钢管束结构体系住宅的电气设计探讨

钢管束结构体系住宅的电气设计探讨

Summary：中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见提出，发展新型建造方式，大力推广装配式建筑，积极稳妥地推广钢结构建筑。钢管束结构体系高层住宅作为一种新型住宅结构体系也得以发展，本文对钢管束结构体系高层住宅的电气设计做一些总结和探讨。Keys：钢管束结构体系，电气管线，管线分离，薄型86接线盒引言随着装配式建筑的发展，钢结构体系在住宅建筑的应用越来越多。钢管束结构体系作为一种新型钢结构形式，可以模数化设计、标准化建造、装配式施工，也逐渐在高层住宅建设中开始采用。本文以某二类高层住宅小区为例，结合在设计中遇到的问题，总结归纳钢管束结构体系住宅电气设计应注意的事项和相应的解决方法及节点大样供参考。一、钢管束结构体系建筑的主要特点本项目为二类高层住宅小区，地下二层，地上为13-16F住宅。小区总用地面积为55629万平米，总建筑面积161911.50平米，其中地下建筑面积50707万平米，住宅面积107053.84平米，配套公建面积为3057.33平米，由14栋13-16F住宅小区、两栋多层配套公建组成。地下二层为汽车库，采用钢筋混凝土结构，高层住宅地下一层及单体采用钢框架-钢管混凝土束剪力墙结构，楼板采用现浇或钢筋桁架。多个标准化、模数化钢管并排连接在一起形成钢管束，内部浇筑混凝土形成钢管束组合结构构件，作为承重构件和抗侧力构件。钢管束剪力墙由方钢管及卷边U形钢单元连接而成，壁厚为4-6mm，底部加强区壁厚不小于6mm，其他部位不小于4mm。钢管束剪力墙墙体厚度为135mm，竖向长度为9m（每三层一节）。二、对电气有影响的结构主要节点做法2.1、钢管束剪力墙的内墙施工方法钢管束剪力墙本身墙体厚度为130mm，住宅外墙内设70厚加气混凝土砌块防火板，住宅内隔墙两侧均采用25厚防火涂料及15后粉刷层，内隔墙完成总厚度为200mm。2.2、钢管束剪力墙的竖向连接由于钢管束钢板厚度一般为4-6mm，其剪力墙竖向连接存在缺陷，位于墙内的钢管不能焊接，因此在每三层一处的连接点处需增加过渡钢板，上部钢管束剪力墙与过渡钢管的连接需在现场采用全熔透焊接。2.3、钢管束剪力墙与现浇楼板/钢筋桁架楼层的连接由于钢管束剪力墙在工厂成品生产，每节9米，三层使用一节，使得钢筋桁架无法穿过钢管束，故需采用设置钢板托板支撑楼板。因此在电气管线经钢筋桁架楼面敷设至钢管束墙体时需避开钢板托板位置。三、电气设计主要相关内容3.1、电气主干桥架及配电箱安装低压配电系统及智能化系统的竖向干线均布置在电气管井内，均采用现浇楼板。根据每个单元实际使用的桥架数量及尺寸绘制电井大样图，在楼板上预留垂直路径的结构洞口，安装完成后进行防火封堵。本项目单元内公共区域面积较小，电井至每户的敷设管路也比较近，因此公共区域的管线以及由电井至各住户的管线均在现浇楼板里预留。在预留时需要合理规划强弱电各系统的管线走向设计，尽量减少交叉。如公共区域设置精装修吊顶，公共区域的水平线路可沿金属槽盒在吊顶内敷设，引下至墙体的管线可穿管引入墙体暗敷，由桥架至墙体暗埋管采用可弯曲金属导管连接。公共区域配电箱均布置在电气管井内，采用现浇楼板和砌筑墙体，可直接落地或挂墙安装。户型配电箱均设置在没有采用钢管束结构体系的墙体上，引下至地面和引上至顶板的管线均采用暗敷。从地面引上及楼板引下时预留导管连接头，以方便与钢管束剪力墙上明敷的管线对接。3.2、管线安装敷设3.2.1管线安装总体原则本项目为精装修项目，在条件实施管线分离时尽量采取管线分离措施。根据《装配式建筑评价标准》GB/T51129-2017中装配式建筑管线分离定义：将设备及管线与建筑结构体相分离的方式。对于裸露于室内空间以及敷设于地面架空层、非承重墙体空腔和吊顶内的管线认定为管线分离；对于埋置在结构构件内部或敷设在湿处理地面垫层内的管线认定为管线未分离。根据以上原则，本项目管线安装总体原则如下：1）在厨房、卫生间等设置有吊顶的区域，吊顶内采用明管敷设；2）在客厅、餐厅、走道、玄关等局部有吊顶的区域，吊顶内采用明管敷设；3）在钢管束剪力墙安装完成后可直接明管敷设，安装完成后再进行防火涂料和粉刷层的施工；4）住宅地面敷设的电气导管可在现浇楼板层/钢筋桁架楼板内敷设，也可在60厚的楼板保温构造（20厚挤塑聚苯板保温层+40厚C25细石混凝土）中敷设。前1）2）项符合装配式建筑评价标准中管线分离的要求，3）虽不属于分离工艺，但可在钢管束剪力墙施工完成后，在剪力墙上面层上明敷管线，然后再进行防火面层的施工，也可以减少墙面开槽工作。3.2.2管线安装节点大样1）钢管束剪力墙与顶板、底板交界处的管线敷设户内配电箱引至高位安装盒（壁挂式空调插座、灯具、开关、探测器等）的导管，在顶部叠合楼板现浇层敷设。引至低位安装和（普通插座）的导管在地面叠合楼板现浇层或保温层中敷设。2）钢管束剪力墙外墙上的管线安装钢管束剪力墙作为外墙时，内侧防火面层为700~800mm。电气底盒可采用普通500~600厚的深底盒，在钢管束剪力墙施工完成后直接明敷，电气管线可正常交叉敷设。3）钢管束剪力墙内墙上的管线安装采用钢管束剪力墙的房间内隔墙厚度200mm，其中钢管束剪力墙厚130mm，两侧分别为40厚建筑面层（25厚防火涂料+15厚粉刷层）。钢管束剪力墙现场安装完成后，可在钢管束剪力墙明管敷设，与顶板、底板预留的导管连接头连接。但需采用薄型86底盒（厚度40mm），直接固定安装在钢管束剪力墙面上。管线可在钢管束剪力墙的墙面上垂直、水平敷设，但应避免相互交叉，待强弱电管线安装结束后进行建筑面层的施工。3.3、防雷及接地系统设计3.3.1防雷引下线的设置钢管束剪力墙均为全金属件，可利用钢管束剪力墙作为防雷垂直引下线。但需考虑屋面接闪带与垂直引下线的连接问题。钢管束结构体系至住宅屋面时采用钢板、螺栓与楼板连接，女儿墙采用钢筋混凝土或悬挑梁结构与楼板连接。应根据每栋楼具体情况核实女儿墙、屋面楼板内钢筋直径。本项目楼板/悬挑梁内钢筋为Φ4~Φ6，不满足防雷引下线单根圆钢的最小直径要求。因此，需单设防雷引下线Φ10热镀锌圆钢至钢管束结构与楼板连接的钢板处有效焊接，搭接长度及面积满足规范要求。3.3.2防侧击雷金属栏杆、金属窗框通过后浇段（现浇构件）实现墙板间的水平连接和固定安装。钢管束结构中采用的钢管比较薄，厚度一般不超过5mm，不宜直接焊接。因此在金属窗框的底部或顶部预埋连接件100x60x6钢板，采用附加连接导体Φ10热镀锌圆钢与顶板或地板内的钢筋有效连接。3.3.3接地本项目为地下二层，地下一层至屋面均采用钢管束剪力墙，在地下一层和地下二层采用钢筋混凝土结构，钢管束结构在地下一层由铆钉锚入结构柱内。钢管束相互搭接时采用金属横隔板焊接，金属横隔板与下部钢管束的焊接在出厂时完成，与上部钢管束的焊接在现场拼接时完成有效焊接。同时，在钢管束结构锚入现浇结构柱时，还需将±0.00处的连接金属地板采用镀锌圆钢@10与结构柱内2跟Φ16的钢筋焊接。四、钢管束结构体系住宅电气施工时需注意的几个问题钢管束、节点、钢板均工厂生产，现场施工时混凝土结构不需要钢筋捆扎，不需要多部件焊接，没有突出的梁结构，现场施工方便快捷，工期短，是一种新型住宅结构体系。对于精装修交付的住宅后期也不再进行装修改造工程，所有电气点位布置和管线安装均在一次施工中完全完成。住宅电气末端点位繁多、管线宜交叉，因此在设计钢管束剪力墙体系的住宅电气设计时需要考虑以下节点和工序：在钢管束结构锚入混凝土柱内时，需做好连接底板与钢筋的焊接。在钢管束结构与现浇楼板/桁架楼板交接时，需做好相关管线的预留工作。在钢管束结构至楼面或女儿墙时，应钢管束壁厚均为4-6mm，需核实是否满足防雷引下线的。钢管束墙面上明敷电管时应避