混凝土中防雷导体的单根钢筋或圆钢的最小直径不应小于
10mm
是根据以下的计算定出的。
《钢筋混凝土结构设计规范》规定构件的最高允许表面温度是:对于需要验算疲劳的构件(如吊车梁等承受重复荷载的构件)不宜超过
60℃;对于屋架、托架、屋面梁等不宜超过
80℃;对于其它构件(如柱子、基础)则没有规定最高允许温度值,对于此类构件可按不宜超过
100℃考虑。
由于建筑物遭雷击时,雷电流流经的路径为屋面、屋架(或托架、或屋面梁)、柱子、基础,流经需要验算疲劳的构件(加吊车梁等承受重复荷载的构件)的雷电流已分流到很小的数值。因此,雷电流流过构件内钢筋或圆钢后,其最高温度值按
80~
100℃考虑。现取最终温度
80℃作为计算值。钢筋的起始温度取
40℃,这是一个很安全的数值。
根据
IEC出版物
364-5-54,钢导体的温升和截面的计算式如下:
I2t用代入,上式即成为
式中:
S ──钢导体的截面积(
mm2);
Qc──钢导体的体积热容量(
J/
℃· mm2),
3.8 ×10-3;
B ──钢导体在
0℃时的电阻率温度系数的倒数(
℃),
202;
ρ20──钢导体在
20℃时的电阻率(
Ω·mm),
138×10-6;
θi──钢导体的起始温度(
℃),
40℃;
θf ──钢导体的最终温度(
℃),
80℃。
将有关已定数值代入(
3.11)式,得
对于第二类防雷建筑物至少应有两根引下线,因此,得,
kc=0.66。
对于第三类防雷建筑物,由于可能只有一根引下线,因此,得,
kc = 1。
将上述的
kc和
值代人(
3.12)式,对于第二类防雷建筑物,
S = 51.1mm2,其相应直径为
8.06mm;对于第三类防雷建筑物,
S = 51.7mm2,其相应直径为
8.11mm。
即使对第二类防雷建筑物
kc取
1时,钢导体的截面为
S = 77.38mm2,其相应直径为
9.93mm。
对于第二类防雷建筑物(
kc = 0.66)和第三类防雷建筑物(
kc = 1),即使最终温度为
60℃,其相应的钢导体截面和直径,第二类防雷建筑物
S = 77.9mm2、
φ9.5mm,第三类防雷建筑物
S = 71.78mm2、
φ9.56mm。
上述钢导体的直径均小于
10mm。
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