玻璃采光頂性能要求及其試驗(yàn)方法探討

1、玻璃采光頂性能要求及其試驗(yàn)方法探討1引言隨著玻璃在屋面的應(yīng)用，建筑玻璃采光頂?shù)膽?yīng)用越來(lái)越廣泛，形式也越來(lái)越多樣化。玻 璃采光頂在我國(guó)雖然大量應(yīng)用，而且幕墻行業(yè)內(nèi)也在大量生產(chǎn)玻璃采光頂，但一直以來(lái)，我 國(guó)對(duì)玻璃采光頂卻并沒(méi)有制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。2004年，建設(shè)部產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃中已經(jīng)將玻璃采光頂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的編制列入計(jì)劃。這本標(biāo)準(zhǔn) 的編制將對(duì)玻璃采光頂?shù)纳a(chǎn)和質(zhì)量管理提供依據(jù)。采光頂在很多方面與玻璃幕墻有著相似之處，但也有許多不同的地方。首先，采光頂?shù)男问绞菑?fù)雜的。按照其大小分，既有屋面一小部分的類似天窗的采光頂， 又有占據(jù)大部分屋面甚至全部屋面的采光頂。按照其外形分，既有較為平坦的造型，也有非 常外凸的造

2、型。按照其作用分，既有單純用來(lái)采光的，也有采光、裝飾、通風(fēng)等多功能于一 體的。其次，采光頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)也非常多種多樣。有與屋面結(jié)構(gòu)甚至是與主體結(jié)構(gòu)溶為一體的，也 有僅僅附于主體結(jié)構(gòu)之上的小型獨(dú)立結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)形式的不同會(huì)使得其受力分析和性能要求也 大為不同。采光頂與玻璃幕墻最大的不同在于其朝向天空。這一朝向使得其與玻璃幕墻相比承受的 太陽(yáng)輻射大大增強(qiáng)，承受的雨水荷載大大增加，承受撞擊的可能性更大，受到集中荷載的頻 率也會(huì)提高，從而有更多的性能要素要考慮。從使用環(huán)境和功能要求出發(fā)，我們是可以知道其性能要求的。2玻璃采光頂?shù)男阅芊诸惒晒忭數(shù)男阅芤笈c玻璃幕墻的性能要求有很多共同點(diǎn)。1）兩者均首先需要滿足抗風(fēng)

3、壓的性能要求；2）兩者均有水密性能的要求；3）都有氣密性能要求4）都有采光要求；5）都有保溫、隔熱、隔聲要求；6）都有防雷、防火要求；7）防結(jié)露要求；8）抗撞擊要求；9）抗震要求。但是，采光頂還應(yīng)該有如下的進(jìn)一步要求:1）防溫度應(yīng)力；2）防噪聲要求；3）更高的防結(jié)露要求；4）更高的防沖擊（撞擊）要求；5）排水功能；6）集中荷載承受能力；7）承受雪荷載；8）承受冰雹沖擊針對(duì)這些要求，我們可以將其進(jìn)行分類。1）結(jié)構(gòu)性能這一性能包含了如下幾個(gè)方面：a）抗風(fēng)b）局部集中荷載c）雨荷載d）雪荷載e）溫度應(yīng)力f）主體結(jié)構(gòu)位移g）寒冷地區(qū)防脆斷設(shè)計(jì)2）密封性能a）氣密性b）水密性3）節(jié)能要求a）氣密性b）保

4、溫性能c）遮陽(yáng)系數(shù)d）防結(jié)露設(shè)計(jì)e）采光系數(shù)4）安全性a）防火b）防雷c）抗沖擊d）抗震e）防冰雹5）功能要求a）防噪聲b）隔聲c）排水設(shè)計(jì)3玻璃采光頂?shù)男阅芤?.1結(jié)構(gòu)性能結(jié)構(gòu)性能是采光頂最為重要的性能。在結(jié)構(gòu)性能方面，采光頂會(huì)承受較為均勻分布的荷載，如重力荷載、風(fēng)荷載、地震荷載、 雪荷載等。采光頂也可能會(huì)承受不均勻的荷載，如集中荷載、雨水荷載、溫度應(yīng)力等。其實(shí)風(fēng)荷載也會(huì)很不均勻，尤其對(duì)于大型的采光頂和較為外突的采光頂。一般采光頂?shù)娘L(fēng)荷載可以按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009中規(guī)定的屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)取 值。但對(duì)于比較特殊的、大型的、造型復(fù)雜的采光頂，則應(yīng)進(jìn)行比較詳細(xì)的抗風(fēng)分析，或者 進(jìn)行風(fēng)洞試

5、驗(yàn)。對(duì)于大型（或是作為主體結(jié)構(gòu)）的采光屋面，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該按照主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗風(fēng)計(jì) 算，而玻璃面板及其連接部位則應(yīng)該按照圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于局部集中荷載，建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程中有取值方法。雨荷載的取值則要按照給 排水的有關(guān)設(shè)計(jì)要求，分析屋面的排水情況，考慮積水的可能深度，然后進(jìn)行取值計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009第4.3.1條規(guī)定：房屋建筑的屋面，其水平投影面上的 屋面均布活荷載，應(yīng)按下表采用。屋面均布活荷載，不應(yīng)與雪荷載同時(shí)組合。表3,1-1屋面拐布活苞莪項(xiàng)次類別標(biāo)準(zhǔn)值組合值系數(shù)帕，蜘噩系敝幻準(zhǔn)永久值系數(shù)虬L亞上人的屋面0,50. ?Q. 502上人的匿面0, ?0. 5。一 43屋頂

6、花園土 00.60.6注：1、不上人的屋面，當(dāng)施工或維修荷載較大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況采用；對(duì)不同結(jié)構(gòu)應(yīng)按 有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，將標(biāo)準(zhǔn)值作0.2kN/m的增減。2、上人的屋面，當(dāng)兼作其他用途時(shí)，應(yīng)按相應(yīng)樓面活荷載采用。3、對(duì)于因屋面排水不暢、堵塞等引起的積水荷載，應(yīng)采取構(gòu)造措施加以防止；必要 時(shí)，應(yīng)按積水的可能深度確定屋面活荷載。4、屋頂花園活荷載不包括花圃土石等材料自重。第4.5.1條規(guī)定：設(shè)計(jì)屋面板、檁條、鋼筋混凝土挑檐、雨篷和預(yù)制小梁時(shí)，施工或檢 修集中荷載（人和小工具的自重）應(yīng)取1.0kN，并應(yīng)在最不利位置處進(jìn)行驗(yàn)算。注：1、對(duì)于輕型構(gòu)件或較寬構(gòu)件，當(dāng)施工荷載超過(guò)上述荷載時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況驗(yàn)算

7、，或 采用加墊板、支撐等臨時(shí)設(shè)施承受。2、當(dāng)計(jì)算挑檐、雨篷承載力時(shí)，應(yīng)沿板寬每隔1.0m取一個(gè)集中荷載；在驗(yàn)算挑檐、雨篷傾覆時(shí)，應(yīng)沿板寬每隔2.53.0m取一個(gè)集中荷載。雪荷載可以按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009中規(guī)定的取值。6.1.1條規(guī)定：屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計(jì)算：=拄凡(6.1.1)式中：丐：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN ;外一一屋面積雪分布系數(shù)；石基本雪壓 On。6.2.2條規(guī)定：設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)及屋面的承重構(gòu)件時(shí)，可按下列規(guī)定采用積雪的分布情況：1、屋面板和檁條按積雪不均勻分布的最不利情況采用；2、屋架和拱殼可分別按積雪全跨均勻分布情況、不均勻分布的情況和半跨的均勻分布的 情況采用；3、框架和柱可按積雪全跨的均勻分布情況采用。溫度應(yīng)力和主體