采光頂?shù)脑O(shè)計(jì)

1、u 透光屋面也稱為采光頂，它由透光面材和支承結(jié)構(gòu)組成，是一個(gè)透光屋面也稱為采光頂，它由透光面材和支承結(jié)構(gòu)組成，是一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。透光屋面通常與豎直平面交角大于完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。透光屋面通常與豎直平面交角大于15。與豎。與豎向平面交角小于向平面交角小于15的部份歸入建筑幕墻。多數(shù)情況下透光屋面的部份歸入建筑幕墻。多數(shù)情況下透光屋面的底平面接近于水平面或者處于水平面上。的底平面接近于水平面或者處于水平面上。u 由于建筑功能和建筑藝術(shù)的要求，透光屋面常常和不透光的屋面由于建筑功能和建筑藝術(shù)的要求，透光屋面常常和不透光的屋面（如金屬屋面）構(gòu)成一個(gè)屋面的整體。如國(guó)家大劇院為平面（如金屬屋面）構(gòu)成一個(gè)屋

2、面的整體。如國(guó)家大劇院為平面212m143m、高、高45.8m的落地橢球穹頂。兩端為金屬鈦板屋面，的落地橢球穹頂。兩端為金屬鈦板屋面，中部則為透明的玻璃屋面。中部則為透明的玻璃屋面。u 玻璃穹頂由中央向四周傾斜度不斷加大，周邊部分與豎向平面夾玻璃穹頂由中央向四周傾斜度不斷加大，周邊部分與豎向平面夾角往往小于角往往小于15，已進(jìn)入幕墻的范疇。由于在同一屋面上難以完，已進(jìn)入幕墻的范疇。由于在同一屋面上難以完全劃分屋面與幕墻，因此其設(shè)計(jì)與施工也常要參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)全劃分屋面與幕墻，因此其設(shè)計(jì)與施工也常要參照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102和和金屬與石材幕墻工程技金屬與

3、石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范術(shù)規(guī)范JGJ133的相應(yīng)規(guī)定。目前，的相應(yīng)規(guī)定。目前，采光頂與金屬屋面工程采光頂與金屬屋面工程技術(shù)規(guī)范技術(shù)規(guī)范正在籌劃編制正在籌劃編制 u2.1透光屋面的外形u2.2透光面板的相對(duì)位置u2.3面板的支承方式u2.4支承結(jié)構(gòu)1.平面及若干個(gè)平面的組合平面及若干個(gè)平面的組合2.微彎雙曲面和扁平雙曲面微彎雙曲面和扁平雙曲面3.柱面柱面4.穹頂穹頂5.雙曲拋物面雙曲拋物面6.其它任意形狀的曲面其它任意形狀的曲面p平面透光屋面可以水平放置或傾斜放置。實(shí)際上由于排水的需要，水平放置的屋面也有一定的排水坡度（通常3%左右）。p若干個(gè)平面組成折面或角錐面，也廣泛應(yīng)用于公共建筑和標(biāo)志性建筑，

4、其中最有名的是巴黎盧浮宮玻璃金字塔（底邊：36m36m）。天津泰達(dá)植物園的四角錐底邊達(dá)50m50m。1.平面及若干個(gè)平面的組合 微彎雙曲面和扁平雙曲面在任意正交方向，曲率的乘積（高斯曲率）大于零：k=kxky0 多數(shù)情況下曲面正放，形成上凸采光屋面；也有些工程采用下凹反放的方式，此時(shí)要采用內(nèi)排水措施。 微彎雙曲面的矢高f通常為跨度的1/151/30；扁平雙曲面的矢高f通常為跨度的1/51/15。低矢高可以降低室內(nèi)空間高度，有利于節(jié)約能源。 一根直線（母線）沿著另一根曲線（準(zhǔn)線）平行移動(dòng)，便形成柱面。柱面為單曲面，其高斯曲率為零：k=kxky=0 當(dāng)準(zhǔn)線為圓弧時(shí)，形成最常用的圓柱面。此外，還有橢

5、圓柱面和拋物線柱面，以及沿波形曲線生成的波形柱面。 穹頂通常是球面或橢球面的一部份，位于穹頂通常是球面或橢球面的一部份，位于建筑物的頂部。在許多大型公共建筑中，建筑物的頂部。在許多大型公共建筑中，則常為落地的半球或半橢球。穹頂往往涵則常為落地的半球或半橢球。穹頂往往涵蓋了墻體和屋面蓋了墻體和屋面 雙曲拋物面常稱為馬鞍形曲面。它在兩個(gè)正交方向上曲率的方向相反，高斯曲率小于零：k=kxky0 雙曲拋物面通常由張拉雙向索網(wǎng)或雙向受拉膜生成。 有時(shí)，因建筑藝術(shù)的要求，透光屋面可以采用形狀復(fù)雜的或者組合的曲面，這時(shí)屋面的形狀只能通過(guò)其曲面各點(diǎn)的三維坐標(biāo)來(lái)描述。采用復(fù)雜形狀透光屋面的著名工程有英國(guó)倫敦大英

6、博物館擴(kuò)建部份、意大利米蘭的新會(huì)議展覽中心等。 在多數(shù)情況下，透光面板位于支承結(jié)構(gòu)的上面或外面，將支承結(jié)構(gòu)包封在室內(nèi)。但有時(shí)建筑師為了強(qiáng)調(diào)支承結(jié)構(gòu)的形式美，也可以將支承結(jié)構(gòu)顯露在室外，透光面板位于支承結(jié)構(gòu)的下面或內(nèi)面，形成倒掛面板。北京香山植物園溫室的蝸殼部份，鋼管桁架外露，中空玻璃倒掛在桁架下面。英國(guó)倫敦滑鐵盧高速列車站、德國(guó)法蘭克福機(jī)場(chǎng)高速列車站、德國(guó)萊比場(chǎng)國(guó)際博覽會(huì)等，均為倒掛玻璃透明屋面。u透光面板可采用四邊金屬框支承。與玻璃幕墻的透光面板可采用四邊金屬框支承。與玻璃幕墻的面板類似，框支承面板可采用明框、半隱框和隱面板類似，框支承面板可采用明框、半隱框和隱框方式。在屋面坡度較大時(shí)，雨水

7、不容易滯留，框方式。在屋面坡度較大時(shí)，雨水不容易滯留，可采用明框面板。通常半隱框面板的外露金屬框可采用明框面板。通常半隱框面板的外露金屬框與排水方向一致布置，避免灰塵和雨水積聚。與排水方向一致布置，避免灰塵和雨水積聚。u玻璃面板還可以采用點(diǎn)支承，通過(guò)鋼爪或夾板固玻璃面板還可以采用點(diǎn)支承，通過(guò)鋼爪或夾板固定玻璃。定玻璃。支承結(jié)構(gòu)可以采用玻璃肋，玻璃肋宜 采用夾層玻璃，防止破碎墜落。點(diǎn)支承玻璃中的玻璃肋，應(yīng)采用鋼化夾層玻璃。絕大多數(shù)支承結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)。可以劃分為剛性結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)三大類：剛性結(jié)構(gòu)：梁、拱、樹(shù)狀支柱；桁架和網(wǎng)架；單層和雙層網(wǎng)殼等。柔性結(jié)構(gòu)：張拉桿索體系；自平衡索桿體系；索網(wǎng)；

8、整體張拉索穹頂?shù)??；旌辖Y(jié)構(gòu)：同時(shí)采用剛性結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)的支承體系。3.1 透光面板3.2 金屬材料3.1.1 3.1.1 玻璃玻璃大多數(shù)透光屋面的面板采用玻璃，選擇玻璃的品種時(shí)應(yīng)考慮以下因素：1.安全為防止玻璃墜落飛散傷人，透光屋面的中空玻璃內(nèi)側(cè)（下側(cè)）玻璃宜采用夾層玻璃；單片玻璃也宜采用夾層玻璃。工業(yè)廠房的采光天窗，允許采用夾絲玻璃。玻璃中的夾絲在邊緣容易生銹使玻璃染上黃褐斑，影響美觀，民用建筑一般不采用。2.承載力 當(dāng)承載力有要求時(shí)，可采用鋼化玻璃。點(diǎn)支承玻璃，支承處的孔洞和夾板下會(huì)產(chǎn)生大的應(yīng)力集中，應(yīng)采用鋼化玻璃及其制品。 由于鋼化玻璃有自爆的可能，為防止玻璃肋自爆使面板失去支承而墜落，

9、玻璃肋不應(yīng)采用單片鋼化玻璃。點(diǎn)支承玻璃肋應(yīng)采用鋼化夾層玻璃。3.節(jié)能 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189已經(jīng)頒布，對(duì)透光部份的傳熱系數(shù)K和遮陽(yáng)系數(shù)S已經(jīng)提出了明確要求。 可以采用LowE玻璃來(lái)降低能耗，雙銀LowE中空玻璃可以達(dá)到傳熱系數(shù)K的要求。 采用陽(yáng)光反射玻璃、本體著色玻璃和遮陽(yáng)LowE玻璃可以降低遮陽(yáng)系數(shù)。有時(shí)還可以采用彩釉印花玻璃。當(dāng)僅靠玻璃自身無(wú)法達(dá)到遮陽(yáng)要求時(shí)，只能另加遮陽(yáng)板或遮陽(yáng) 聚碳酸酯板（即PC板）也稱陽(yáng)光板，質(zhì)輕，不發(fā)脆，上海鐵路南站圓形屋面部分已經(jīng)大面積采用。目前在一般工程中應(yīng)用還不多，主要是人們擔(dān)心其耐老化性能比不上玻璃。而且PC板在雨和冰雹沖擊下會(huì)發(fā)生大的聲

10、響，被稱為鋼鼓效應(yīng)，不便用于對(duì)噪聲控制較嚴(yán)的工程中。 透明聚炭酸酯板的透光率依厚度不同，可為65%80%，著色板的透光率與顏色和厚度有關(guān)，從25%到65%都有，可按需要選擇。 ETFE薄膜為乙烯-四氟乙烯共聚物，透光度可達(dá)95%，有較高的抗拉強(qiáng)度，良好的耐久性和不燃性。常用厚度為：薄膜0.050.5mm，薄板0.5mm2mm。 國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）采用ETFE薄膜作為透光屋面。國(guó)家游泳館（水立方）則采用厚度為0.25mm和0.20mm的三層蔚藍(lán)色薄膜做成充氣氣枕，作為墻體和屋面的面料。氣枕共約3000個(gè)，大小形狀各異，最大尺寸為9m，厚2.5m。氣枕充氣氣壓為100Pa。 n3.2.1 鋁合金型

11、材鋁合金型材 鋁合金型材主要用于鋁框、柃條和梁。其性能應(yīng)符鋁合金型材主要用于鋁框、柃條和梁。其性能應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102的的相關(guān)規(guī)定。相關(guān)規(guī)定。n3.2.2 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼 這是支承鋼結(jié)構(gòu)的大宗材料，包括熱軋型鋼、鋼管這是支承鋼結(jié)構(gòu)的大宗材料，包括熱軋型鋼、鋼管和冷成型薄壁型鋼。常用材質(zhì)為和冷成型薄壁型鋼。常用材質(zhì)為Q235和和Q345，要求有，要求有良好的可焊性能。表面常采用聚氨酯噴涂和氟碳噴涂。良好的可焊性能。表面常采用聚氨酯噴涂和氟碳噴涂。n3.2.3 不銹鋼材不銹鋼材 不銹鋼材主要用于鋼管結(jié)

12、構(gòu)和拉桿、連接件、點(diǎn)支不銹鋼材主要用于鋼管結(jié)構(gòu)和拉桿、連接件、點(diǎn)支承爪件。宜采用奧氏體不銹鋼，承爪件。宜采用奧氏體不銹鋼，304、316牌號(hào)。拉索牌號(hào)。拉索通常采用不銹鋼絞線，其直徑不應(yīng)小于通常采用不銹鋼絞線，其直徑不應(yīng)小于8mm。 目前，透光屋面的建筑設(shè)計(jì)分別由設(shè)計(jì)院的建目前，透光屋面的建筑設(shè)計(jì)分別由設(shè)計(jì)院的建筑師和承建廠商進(jìn)行。設(shè)計(jì)院主要由建筑功能筑師和承建廠商進(jìn)行。設(shè)計(jì)院主要由建筑功能和建筑藝術(shù)的要求，對(duì)屋面進(jìn)行選型，確定其和建筑藝術(shù)的要求，對(duì)屋面進(jìn)行選型，確定其形狀、支承狀態(tài)、板塊劃分、支承結(jié)構(gòu)的類型形狀、支承狀態(tài)、板塊劃分、支承結(jié)構(gòu)的類型和布置，進(jìn)行熱工性能設(shè)計(jì)并選用面板材料。和布置

13、，進(jìn)行熱工性能設(shè)計(jì)并選用面板材料。然后廠商根據(jù)這些要求進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，出施工然后廠商根據(jù)這些要求進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，出施工圖并付諸實(shí)現(xiàn)。圖并付諸實(shí)現(xiàn)。除選型和板塊劃分外，建筑設(shè)計(jì)通常還包含以除選型和板塊劃分外，建筑設(shè)計(jì)通常還包含以下內(nèi)容：確定建筑性能；排氣排煙窗設(shè)計(jì)；排下內(nèi)容：確定建筑性能；排氣排煙窗設(shè)計(jì)；排水；防火；防雷；安全措施；遮陽(yáng)裝置；清洗水；防火；防雷；安全措施；遮陽(yáng)裝置；清洗裝置。裝置。4.1.1 風(fēng)壓變形 在荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk作用下，剛性支承屋面的撓度不宜大于跨度的1/250。柔性支承屋 面的撓度不宜大于跨度的1/200；索網(wǎng)的撓度不宜大于跨度的1/40。4.1.2 氣密性能 在有空調(diào)、采暖

14、、通風(fēng)的要求時(shí)。屋面的氣密性能不應(yīng)低于3級(jí)。并宜通過(guò)試驗(yàn)予以驗(yàn)證。4.1.3 水密性能 在熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)襲擊地區(qū)，水密性設(shè)計(jì)可按下式取值，固定部分取值不宜小于1000Pa：在其它地區(qū)，固定部分不宜低于700Pa。由上述取值P可決定屋面固定部份的水密性等級(jí)。開(kāi)啟部份水密性按與固定部份相同等級(jí)采用。水密性能宜通過(guò)水密試驗(yàn)驗(yàn)證。4.1.4 保溫隔熱性能 透光屋面的保溫隔熱性能要求按公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50189決定。選定面板材料后，分別進(jìn)行熱工計(jì)算。4.1.5 光學(xué)性能和遮陽(yáng)設(shè)施 根據(jù)遮陽(yáng)系數(shù)要求和透光條件選用相應(yīng)的玻璃牌號(hào)，決定是否采用遮陽(yáng)措施 復(fù)蓋面積較大的透光屋面，宜設(shè)置排氣窗、排煙窗。當(dāng)

15、屋面高度不大于12m，可采用開(kāi)啟扇自然排風(fēng)、排煙；當(dāng)屋面高度大于12m時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械排風(fēng)、排煙。排氣窗、排煙窗的開(kāi)閉宜采用電動(dòng)方式。要根據(jù)透光屋面的外形，合理組織排水途徑，設(shè)置天溝、落水管等排水設(shè)施。排水量宜考慮當(dāng)?shù)?0年一遇、20分鐘最大降雨量。排水口應(yīng)有防止堵塞的措施。平屋面要有排水坡度，考慮到玻璃自身有向下的彎曲，屋面總排水坡度不宜小于3%。索網(wǎng)有很大的撓度，平面索網(wǎng)宜傾斜布置以防止中部積水。有可能結(jié)露時(shí)，透光屋面室內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)接水槽并形成冷凝水的排水系統(tǒng)。接水槽也可以結(jié)合支承結(jié)構(gòu)的型材截面形式統(tǒng)一考慮，此時(shí)應(yīng)注意各層型材截面接水槽的位置要相配合，應(yīng)能順暢排水。屋面支承結(jié)構(gòu)的防火要求要根據(jù)室

16、內(nèi)空間的情況決定。屋面高度較大，室內(nèi)可燃物也較少的條件下，屋面支承結(jié)構(gòu)可不設(shè)防火表面層。一般情況下支承鋼結(jié)構(gòu)宜設(shè)置表面防火涂層。大型公共建筑（如會(huì)展中心等）室內(nèi)設(shè)有防火玻璃隔斷時(shí)，處于防火隔斷兩側(cè)的屋面板塊應(yīng)采用防火玻璃及其制品。 如果透光屋面周邊與較高的建筑緊鄰，周邊建筑能提供有效防雷能力，則較低的屋面不必單獨(dú)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。一般情況下，透光屋面的金屬支承結(jié)構(gòu)應(yīng)相互導(dǎo)通，形成完整的防雷體系，并與主體結(jié)構(gòu)防雷體系連通。必要時(shí)，可在屋面最高點(diǎn)設(shè)置接閃器。 屋面鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)防雷體系連接，利用主體結(jié)構(gòu)防雷系統(tǒng)接地，構(gòu)成導(dǎo)電回路。實(shí)測(cè)透光屋面支承結(jié)構(gòu)的接地電阻不宜大于5。 4.6.1 玻璃 透光屋

17、面的單片玻璃宜采用夾層玻璃；中空玻璃的室內(nèi)側(cè)宜采用夾層玻璃。點(diǎn)支承面板的夾層玻璃應(yīng)由鋼化玻璃制作。玻璃肋應(yīng)采用夾層玻璃；點(diǎn)支承玻璃肋應(yīng)采用鋼化夾層玻璃。4.6.2 倒掛隱框玻璃 倒掛隱框玻璃應(yīng)加金屬連接件，防止結(jié)構(gòu)膠失效導(dǎo)致玻璃墜落。4.6.3 ETFE薄膜 ETFE薄膜，尤其是氣枕屋面，外側(cè)應(yīng)設(shè)置防鳥(niǎo)網(wǎng)，防止薄膜被鳥(niǎo)喙啄破。落地球頂、橢球頂，應(yīng)在周邊設(shè)置水面或綠化帶防止人為的損壞。 4.7 遮陽(yáng)措施 設(shè)在透光屋面外側(cè)（上側(cè)）的遮陽(yáng)板對(duì)遮陽(yáng)特別有效。也可以在內(nèi)側(cè)（下側(cè)）設(shè)置遮陽(yáng)簾。遮陽(yáng)板和遮陽(yáng)簾宜采用電動(dòng)操作方式。也可以采用智能化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。 4.8 清洗設(shè)備 人力清洗和機(jī)械清洗是目前常

18、用的清洗方法。采用人力清洗方案時(shí)，傾斜、彎曲的透光屋面應(yīng)設(shè)置固定繩纜和小吊凳用的固定掛鉤或固定軌道。 機(jī)械清洗可采用回轉(zhuǎn)式清洗機(jī)，相應(yīng)設(shè)置環(huán)形軌道；也可采用吊籃式清洗機(jī)，相應(yīng)設(shè)有清洗機(jī)的移動(dòng)軌道。 在我國(guó)目前污染較重的大氣條件下，采用自潔玻璃的效果，尚需通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。 4.9 除冰雪措施 位于寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)的透光屋面，可設(shè)置電熱式溶雪和除冰設(shè)備。新建的中央電視大樓已在屋面和檐口采取了這種設(shè)施。5.1 荷載和作用5.2 荷載和作用效應(yīng)的組合5.3 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值5.4 面板材料的力學(xué)性能透光屋面的荷載和地震作用，可參照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009和建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011的規(guī)定。n

19、 5.1.1 重力荷載重力荷載作用于屋面的自重、活荷載、雪荷載，可按荷載規(guī)范GB50009的相應(yīng)規(guī)定采用。對(duì)于有可能積水的屋面，尚應(yīng)考慮50年一遇、20分鐘最大降雨量，扣除排水量后作為屋面的積雨荷載。n 5.1.2 地震作用地震作用透光屋面應(yīng)考慮水平地震作用和豎向地震作用。1.對(duì)于面板和直接與面板連接的支承結(jié)構(gòu)，水平地震作用可按相關(guān)公式計(jì)算，豎向地震作用可按水平地震作用的0.6倍考慮2.間接支承面板的支承結(jié)構(gòu)，宜與主體結(jié)構(gòu)一起，通過(guò)地震反應(yīng)分析決定其地震作用的數(shù)值。作為近似的取值，豎向地震力可取結(jié)構(gòu)支承的全部自重的10%（7度抗震設(shè)計(jì)）和20%（8度抗震設(shè)計(jì)）。這個(gè)數(shù)值約（2-2）式取值的40

20、%，但大于常規(guī)屋面結(jié)構(gòu)豎向地震力的取值，已經(jīng)具有較大的安全儲(chǔ)備。n 5.1.3 風(fēng)荷載風(fēng)荷載作用于屋面的風(fēng)荷載可按荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定采用。 體型系數(shù)：體型系數(shù)：荷載規(guī)范GB50009中的規(guī)定的，可按規(guī)定采用；規(guī)范中沒(méi)有給出的，可根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果或類似工程經(jīng)驗(yàn)取值； 風(fēng)的動(dòng)力作用系數(shù)：風(fēng)的動(dòng)力作用系數(shù)：風(fēng)的動(dòng)力作用系數(shù)反映了風(fēng)力隨時(shí)間變動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)力作用。對(duì)于面板和直接連結(jié)面板的支承結(jié)構(gòu)， 取陣風(fēng)系數(shù)，可按荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定取值；對(duì)于間接支承面板的支承結(jié)構(gòu)，取風(fēng)振系數(shù)，宜通過(guò)動(dòng)力分析確定。作為工程設(shè)計(jì)，在缺乏動(dòng)力分析數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)于剛性支承結(jié)構(gòu)可取1.21.6；對(duì)于柔性支承結(jié)構(gòu)可

21、取1.52.0。n 5.1.4 溫度作用溫度作用 對(duì)于面板，由于板縫和安裝空隙可以允許其溫度變形，因此一般不進(jìn)行溫度應(yīng)力計(jì)算。 支承鋼結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行溫度作用的計(jì)算。溫度變化值可近支承結(jié)構(gòu)可能的年間溫度變化值決定，一般可考慮30。 拉桿和拉索、索網(wǎng)等預(yù)張拉結(jié)構(gòu)，應(yīng)對(duì)張拉時(shí)溫度與年間最高、最低溫度的溫差進(jìn)行核算，此溫差可按實(shí)際情況取值。屋面設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)的總安全系數(shù)K由荷載及作用的分項(xiàng)系數(shù)K1和材料系數(shù)K-2來(lái)表示： K=K1K2（5）透光屋面的風(fēng)荷載、施工荷載或雪荷載起控制作用，K1為1.4。所以材料系數(shù)K2可由K/1.4決定，K-2的數(shù)值可按下表采用： 材料 玻璃 鋁合金 結(jié)構(gòu)鋼 不銹鋼 拉桿 拉索

22、 總安全系數(shù) K 2.5 1.8 1.5 1.6 2.0 2.52 材料系數(shù)K2 1.783 1.286 1.07 1.15 1.40 1.80 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f應(yīng)按下式采用： f=fk/K2 （6） 式中fk-材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 金屬材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值一般按其屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值采用，但拉索以其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值作為材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk。材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 102的規(guī)定采用 u6.1 玻璃面板的構(gòu)造要求u6.2 玻璃面板的計(jì)算u6.3 硅酮結(jié)構(gòu)密封膠設(shè)計(jì) 6.1.1 面板厚度面板厚度 1 框支承面板框支承面板框支承面板單片玻璃厚度不應(yīng)小于6mm；中空玻璃和夾層玻璃中單片玻

23、璃厚度不應(yīng)小于5mm，且兩片玻璃的厚度相差不宜大于3mm。 2 點(diǎn)支承面板點(diǎn)支承面板四邊形面板一般可采用四點(diǎn)支承，有依據(jù)時(shí)也可以六點(diǎn)支承；三角形面板可采用三點(diǎn)支承。玻璃面板支承孔邊與板邊緣的距離不宜小于70mm。采用浮頭式連接件或夾片連接件的點(diǎn)支承玻璃厚度不應(yīng)小于6mm；采用沉頭式連接件的點(diǎn)支承玻璃厚度不應(yīng)小于8mm。夾層玻璃和中空玻璃中，安裝連接件的單片玻璃厚度也應(yīng)符合上述要求。 6.1.2 邊緣處理邊緣處理玻璃面板應(yīng)進(jìn)行機(jī)械倒角和磨邊，磨邊應(yīng)達(dá)到細(xì)磨等級(jí)，倒角不宜小于1.0mm?？蛑С忻姘宓牟Ａн吘壉肋叀⒈澜遣粦?yīng)大于5mm；點(diǎn)支承玻璃不應(yīng)有崩邊、崩角。 6.1.3 密封密封 玻璃面板之間的

24、板縫寬度不應(yīng)小于10mm。有氣密性、水密性要求時(shí)，板縫應(yīng)采用硅酮建筑密封膠嵌縫。用于鍍膜面和夾層玻璃的建筑密封膠應(yīng)為中性膠。 采用爪件支承裝置時(shí)，點(diǎn)支承玻璃支承孔周邊應(yīng)進(jìn)行可靠密封。中空玻璃的爪件支承孔周邊應(yīng)采取多道密封措施。 明框板縫應(yīng)設(shè)置等壓腔，并設(shè)置有效的排水通道。 6.1.4 點(diǎn)支承玻璃的支承裝置點(diǎn)支承玻璃的支承裝置 支承裝置可以采用穿孔支承的X形、H型和環(huán)型抓具，也可以采用非穿孔式支承的鋼夾板。 支承頭應(yīng)能適應(yīng)玻璃面板在支承點(diǎn)處的轉(zhuǎn)動(dòng)變形。 支承頭的鋼材與玻璃之間應(yīng)設(shè)置彈性襯墊，襯墊厚度不宜小于1mm。 夾層玻璃的支承頭可以只在內(nèi)層玻璃處支承，這能有效地防止支承處的氣滲和水滲。 6.

25、1.5 曲面上的玻璃面板曲面上的玻璃面板 用平面玻璃面板形成曲面屋面是困難的，尤其是四邊形面板，三點(diǎn)定位后第四點(diǎn)會(huì)懸空。因此，面板與支承結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)應(yīng)能在玻璃平面外具有調(diào)節(jié)能力，減少?gòu)?qiáng)行裝配產(chǎn)生的裝配應(yīng)力，防止玻璃破碎。 6.2.1 計(jì)算基本原則計(jì)算基本原則 玻璃面板在工作狀態(tài)下?lián)隙冗h(yuǎn)大于板厚，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮大撓度幾何非線性的影響。玻璃面板的應(yīng)力可采用考慮幾何非線性的受彎板有限元方法進(jìn)行計(jì)算。 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，也可以采用小撓度彈性薄板計(jì)算公式，考慮大撓度影響修正的實(shí)用計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。 玻璃的框支承邊作為簡(jiǎn)支邊考慮；點(diǎn)支承處法向位移受約束，其它位移和轉(zhuǎn)角約束視實(shí)際支承情況決定。 6.2.2 單

26、片玻璃的受彎計(jì)算單片玻璃的受彎計(jì)算 1.承載力計(jì)算 2.撓度計(jì)算 6.2.3 夾層玻璃和中空玻璃的計(jì)算夾層玻璃和中空玻璃的計(jì)算 1.荷載或作用在兩片玻璃上的分配 2.等效厚度 3.應(yīng)力和撓度計(jì)算 由夾層玻璃組成的中空玻璃，首先按計(jì)算夾層玻璃的等效厚度te，將夾層玻璃視為等效的單片玻璃，式進(jìn)行內(nèi)外片荷載分配，然后將分得的內(nèi)外片荷載、再分配到各單片玻璃上。 7.1 玻璃梁設(shè)計(jì)7.2 鋼支承結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求7.3 支承結(jié)構(gòu)計(jì)算u7.1.1 構(gòu)造要求構(gòu)造要求 玻璃梁（肋）作為玻璃面板的主要支承時(shí)，應(yīng)采用夾層玻璃；點(diǎn)支承面板的支承玻璃梁，應(yīng)采用鋼化夾層玻璃。 夾層玻璃梁的單片厚度不宜小于8mm。玻璃梁截面

27、高度不宜小于150mm。兩端支承的玻璃梁宜采用簡(jiǎn)支。u7.1.2 截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì) 兩端支承的玻璃梁可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算其應(yīng)力和撓度；外挑玻璃梁可按懸臂梁考慮。 在各種荷載和作用下，梁的應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)進(jìn)行組合，組合后的應(yīng)力設(shè)計(jì)不應(yīng)大于玻璃的側(cè)面強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg。撓度組合后的數(shù)值df不應(yīng)大于跨度的1/200；懸臂梁的跨度可取為外挑長(zhǎng)度的2倍。u7.1.3 梁的橫向穩(wěn)定梁的橫向穩(wěn)定 當(dāng)梁跨大于6m時(shí)應(yīng)進(jìn)行平面外穩(wěn)定計(jì)算，并宜采用附加橫向玻璃肋或橫向拉桿、拉索等防止側(cè)向失穩(wěn)的構(gòu)造措施。u7.2.1 單根型鋼或鋼管單根型鋼或鋼管 1.構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比 不應(yīng)大于150； 2.鋁型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于：當(dāng)梁

28、跨度大于1.2m時(shí)：2.0mm；當(dāng)梁跨度大于1.2m時(shí)：2.5mm；鋁型材孔壁與鋼螺釘之間采用螺紋受拉連接時(shí)，其截面局部厚度不應(yīng)小于螺釘?shù)墓Q直徑。 3.熱軋鋼型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm；冷成型薄壁型鋼截面最小厚度不應(yīng)小于2.0mm。 4.鋼管外直徑不宜大于壁厚的50倍，鋼管壁厚不宜小于3mm。 5.型材截面自由挑出部位和雙側(cè)加肋部位的寬厚比b0/t應(yīng)符合表6的要求 u 7.2.27.2.2桁架、網(wǎng)架或網(wǎng)殼桁架、網(wǎng)架或網(wǎng)殼可采用型鋼或鋼管作為桿件，單根桿件應(yīng)符合7.2.1節(jié)的構(gòu)造要求。鋼管桁架宜在節(jié)點(diǎn)處直接相貫焊接，支管不應(yīng)穿入主管，主管不宜開(kāi)孔。網(wǎng)架或網(wǎng)殼可采用焊接球節(jié)點(diǎn)、

29、螺栓球節(jié)點(diǎn)、圓盤節(jié)點(diǎn)或?qū)Ｓ霉?jié)點(diǎn)板連接。桿件宜中心交匯，桿件之間的交角不宜小于30度。軸心受拉或偏心受拉桿件的長(zhǎng)細(xì)比不宜大于350；軸心受壓或偏心受壓桿件的長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)大于150。桁架單向布置時(shí)，如果平面外支承點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，應(yīng)設(shè)置正交方向上的穩(wěn)定支撐結(jié)構(gòu)。u 7.2.3 張拉桿索體系張拉桿索體系應(yīng)在正反兩方向上形成能承受自重、風(fēng)荷載、地震作用的穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系；在主要受力方向的正交方向，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定性拉桿、拉索或桁架。連接件、受壓桿和拉桿宜采用不銹鋼材料，拉桿直徑不宜小于10mm；自平衡體系的受壓桿件可采用結(jié)構(gòu)鋼。拉索宜采用不銹鋼絞線、高強(qiáng)鋼絞線，可采用鋁包鋼絞線。鋼絞線的鋼絲直徑不宜小于1.2m

30、m，鋼絞線直徑不宜小于8mm。采用結(jié)構(gòu)鋼和高強(qiáng)鋼絞線時(shí)，其表面應(yīng)作防腐涂層。與主體結(jié)構(gòu)的連接部位應(yīng)能適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的位移，必要時(shí)設(shè)置彈簧機(jī)構(gòu)和滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)和連接件應(yīng)能承受拉桿或拉索的預(yù)拉力和荷載作用。受壓桿件的長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)大于150。拉桿不宜焊接；拉索可采用冷擠壓錨具連接，拉索不應(yīng)采用焊接。張拉桿索體系的預(yù)拉力最小值，應(yīng)能使拉桿或拉索在荷載和溫度變化下，保持一定的拉力儲(chǔ)備。u7.2.4 索網(wǎng)索網(wǎng) 1.一般情況下宜雙向布索。跨度不大于15m時(shí)，可以采用單向布索。 2.索距不宜大于2m，單片玻璃面積不宜大于3m2。 3.拉索宜采可不銹鋼絞線，可采用高強(qiáng)鋼絞線或鋁包鋼絞線。高強(qiáng)鋼絞線表面應(yīng)有防腐層

31、。拉索直徑不宜小于12mm。 4.拉索端部應(yīng)采用冷擠壓錨具固定后，與邊緣構(gòu)件相連接。邊緣構(gòu)件應(yīng)能承受拉索的初拉力和荷載、溫度變化的拉力。錨具應(yīng)能調(diào)節(jié)索的預(yù)拉力。 5.拉索的初拉力應(yīng)能滿足拉索承載能力的要求。在荷載和溫度變化作用下，仍能保持最小的拉力，拉索不會(huì)松弛。 6.拉索應(yīng)與點(diǎn)支承爪具或夾板可靠連結(jié)，并盡可能貼近面板。8.1 透光面板與支承結(jié)構(gòu)的連接8.2 支承結(jié)構(gòu)之間的連接8.3 支承結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的連接8.4 預(yù)埋件 8.5 后加連接件8.6 與主體鋼結(jié)構(gòu)的連接 8.1.1 玻璃面板和玻璃梁的連接玻璃面板和玻璃梁的連接 點(diǎn)支承面板通過(guò)爪具或夾板與玻璃梁采用螺栓連接，宜采用直徑不小于8mm

32、的不銹鋼螺栓；連接板應(yīng)采用不銹鋼板，厚度不宜小于6mm。連接板與玻璃梁之間的接觸面可以打粘結(jié)膠。板縫間宜采用中性硅酮建筑密封膠填縫。 邊支承面板通過(guò)結(jié)構(gòu)膠與玻璃梁連接，膠縫受剪面的寬度CS應(yīng)計(jì)算。用于夾層玻璃梁的硅酮結(jié)構(gòu)密封膠應(yīng)為中性膠。 8.1.2 面板和金屬支承結(jié)構(gòu)的連接面板和金屬支承結(jié)構(gòu)的連接 點(diǎn)支承透光面板的支承裝置（爪件或夾板）可以采用螺栓或焊縫與支承結(jié)構(gòu)連接。螺栓應(yīng)有防滑脫措施。 框支承透光面板通過(guò)耳板、壓板或掛鉤與支承結(jié)構(gòu)采用螺釘或螺栓連接。連接件的距離、螺栓螺釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量由計(jì)算決定。螺栓孔、螺釘孔邊至連接件邊緣的距離不應(yīng)小于孔徑的1.5倍?？字行拈g距不應(yīng)小于孔徑的3倍。 網(wǎng)架、網(wǎng)殼可以采用節(jié)點(diǎn)圓盤或從節(jié)點(diǎn)球上伸出連接圓盤與面板螺栓連接。 次要支承結(jié)構(gòu)（橫梁、柃條）宜采用螺栓與主要支承結(jié)構(gòu)連接，連接件厚度不宜小于3mm，每處連接螺栓不宜少于2個(gè)，直徑不宜小于6mm。必要時(shí)宜采用長(zhǎng)圓孔以適應(yīng)主要支承結(jié)構(gòu)的位移。 支承結(jié)構(gòu)支承點(diǎn)的類型（固定支座、鉸支座、滑移支