(dá)到屏蔽條件。屏蔽做得好,不僅能防空間電磁波的輻射,對(duì)建筑內(nèi)部的分流和均壓也能達(dá)到最佳效果。當(dāng)然屏蔽應(yīng)根據(jù)不同性質(zhì)的設(shè)備,在電子設(shè)備較為集中的房間、區(qū)域設(shè)置,否則會(huì)大大增加建筑物不必要的投資。
其次,防雷電電磁脈沖對(duì)室內(nèi)的布線要求顯得非常重要,由于作為引下線的鋼筋混凝土柱子內(nèi)的鋼筋和全樓的屏蔽網(wǎng)都在外墻處,雷電流由此鋼筋引到接地裝置上,所以外墻處的電流密度大,其周圍的電磁場(chǎng)也強(qiáng),因此建筑物中的電源和通信等的主干線不要放在靠近外墻處,最好設(shè)在太樓的中心部位,若電梯井在中心部位。可以靠在電梯并的旁邊,建筑物內(nèi)的各種饋線都最好穿金屬管敷設(shè),特殊要求的線路電源則還應(yīng)加隔離變壓器、穩(wěn)壓、穩(wěn)頻和濾波裝置等;再就是要做好電子設(shè)備的各種接地、低壓供電系統(tǒng)應(yīng)采用TN-S系統(tǒng):為了防雷電電磁脈沖的侵入,建筑物的電源、電話、廣播線等最好采用埋地電纜引入,并采用鎧裝電纜,外皮接地。3總等電位連接在共用接地裝置防雷系統(tǒng)中的作用
在GB 50057-94的規(guī)定中,對(duì)于二類建筑的防直擊雷措施的裝置應(yīng)放在建筑物上且須采取嚴(yán)格的總等電位連接措施,否則,當(dāng)雷電沖擊電流流過(guò)共同接地裝置時(shí),使接地裝置的電位升高;造成雷電反擊,引起火花放電導(dǎo)致火災(zāi),還會(huì)造成嚴(yán)重的觸電事故。現(xiàn)簡(jiǎn)要分析如下:
我們知道當(dāng)雷電流流過(guò)防雷裝置時(shí),在防雷裝置地上高度hx處的電位為:
U=UR+UL=IR1+Lohxdi/dt其中:ur為雷電流流過(guò)防雷裝置時(shí)接地裝置上的電阻電壓降kv
ul為雷電流流過(guò)防雷裝置時(shí)引下線上的電感電壓降(kv)
Ri為接地裝置的沖擊接地電阻
di/dt為雷電流陡度kA/us
I為雷電流幅值(KA)
L0為引下線的單位長(zhǎng)度上的電感(u H/m),取其等于1.5u H/m。
依規(guī)范中給出的各項(xiàng)最小值計(jì)算。取I=100kA;R=1;因計(jì)算的是在公用接地電阻上的壓降,故不考慮Loxhx*di/dt部分,也不考慮分流系數(shù)的影響,得UR=IR1=100x1=100(kv);這樣高的電壓沿PE線傳播,如果不采取總等電位聯(lián)結(jié)或總等電位聯(lián)結(jié)不可靠徹底,假設(shè)某鋼窗結(jié)構(gòu)未可靠聯(lián)結(jié),臨近又有用電設(shè)備,則在雷電接閃時(shí),用電設(shè)備外殼上與鋼窗之間的瞬間電位差將為100kV。人如果同時(shí)觸及后果不堪設(shè)想,即便人不觸及,如果電氣設(shè)備外殼與此鋼窗相距較近,則它們中間的空氣間隙也易被擊穿,引起火花放電,導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。另外,根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn),室內(nèi)低壓裝置的耐沖擊電壓最高僅為6kV,而通過(guò)上面計(jì)算得出的100kV沖擊電壓足以擊穿低壓配電裝置的絕緣設(shè)施,造成短路,發(fā)生火花,損壞設(shè)備,是非常危險(xiǎn)的。所以在總電源箱進(jìn)線處的相導(dǎo)體與地之間必須裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器,這在規(guī)范中有明確規(guī)定,是防雷設(shè)計(jì)中比較重要的問(wèn)題之一。
4 在線SPD檢測(cè)問(wèn)題
SPD主要指浪涌保護(hù)器,為現(xiàn)代防雷的主要組成部分。安裝在低壓供電線路的SPD,其用材有放電管與氧化鋅閥片組合件以及氧化鋅閥片組合件。信息傳輸線路上的SPD其用材有放電管,放電管、壓敏電阻組合件,放電管、抑制二極管組合件,放電管、壓敏電阻及抑制二極管組合件。只有純氧化鋅閥片組合件的SPD才可用“壓敏電壓測(cè)試儀”進(jìn)行離線檢測(cè),對(duì)于不可插拔的SPD離線檢測(cè)相對(duì)麻煩:如果僅測(cè)試氧化鋅閥片壓敏電壓,尚不能判定SPD的是否合格。同理,用“泄漏電流Ite測(cè)試儀”也僅可離線測(cè)試氧化鋅閥片的漏電流1le值。市場(chǎng)上有一種便攜式“雷電電涌測(cè)試儀”,測(cè)試儀提供1.2/50u s-8/20p s組合波的6 kV/3kA可調(diào)模擬電涌,廠家說(shuō)明書(shū)稱:可做放電間隙放電(動(dòng)作)電壓、MOV型SPD限制電壓殘壓的測(cè)試。當(dāng)然,一般也需要離線檢測(cè)。SPD長(zhǎng)期在線運(yùn)行,一方面抗御雷擊脈沖的侵?jǐn)_,另一方面也在自然老化,SPD運(yùn)行期間,會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間工作或因處在惡劣環(huán)境中老化,也可能因受雷擊電涌而引起性能下降、失效等故障。一旦SPD處于劣化,使用ZnO壓敏材料的器件,由于壓敏電阻性能劣化。可導(dǎo)致溫度升高,引起壓敏電阻熱崩潰,從而導(dǎo)致漏電流增大且防護(hù)功能失效,嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生器件爆炸、起火。一旦發(fā)生雷災(zāi),如何鑒定SPD是否失效,一直是防雷界的困擾問(wèn)題。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外防雷界的科學(xué)工作者正積極展開(kāi)更科學(xué)的探索與研究。筆者認(rèn)為“在線雷擊過(guò)電流智能監(jiān)測(cè)、管理系統(tǒng)”才是實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)記錄雷擊、判別在線SPD正常與否的最有效工具。
5 總結(jié)
通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析,可總結(jié)歸納為以下幾點(diǎn)在防雷設(shè)計(jì)中應(yīng)該重視的問(wèn)題:
在對(duì)建筑物防雷等級(jí)的確定中,由于一些原因而產(chǎn)生偏差:
在現(xiàn)代建筑物的防雷設(shè)計(jì)除了傳統(tǒng)的防直雷擊,防雷電感和防雷電波侵入外,還應(yīng)包括防雷電電磁脈;中:
關(guān)鍵字:雷電;防雷;設(shè)計(jì);智能建筑
Abstract:Along with our country economy fast development, such as bamboo shoots after a spring rain like high-rise buildings began springing up, high-rise building has a lot of advantages, but also has the noticeable problems, so once suffered a disaster, the loss will be very serious. Based on the overview of the knowledge about lightning protection, lightning disaster, lightning protection system analysis, inductive lightning protection system design technique for the evaluation of building lightning protection and grounding of the commonly used procedure, effectively reduce the lightning disaster.
Keywords:Thunder and lightning;Lightning protection;Design;Intelligent building
中圖分類號(hào):TU208.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1.雷電災(zāi)害的簡(jiǎn)介
雷電對(duì)人體的傷害,有電流的直接作用和超壓或動(dòng)力作用,以及高溫作用。當(dāng)人遭受雷電擊的一瞬間,電流迅速通過(guò)人體,重者可導(dǎo)致心跳、呼吸停止,腦組織缺氧而死亡。另外,雷擊時(shí)產(chǎn)生的是火花,也會(huì)造成不同程度的皮膚燒灼傷。雷電擊傷,亦可使人體出現(xiàn)樹(shù)枝狀雷擊紋,表皮剝脫,皮內(nèi)出血,也能造成耳鼓膜或內(nèi)臟破裂等。
另外雷電所引起的火災(zāi)也會(huì)對(duì)人民生活及財(cái)產(chǎn)帶來(lái)一定的損失。雷電的火災(zāi)危險(xiǎn)性主要表現(xiàn)在雷電放電是所出現(xiàn)的各種物理效應(yīng)及作用。雷擊主要包括直擊雷、感應(yīng)雷及雷電波侵入。目前建筑電氣設(shè)計(jì)中的防雷設(shè)計(jì)對(duì)以上各種雷擊方式都進(jìn)行了相應(yīng)的防雷設(shè)計(jì),有效地減少雷電災(zāi)害帶來(lái)的損失。
2.防雷知識(shí)的概述及防雷系統(tǒng)的分析
(1)接閃器(接閃裝置)有三種形式:
避雷針、避雷帶和避 雷網(wǎng),它位于建筑物的頂部,其作用是引雷或叫截獲閃電,即把雷電流引下。其中防雷設(shè)計(jì)的技術(shù)評(píng)價(jià)內(nèi)容有:避雷針、帶、網(wǎng)的布置、材料及布置方式,避雷帶是否閉合,避雷網(wǎng)格是否偏大,突出天面的金屬物體的接地情況,突出天面的非金屬物體是否增設(shè)避雷帶或加裝避雷短針保護(hù),避雷帶是明敷或暗敷,應(yīng)特別注意屋面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的情況,如斜屋面、層高不同或者多處設(shè)計(jì)露臺(tái)陽(yáng)臺(tái)等,避雷帶有沒(méi)有上下跨接構(gòu)成閉合環(huán)路,有沒(méi)有漏設(shè)避雷帶(網(wǎng))等。
(2)引下線:
引下線,上與接閃器連接,下與接地裝置連接,它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。其中防雷設(shè)計(jì)的技術(shù)評(píng)價(jià)內(nèi)容有:引下線布局設(shè)置是否合理,包括引下線條數(shù)、間隔、位置,四角及拐角處有無(wú)設(shè)置引下線。框架 結(jié)構(gòu)建筑物一般應(yīng)利用鋼筋混凝土柱內(nèi)兩根Φ16 以上的主筋通長(zhǎng)焊接或4根Φ10 以上鋼筋焊接作為引下線,非框架結(jié)構(gòu)建筑物的引下線應(yīng)設(shè)計(jì)在建筑物角位。另外,要注意屋面防雷平面圖和基礎(chǔ)接地平 面圖中引下線數(shù)量是否相等,設(shè)計(jì)位置(軸位)是否上下一致,有沒(méi) 有錯(cuò)位或者漏設(shè)漏標(biāo)情況,一定要結(jié)合兩張?jiān)O(shè)計(jì)圖進(jìn)行對(duì)照審查。
(3)接地裝置:
接地裝置位于地下一定深度之處,它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。主要技術(shù)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)接地平面圖。其中防雷設(shè)計(jì)的技術(shù)評(píng)價(jià)內(nèi)容有:接地電阻值的要求,接地裝置的選擇、布置,測(cè)試卡以及外引連接線的設(shè)置情況。利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)作自然接地體時(shí),應(yīng)評(píng)價(jià)樁利用率、鋼筋利用情況、接地網(wǎng)是否連成一個(gè)環(huán)型接地體。垂直接地極樁利用率一般以 1:2 為宜,如2.5m 的樁,利用間距為5m,水平接地極一般利用地梁底部二主筋焊接成閉合環(huán)路,每幢建筑物應(yīng)設(shè)置兩個(gè)以上的測(cè)試卡,建筑物外墻四周引下線宜在地下0.8~1.0m 設(shè)計(jì)外引連接線作為散流和連接人工接地體用。
3. 建筑電氣中防雷與接地的常用做法
(1)等電位連接:
建筑物內(nèi)用電設(shè)備,進(jìn)入建筑物的各種金屬管道、電源線路、通信纜線等是否有等電位措施。凡穿越不同保護(hù)區(qū)界面的金屬物都要進(jìn)行等電位聯(lián)接,并要求多點(diǎn)接地,一幢建筑物一般在一層(或地下層)電源總配電箱附近應(yīng)設(shè)計(jì)總等電位聯(lián)接(MEB)箱,衛(wèi)生間、電梯機(jī)房、計(jì)算機(jī)房等弱電機(jī)房設(shè)計(jì)局部等電位聯(lián)接(LEB)端子板。
(2)電氣保護(hù)與接地措施:
在建筑物供配電設(shè)計(jì)中,接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位,因?yàn)樗P(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性,安全性。不管哪類建筑物,在供電設(shè)計(jì)中總包含有接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而且,隨著建筑物的要求不同,各類設(shè)備的功能不同,接地系統(tǒng)也相應(yīng)不同。尤其進(jìn)入90年代后,大量的智能化樓宇的出現(xiàn)對(duì)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了許多新的內(nèi)容。對(duì)常用的接地方式,分析以下幾種接地系統(tǒng)
(3)對(duì)電涌保護(hù)器(SPD)的要求:
電涌保護(hù)器(SPD)評(píng)價(jià)安裝位置、型號(hào)、數(shù)量、技術(shù)參數(shù)等是否符合要求。依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》宜在建筑物以下位置設(shè)計(jì)安裝電涌保護(hù)器(SPD):總電源(配電房)進(jìn)線處、由市政網(wǎng)管引來(lái)的電話、寬帶、有線電視配線設(shè)備(CD)處、固定在建筑物屋面上用電設(shè)備如節(jié)日彩燈、廣告燈箱、航空障礙燈等對(duì)應(yīng)的室內(nèi)配電箱處,衛(wèi)星天線饋線電纜兩端,計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)、保安監(jiān)控中心、消防控制中心等弱電系統(tǒng)的配電箱內(nèi)。電涌保護(hù)器(SPD)的技術(shù)參數(shù)可按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。總結(jié)綜上所述,高層建筑比一般建筑遭雷擊的概率要大得多,而一旦遭受雷災(zāi),損失將非常嚴(yán)重,后果會(huì)不堪設(shè)想。因此,高層建筑的防雷設(shè)計(jì),成了建筑領(lǐng)域十分關(guān)注的問(wèn)題。
(4)防雷電感應(yīng)的接地裝置:
防雷電感應(yīng)的接地裝置應(yīng)和電氣設(shè)備接地裝置共用,其工頻接地電阻不應(yīng)大于10Ω。 防雷電感應(yīng)的接地裝置與獨(dú)立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)的接地裝置之間。
防止雷電波侵入,低壓線路宜全線采用電纜直接地敷設(shè),在入戶端應(yīng)將電纜的金屬外皮、鋼管接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上。當(dāng)全線采用電纜有困難時(shí),可采用鋼筋混凝土桿和鐵橫擔(dān)的架空線,并應(yīng)使用一段金屬鎧裝電纜或護(hù)套電纜穿鋼管直接埋地引入,其埋地長(zhǎng)度應(yīng)符合下列表達(dá)式的要求,但不應(yīng)小于15m。
4. 智能建筑的防雷、電氣保護(hù)
雷電波入侵智能建筑的形式有兩種:一種是直擊雷;另一種是感應(yīng)雷。一般說(shuō)來(lái),直擊雷擊中智能樓宇內(nèi)的電子設(shè)備的可能性很小,通常不必安裝防護(hù)直擊雷的設(shè)備。感應(yīng)雷是由雷閃電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁場(chǎng)變化與導(dǎo)體感應(yīng)出的過(guò)電壓、過(guò)電流形成雷擊。感應(yīng)雷入侵電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要通過(guò)以下三條途徑:
(1)雷電的地電位閃絡(luò)電壓通過(guò)接地體入侵;
(2)由交流供電電源線路入侵;
(3)由通信信號(hào)線路入侵。智能大廈的通信線路多由綜合布線系統(tǒng)擔(dān)當(dāng)。
智能化樓宇內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng),如通信自動(dòng)化系統(tǒng),火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng),樓宇自動(dòng)化系統(tǒng),保安監(jiān)控系統(tǒng),辦公自動(dòng)化系統(tǒng),閉路電視系統(tǒng)等,以及他們相應(yīng)的布線系統(tǒng)。從已建成的大樓看,大樓的各層頂板,底板,側(cè)墻,吊頂內(nèi)幾乎被各種布線布滿。這些電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級(jí)低,防干擾要求高,最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊都會(huì)使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。因此對(duì)智能化樓宇的防雷接地設(shè)計(jì)必須嚴(yán)密、可靠。智能化樓宇的所有功能接地,必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ),并建立嚴(yán)密、完整的防雷結(jié)構(gòu)。
5.總結(jié)
綜上所述,高層建筑比一般建筑遭雷擊的概率要大得多,而一旦遭受雷災(zāi),損失將非常嚴(yán)重,后果會(huì)不堪設(shè)想。因此,高層建筑的防雷設(shè)計(jì),成了建筑領(lǐng)域十分關(guān)注的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
[1] 張小青. 建筑防雷與接地技術(shù)[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社,2003
【關(guān)鍵詞】建筑;變形縫;種類;設(shè)置方法
一、變形縫的特點(diǎn)
在工業(yè)與民用建筑中,由于受氣溫變化、地基不均勻沉降以及地震等因素的影響,建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形,如處理不當(dāng),將會(huì)造成建筑物的破壞,產(chǎn)生裂縫甚至倒塌,影響使用與安全。其解決辦法有:加強(qiáng)建筑物的整體性,使之具有足夠的強(qiáng)度與剛度來(lái)克服這些破壞應(yīng)力,而不產(chǎn)生破壞;預(yù)先在這些變形敏感部位將結(jié)構(gòu)斷開(kāi),留出一定的縫隙,以保證各部分建筑物在這些縫隙中有足夠的變形寬度而不造成建筑物的破損。這種將建筑物垂直分割開(kāi)來(lái)的預(yù)留縫隙被稱為變形縫。
變形縫的材料及構(gòu)造應(yīng)根據(jù)其部位和需要分別采取防水、防火、保溫、防蟲(chóng)害等安全防護(hù)措施,并使其在產(chǎn)生位移或變形時(shí)不受阻、不被破壞(包括面層)。
二、建筑物變形縫的種類
1、伸縮縫
伸縮縫亦稱溫度縫,是指為防止建筑構(gòu)件因溫度變化而熱脹冷縮使建筑物出現(xiàn)裂縫或破壞的變形縫。伸縮縫可以將過(guò)長(zhǎng)的建筑物分成幾個(gè)長(zhǎng)度較短的獨(dú)立的部分來(lái)減少由于溫度的變化而對(duì)建筑物產(chǎn)生的破壞。在建筑施工中設(shè)置伸縮縫時(shí),一般是每隔一定的距離設(shè)置一條伸縮縫,或者是在建筑變化較大的地方預(yù)留縫隙,將基礎(chǔ)以上建筑構(gòu)件全部斷開(kāi),分為各自獨(dú)立的能在水平方自由伸縮的部分,通過(guò)這些做法來(lái)使伸縮縫兩側(cè)的建筑物能自由伸縮。在具體的建筑施工中,伸縮縫設(shè)置的間距一般為60m,伸縮縫寬度在20~30mm之間。
2、沉降縫
沉降縫是指當(dāng)建筑物的建筑基層土質(zhì)差別較大或者是與建筑物相鄰的其他部分的高度、荷載和結(jié)構(gòu)形式差別較大時(shí)設(shè)置的變形縫,因?yàn)槿绻ㄖ锏鼗临|(zhì)差別較大或者是與周圍的建筑環(huán)境不統(tǒng)一,就會(huì)造成建筑物的不均勻的沉降,甚至?xí)?dǎo)致建筑物中一些部位出現(xiàn)位移。為了預(yù)防上述不良情況的出現(xiàn),建筑物在施工過(guò)程中一般會(huì)在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置垂直縫隙,把一個(gè)建筑物按剛度不同劃分為若干個(gè)獨(dú)立的部分,從而使建筑物中剛度不同的各個(gè)部分可以自由的沉降,沉降縫與伸縮縫不同,沉降縫可以從建筑物基礎(chǔ)到屋頂在構(gòu)造上完全斷開(kāi),而伸縮縫則不能這樣,同時(shí)沉降縫的寬度也可以隨著建筑物地基狀況和建設(shè)高度的不同而不同。
3、防震縫
防震縫是指將形體復(fù)雜和結(jié)構(gòu)不規(guī)則的建筑物劃分成為體型簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)規(guī)則的若干個(gè)獨(dú)立單元的變形縫,變形縫的主要目的是為了提高建筑物的抗震性能。防震縫的高側(cè)一般采用雙墻、雙柱的模式建造,縫隙一般是從建筑物的基礎(chǔ)面以上沿建筑物的全高設(shè)置的。防震縫從建筑物的基礎(chǔ)頂面斷開(kāi)并貫穿建筑物的全高。防震縫的最小縫隙尺寸一般為50―100mm。縫的兩側(cè)應(yīng)有墻體將建筑物分為若干體型簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)剛度均勻的獨(dú)立單元。
三、建筑物變形縫的設(shè)置方法
1、設(shè)置沉降縫
在具體設(shè)計(jì)工作中,對(duì)建筑物變形縫設(shè)置的難點(diǎn)就在于如何設(shè)置沉降縫。
(1)雙墻做法。即縫兩側(cè)均為承重墻,其基礎(chǔ)做法又分為二種情況:首先,采用偏心式基礎(chǔ)。這種方式多用于一般荷載較輕、層數(shù)不高的磚混結(jié)構(gòu)中,它要求地基土承載力比較高,這樣基礎(chǔ)斷面尺寸不很大,基礎(chǔ)適度的偏心不致影響整個(gè)結(jié)構(gòu)。在保證縫寬尺寸的情況下,低層部分基礎(chǔ)偏心層可能大一些,因?yàn)樗幕A(chǔ)斷面尺寸相對(duì)要小一些,使兩側(cè)基礎(chǔ)偏心都較合理可行。
(2)墩式基礎(chǔ)。這種做法必須設(shè)置基礎(chǔ)梁,采用這種方法實(shí)施起來(lái)比較復(fù)雜。首先要把基礎(chǔ)粱的位置、跨數(shù)、跨度確定下來(lái),然后根據(jù)墻體能下來(lái)的荷載把梁的彎矩、剪力計(jì)算出來(lái),再根據(jù)剪力的大小(支座處)與地基土承載力來(lái)確定各個(gè)墩的尺寸,墩與墩之間應(yīng)完全分開(kāi),如果有必要各墩還應(yīng)配筋。這種方法多用于偏心基礎(chǔ)不能滿足的磚混結(jié)構(gòu)和一邊磚混,一邊為框架的混合結(jié)構(gòu)形式。
2、懸挑做法
要求沉降縫一側(cè)縱墻端部為懸挑基礎(chǔ),縱墻端部沒(méi)有承重橫墻,這種方式靈活性大、結(jié)構(gòu)布置比較簡(jiǎn)單,適用于各種地基情況,但建筑構(gòu)造處理比較復(fù)雜,它需在懸挑端設(shè)置輕質(zhì)隔墻來(lái)減輕自重。實(shí)際上我們也可把懸挑基礎(chǔ)做成懸挑梁,與墩式基礎(chǔ)結(jié)合起來(lái)用,這樣縱墻端部也可以是承重墻,它能更好地滿足建筑物構(gòu)造要求。
3、簡(jiǎn)支做法
即將兩個(gè)獨(dú)立單元建筑拉開(kāi)一段距離,利用簡(jiǎn)支構(gòu)件聯(lián)結(jié)兩邊,來(lái)滿足沉降要求。這種方式適用于在兩個(gè)建筑物間做連廊 設(shè)計(jì)、施工均比較簡(jiǎn)單易行。
4、鋼筋混凝土后澆帶
這是近年在本地區(qū)應(yīng)用于多層或高層框架結(jié)構(gòu)的建筑中,后澆帶就是在主樓(高層)與附房(低層)間在低層部位人為地留出一道800~1000mm寬的縫,待主樓的主體結(jié)構(gòu)施工完成后,主樓處沉降已基本完成,方可將后澆帶用高一級(jí)標(biāo)號(hào)的混凝土澆筑。主樓越高,沉降完成的越好,越宜采用后澆帶。
做后澆帶的前提必須是項(xiàng)目所在地地基土的承載力比較高,壓縮率比較小。后澆帶應(yīng)設(shè)置在粱或板的跨中彎矩和支座彎矩都較小的部位,尤其是梁,必須以梁為主要因素來(lái)考慮。后繞帶的具置還應(yīng)結(jié)合具體工程來(lái)定。
四、變形縫設(shè)置中應(yīng)注意的防水問(wèn)題
變形縫是屋面變形集中的部位,隨著建筑物的使用,變形縫的寬度不斷變化,所以不管屋面采用哪種防水材料,變形縫的構(gòu)造和設(shè)防是一致的,即需要多道設(shè)防.并在縫的寬度變化時(shí),不會(huì)造成防水層的破壞。根據(jù)變形縫的位置不同,變形縫分為高低變形縫和等高變形縫兩種,等高變形縫又分為高出屋面等高變形縫、與屋面平齊變形縫和雙天溝變形縫等。
高低變形縫的一邊為立墻(高層),另一側(cè)為屋面。這時(shí)屋面防水層如為卷材時(shí),卷材應(yīng)釘壓在高層立墻上,并向縫中下凹,上部采用合成高分子卷材一邊釘壓在高層立墻上,一邊直接粘到屋面防水層上,同時(shí)在表面用金屬板單邊固定予以保護(hù)。如屋面為涂膜防水層時(shí),也應(yīng)采用與卷材防水層相同的處理方法,并做好涂膜防水層與合成高分子卷材的搭接。
等高變形縫的高出屋面變形縫或雙天溝變形縫,防水層均應(yīng)做到高出屋面矮墻或天溝側(cè)壁的頂面,然后在上部用合成高分子卷材覆蓋,卷材中間下凹到變形縫內(nèi)20~30mm,在凹槽內(nèi)墊聚乙烯泡沫條,兩邊與屋面上翻的防水層搭按,寬度不少于100mm,然后再在頂部鋪一層合成高分子卷材,兩邊應(yīng)覆蓋住前一層合成高分子卷材的搭接縫;上部再用細(xì)石混凝土或不銹鋼蓋板蓋壓。
五、結(jié)束語(yǔ)
每個(gè)建筑物都有各自不同的特點(diǎn),是否需要變形縫,如何設(shè)置變形縫,應(yīng)根據(jù)每個(gè)工程不同的建筑要求,結(jié)構(gòu)形式及地理環(huán)境來(lái)考慮,盡可能采用合理、簡(jiǎn)單的做法,并能達(dá)到更為理想的結(jié)果。變形縫中的重點(diǎn)就是沉降縫,以上是筆者這些年來(lái)在處理建筑物沉降縫中的一點(diǎn)體會(huì),希望通過(guò)總結(jié)以前的經(jīng)驗(yàn),能夠在以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中把變形縫處理得更完美。
參考文獻(xiàn)