Làm thế nào để các tòa nhà kết cấu thép có thể được bảo vệ chống lại sét?

Mỗi khi mùa mưa mận đang đến gần, bầu trời vùng trung và hạ lưu sông Dương Tử quê tôi lại ảm đạm nhiều ngày, lượng mưa liên tục, lúc lớn lúc nhỏ và thỉnh thoảng kèm theo sấm chớp.Khi đó, vấn đề chống sét của các công trình cần phải được coi trọng.

Trong những năm gần đây, nhà kết cấu thép nhẹ đã được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp, nhà kho, nhà thi đấu và những nơi khác do hình thức đẹp, thời gian xây dựng ngắn và chi phí kỹ thuật thấp.Tuy nhiên, mái tôn kim loại rất dễ bị sét đánh, vì vậy nó khác với thiết kế chống sét của các công trình kết cấu khung và gạch bê tông thông thường.Hôm nay, chúng ta hãy kết hợp một ví dụ về hội thảo kết cấu thép để thảo luận về các vấn đề liên quan của thiết kế chống sét cho mái kim loại!

1. Tổng quan dự án
Xưởng kết cấu thép là một xí nghiệp tích hợp sản xuất điện, điện phân nhôm và cacbon.Trong đó, phân xưởng đúc chịu trách nhiệm chính trong việc gia công nhôm thanh và các sản phẩm nhôm thỏi.Toàn bộ tòa nhà sử dụng kết cấu thép nhẹ, và kích thước thực tế của tòa nhà là hình chữ nhật, L = 182m, W = 93m, H = 18,5m (từ sàn đến đáy của bộ thông gió mái).Theo báo cáo, ngày dông trung bình hàng năm ở đây là 22.0d / a.Do xưởng nằm trong khu nhà xưởng và có nhiều công trình xung quanh nên không phải là công trình biệt lập.Do đó, hệ số hiệu chỉnh được lấy là 1 để tính toán cho các tòa nhà chung.

2. Xác định cấp chống sét của công trình
Tính mật độ trung bình hàng năm của các tia sét trên trái đất dựa trên các điều kiện đã biết:
Ng = 0,024Td1,3
= 0,024 × 221,3
= 1,334 lần / (km2.a)
Diện tích tương đương để ngăn chặn cùng một số lượng sét đánh vào tòa nhà:
Ae = [LW + 2 (L + W) ·
+ πH (200-H)] · 10-6
= [182 × 93 + 2 × (182 + 93) ×
+ 3,14 × 18,5 (200-18,5)] × 10-6
= 0,05934km2
Cuối cùng, ước tính số lượng sét đánh vào tòa nhà mỗi năm:
N = KNgAe
= 1 × 1,334 × 0,05934
= 0,0791 lần / a
Trong công thức: Td - số ngày giông trung bình hàng năm (d / a);
Ng — mật độ sét đánh trung bình hàng năm tại khu vực có tòa nhà (lần / km2.a);
Ae — diện tích tương đương (m2) chặn được số lượng sét đánh ngang bằng với tòa nhà;
L, W, H — lần lượt là chiều dài, chiều rộng và chiều cao của tòa nhà (m);
Số lần sét đánh dự kiến ​​là 0,3 lần / a≥N≥0,06 lần / a, vì vậy nó được đặt theo kiểu chống sét thứ ba.

3. Chấm dứt sét
Theo các nhà kết cấu thép nhẹ, việc sử dụng cột thu lôi là cồng kềnh và không phù hợp với diện mạo của toàn bộ công trình, trong khi việc sử dụng mái kim loại làm cột thu lôi phải đáp ứng bốn yêu cầu.
Theo yêu cầu kỹ thuật "khi không có vật liệu dễ cháy dưới tấm kim loại, độ dày của nó không được nhỏ hơn 0,5mm".Vỏ nhà xưởng chính (mái) của nhà xưởng được làm bằng tôn mạ kẽm nhúng nóng, độ dày của nền là 0,53mm (bao gồm cả lớp mạ kẽm), và một lớp bông thủy tinh có độ dày 75mm được thêm vào bên dưới tấm mái, được bọc bằng lá nhôm và lớp lưới thép không thêu φ1.5 và mép trên của xà gồ.Bông thủy tinh là vật liệu xây dựng loại A, có hệ số dẫn nhiệt nhỏ, chống cháy, không độc hại và có tính chất hóa học ổn định, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của tiêu chuẩn kỹ thuật về tính không cháy.Đồng thời, theo sự ra đời của kỹ thuật dân dụng, việc xây dựng hệ thống bao vây của các tòa nhà kết cấu thép nhẹ áp dụng sự che phủ và chồng chéo, và chiều dài của kết nối tháp phải đạt ít nhất một đỉnh sóng hoặc máng sóng, và nhiều hơn 100m có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của đặc điểm kỹ thuật.
Ngoài ra, tôn mạ kẽm nhúng nóng sử dụng trên mái là loại dẫn điện tốt, lớp sơn mỏng bảo vệ phủ trên bề mặt không phải là lớp sơn cách nhiệt theo ghi chú quy cách nên đáp ứng yêu cầu quy cách.
Tóm lại, trong dự án này, tấm kim loại của kết cấu thép nhẹ trên mái có thể được sử dụng như một thiết bị đầu thu sét.
Để làm tốt công tác thiết kế hệ thống chống sét mái tôn, ngoài việc lựa chọn hình thức chống sét tốt, chọn thiết bị thu sét tốt mà còn phải làm tốt công việc dẫn sét và nối đất.

4. Dẫn xuống
Đối với các tòa nhà kết cấu thép nhẹ, có nhiều loại tấm định hình màu, được chia thành tấm đơn và tấm ghép.Nhà xưởng sử dụng các tấm composite.Trong quá trình xây dựng, chuyên ngành kỹ thuật dân dụng và chuyên ngành điện bắt buộc phải hợp tác để đảm bảo kết nối đáng tin cậy của tấm định hình kim loại mái, giàn mái, xà gồ và cột thép.Vì vậy, cột thép được sử dụng làm dây dẫn xuống trong quá trình xây dựng.

5. Thiết bị nối đất
Trong thiết kế hiện tại, thanh thép cơ bản thường được sử dụng làm thân nối đất tự nhiên và thép dẹt mạ kẽm 40X4 được sử dụng để kết nối nó và thực hiện liên kết đẳng thế chung.Trong thiết kế này, thép phẳng mạ kẽm 40X4 không được yêu cầu nghiêm ngặt, nhưng móng dải giữa các cột thép và nền độc lập của cột thép được sử dụng để hàn đáng tin cậy để tạo thành đường dẫn điện.Đối với những công trình kết cấu thép nhẹ thì nên chôn sẵn bu lông móng vào phần móng độc lập của cột thép, để khi cột thép vào vị trí thì bu lông neo, đai ốc và cột thép được liên kết với nhau.Cần lưu ý rằng các bu lông neo và cốt thép móng cột không được liên kết ngầm!Do đó, các nhà thiết kế điện nên yêu cầu các chuyên gia kỹ thuật dân dụng chỉ ra trong hướng dẫn thiết kế rằng các thanh thép cơ bản và bu lông nối đất phải được hàn chắc chắn với không ít hơn các thanh thép φ10 hoặc thép tròn trong quá trình xây dựng, và quá trình xử lý chống ăn mòn phải được thực hiện tại chỗ hàn cho mục đích nối đất.Bằng cách này, một kết nối đáng tin cậy được hình thành từ mái nhà đến cột thép, và sau đó đến nền móng, đảm bảo rằng dòng điện sét có một kênh phóng điện hoàn chỉnh.
Ngoài ra, đừng quên dự phòng một tấm đấu nối tiếp đất tại vị trí thích hợp ngoài trời để đề phòng đơn vị thi công đấu nối thiết bị tiếp địa nhân tạo và thử điện trở tiếp đất khi điện trở tiếp đất không đạt yêu cầu trong quá trình thi công.

6. Tóm tắt
Chống sét cho các tòa nhà có mái bằng kim loại là một dự án khó xử lý, nhưng trong các tòa nhà như vậy, miễn là tấm lợp mái (hoặc tấm thép định hình) của các tòa nhà kết cấu thép nhẹ có độ dày 0,5mm có thể được sử dụng làm bộ thu sét, việc sử dụng thép Cột được sử dụng làm dây dẫn sét và thanh thép cơ bản được sử dụng làm thân nối đất tự nhiên và được kết nối tin cậy bằng thép dẹt mạ kẽm hoặc dầm vòng nối đất và được trang bị kết nối đẳng thế.