建筑玻璃采光頂在現(xiàn)代建筑中得到廣泛的應用,從民用建筑到工業(yè)廠房,從普通的連廊到大型商業(yè)公共建筑的共享空間,當人們需要自然光線,從建筑頂部照射時自然就想到了采光頂,特別在近年來隨著人們在對節(jié)能環(huán)保的重視,在建筑設計中大量采用了自然光線照明,。
　　近年來由于建筑工藝和技術的提高及新型建筑材料的發(fā)展和應用,使采光頂結構形式和使用的材料也越來越豐富起來,采光頂?shù)脑煨鸵苍絹碓蕉嗟娜苋肆怂囆g效果,。從簡單的方、長方,、圓等幾何形狀發(fā)展到了三維曲面的馬鞍形,、橢球形、不規(guī)則曲面形和多種折線型等,。(如圖1.1-1.4)
　　由于近年來建筑采光頂和建筑幕墻一樣發(fā)展非常迅速,與之相對應的相關國家和地方標準,、規(guī)范也都相繼出臺。如《建筑玻璃采光頂》jgt劣1— ⒛07,⒛08年9月又出版了《玻璃采光頂》國家建筑標準設計圖集,。近期,新的《采光頂與金屬屋面技術規(guī)程》也將公布了,這就意味著對采光頂?shù)恼w要求更高,對各項物理性能的保證,對結構的安全性和采光頂產(chǎn)品生產(chǎn)已經(jīng)有了系統(tǒng)化的管理和嚴格的規(guī)定,。

　　什么叫做玻璃采光頂呢?這是我們首先要明確的問題。在中華人民共和國建筑工業(yè)行業(yè)標準《建筑玻璃采光項》JG/231-2007的“術語和定義”一節(jié)中規(guī)定:“ 面板為玻璃的屋蓋”就是建筑玻璃采光頂,?！拔萆w是由屋面板與支承體所組成的與水平面的夾角小于75o的圍護結構和裝飾性結構的總稱?！边@也就是說只要面板灶玻璃材料的,在使用時玻璃面板與水平面夾角小于75o無論支承結構的形式是怎樣的,無論支承結構的材質(zhì)是什么都稱之為玻璃采光頂,。由于玻璃采光頂內(nèi)容涵蓋太廣,本文中所討論的只是在點支承結構形式,玻璃采光頂應用技術中的部分問題。
　　2 點支式玻璃采光頂建筑設計時需要考慮的問題
　　2.1 玻璃采光頂?shù)姆诸?/strong>
　　根據(jù)標準的規(guī)定,建筑玻璃采光頂通?？砂床Ａ姘宓闹С蟹绞椒诸?也可以按支承結構進行分類,還可以按是否開合進行分類,。其分類方式如下:
　　2.1.1 按玻璃面板的支承方式可分為:框架支承方式;如:明框、隱框或半隱框支承玻璃采光頂;點支式支承方式;如:鋼爪打孔式,、夾板固定式,、點支承玻璃采光頂;
　　2.1.2 按支承結構可分為:鋼結構、索桿結構,、鋁合金結構,、玻璃梁結構;
　　2.1.3 按工合分為非開合,、可開合式玻璃采光頂。
　　2.2 點支式玻璃采光頂常見的結構形式
　　點支式玻璃采光頂?shù)拿Q是按玻璃面板的支承方式來命名的,也就是說面板的全部荷載是通過各個支點傳遞給支承結構的,。在工作狀態(tài)時是由支承結構來承擔各支點傳遞來的荷載,。那么,只要支承結構有足夠的強度,能夠承擔傳遞過來的荷載而不產(chǎn)生過大的變形,就視為可行。所以在實際應用中點支式玻璃采光頂?shù)闹С薪Y構形式很多,。建筑師可以根據(jù)建筑風格的不同,、建筑所處的環(huán)境的不同,選擇最適應的建筑效果的支承結構形式。常見的點支式玻璃采光頂用支承結構的形式有:
　　1)鋼結構支承,、鋼桁架支承,、鋼網(wǎng)架支承、鋼梁支承,、鋼拱架支承等;
　　2)索結構支承:魚腹式索桁架支承,、輪輻式索結構支承、馬鞍型索結構支承,、張弦梁拱結構,、空間索網(wǎng)、單層索網(wǎng)結構等;(如圖2.1-2.3)
　　3)玻璃梁支承:鋼結構與玻璃梁復合式支承,索結構與玻璃梁復合支承,玻璃梁與其它材質(zhì)的梁復合支承等,。(如圖2.4)

　　2.3 物理性能及功能
　　采光頂?shù)慕ㄖO計分別由設計院的建筑師和幕墻生產(chǎn)廠商進行,。設計院主要由建筑功能和建筑藝術的要求,對采光頂進行選型,確定主要形狀、板塊劃分,、面板材料和性能,、支承方式、支承結構的類型和布置,然后由幕墻廠商對這總體要求進行細化,作出深化設計和施工圖設計,并付諸實施,。通常包括以下內(nèi)容:
　　1)確定采光頂?shù)男阅?抗風壓變形,、氣密、水密性能要求,按國家節(jié)能標準確定保溫,、隔熱,、遮陽等指標;
　　2)設計排氣窗、排煙窗:當采光頂高度不大于12m時,可以采用自然排風,、排煙;高度大于12m時,應采用機械排煙;
　　3)排水設計:確定排水方案,布置排水通路,選擇屋面合適的坡度;
　　4)防雷設計:除非周圍建筑能提供防雷保護,否則要設置獨立防雷系統(tǒng);
　　5)防火設計:對支撐鋼結構加設防火保護層,或加設噴淋設各;
　　6)安全措施:主要考慮合理選用面板材料和設計合理的連接構造,防止面板破碎墜落傷人,。
　　7)遮陽設計:設置遮陽簾、遮陽板;選擇手動,、電動和智能化系統(tǒng)并進行控制系統(tǒng)設計,。

　　2.4 點支式玻璃采光頂?shù)慕Y構設計
　　2.4.1 荷載和地震作用采光頂?shù)暮奢d和地震作用的決定,原則上參照國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB5O009和《建筑抗震設計規(guī)范》GB5O011的規(guī)定。
　　1)重力荷載
　　作用于采光頂?shù)淖灾?、活荷載和雪荷載,可按荷載規(guī)范的規(guī)定,。對有可能積水的采光頂,尚應考慮50年一遇、20分鐘暴雨下的可能積水量。
　　2)地震作用
　　采光頂應考慮豎向地震作用和水平地震作用,。對于面板和直接連結面板的支承結構,其地震作用按下式計算:
　　　　　　　　　　　　Eh=5‰axG(水平地震作用)　　　(2.4.1a)
　　　　　　　　　　　　Ev=3α maxG(豎向地震作用)　　(2.4.2b)　　
　　其中,αmax為地震作用系數(shù),由設計烈度決定,G為面板和直接相連的支承結構的自重,。
　　間接支承面板的支承結構,與主體結構一起,通過地面反應分析決定其地震作用。
　　3)風荷載
　　根據(jù)荷載規(guī)范的基本原則,作用于采光頂?shù)娘L荷載可按下式計算:
　　　　　　　　　　　　　Wk=β uzusWr,。(2.4.1.3)
　　其中,W。為sO年一遇的基本風壓:uz為高度系數(shù),均可按荷載規(guī)范采用,。
　　us為體型系數(shù),可按規(guī)范采用,。由于采光頂形狀復雜,受周圍環(huán)境影響顯著,宜進行風洞試驗來決定其數(shù)值。
　　β為風的動力作用系數(shù),。對于面板和與面板直接相連的支承結構,β 取陣風系數(shù),其值按荷載規(guī)范取用;對于間接支承面板的支承結構,β 取風振系數(shù)βgz,宜采用動力分析方法決定,。對于剛性支承結構,β z可近似取1.2~1.6;柔性支承結構,βz可近似取1.5～2.0。
　　2.4.2 荷載和作用效應組合
　　我國目前結構設計采用多系數(shù)的設計方法,。荷載和作用效應的標準值應按荷載規(guī)范的規(guī)定進行組合,得出其設計值:

　　式中,γ G,、γQ、γw,、γE分別有自重,、活荷載、風荷載和地震作用效應的分項系數(shù),γ)1.0,Φ 分別為組合值系數(shù),Φ ≤1.0,SK為效應的標準值,。
　　2.4.3 結構分析方法
　　結構分析目前已廣泛采用計算機軟件進行,。基本分析方法為有限元,。對柔性結構還考慮幾何非線性,。常用的國內(nèi)軟件有3D3S、MSGS,、MSTCAD等;還廣泛采用國際通用的軟件SAP,、ANSYS、 ETABS,、MIDAS等,。
　　2.5點支式玻璃采光頂?shù)牟Ａ姘逶O計
　　2.5.1 在玻璃面板的設計時首先要從安全性能、使用性能方面考慮,在有保溫隔熱性能要求的采光頂設計時,應選擇保溫隔熱性能好的鋼化中空夾膠玻璃,。并可要求K值指標觀行的國家標準“建筑玻璃應用技術規(guī)程”jgj113-2009中規(guī)定,采光頂中的玻璃必須使用安全玻璃,。當屋面玻璃最高點離地面的高度大于3m時,必須使用夾層玻璃。用于屋面的夾層玻璃,其膠片厚度不應小于0.76%mm,。采用中空玻璃時,中空玻璃應由夾膠
玻璃和鋼化玻璃組成,、且夾膠玻璃應向室內(nèi)側。
　　2.5.2 在設計平頂玻璃采光頂時,玻璃的排水坡度不要小于3%,否則會出現(xiàn)排水不暢和局部積水的現(xiàn)象,。
　　2.5.3 點支承玻璃可采用鋼爪支承裝置或夾板支承裝置,。采用鋼爪支承時,孔洞邊至板邊的距離不宜小于60mm。倒掛玻璃宜采用浮頭或夾板支承裝置。
　　點支承面板的邊緣應進行細磨或精磨,倒棱不應小于1mm,孔洞內(nèi)應進行細磨,倒棱不小于1mm,。當屋面玻璃使用鋼化玻璃時,鋼化玻璃應進行均質(zhì)處理,。
　　2.5,4 采用浮頭式連接件的鋼爪點支承時,玻璃厚度不應小于6mm;采用沉頭式連接件的鋼爪點支承時,玻璃厚度不應小于8mm。鋼板夾持的點支承玻璃,單片厚度不應小6mm,。
　　2.5.5 不上人屋面活荷載除應符合現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009的有關規(guī)定外,尚應符合下列規(guī)定:
　　1)與水平面夾角小于30°的屋面玻璃,在玻璃板中心點直徑為150mm的區(qū)域內(nèi),應能承受垂直于玻璃為1.1kN的活荷載標準值;
　　2)與水平面夾角大于等于30°的屋面玻璃,在玻璃板中心直徑為150mm的區(qū)域內(nèi),應能承受垂直玻璃為0.5kN的活荷載標準值,。
　　點支承玻璃面板的相對撓度最大限值為長邊跨距的1/60。當屋面玻璃采用中空玻璃時,。集中活荷載應只作用中空玻璃上片玻璃,。
　　2.5.6 上人屋面玻璃應按“建筑玻璃應用技術規(guī)程”
　　jgj113-2009中規(guī)定的地板玻璃設計。
　　2.5.7 計算玻璃承載能力極限狀態(tài),應根據(jù)荷載效應的基本組合進行荷載(效應)組合,并按下式進行設計:

　　2.5.8 玻璃強度設計值
　　作用在玻璃上的荷載分短期荷載和長期荷載,風荷載和地震作用為短期荷載,而重力荷載和水荷載等為長期荷載,。短期荷載對玻璃強度沒有影響,而長期荷載將使玻璃強度下降,原因是長期荷載將加速玻璃表面微裂紋擴展,因而其強度下降,。鋼化玻璃表面存在壓應力層,將起到抑制表面微裂紋擴張的作用,因此在長期荷載作用下,平板玻璃和鋼化玻璃、半鋼化玻璃強度下降值是不同的,。通常鋼化玻璃和半鋼化玻璃在長期荷載作用下,其強度下降到原值的~sO%左右,而平板玻璃將下降至原值的⒛%左右,。
　　根據(jù)荷載方向和最大應力位置將玻璃強度分為中部強度、邊緣強度和端面強度三種,這三種強度數(shù)值不同,因此應用時應注意正確選用,。同時玻璃在長期荷載和短期荷載作用下強度值也不同,玻璃種類和厚度都影響玻璃強度值,使用時應注意區(qū)分,。
　　1)、在短期荷載下,平板玻璃,、半鋼化玻璃和鋼化玻璃強度設計值,。

　　由于玻璃是脆性材料,在其表面存在大量微裂紋,玻璃強度與微裂紋尺寸、形狀和密度有關,通常玻璃邊部裂紋尺寸大,、密度大,所以玻璃邊緣強度低,。在澳大利亞國家標準AS1288中規(guī)定,玻璃邊緣強度取中部強度的SO%,在《玻璃幕墻工程技術規(guī)程》JGJ102中取玻璃端面強度為中部的70%。
　　2.5.9 采光頂玻璃強度設計值的選用
　　采光頂玻璃的最大應力設計值應按彈性力學計算,且最大應力不得超過長期荷載作用下的強度設計值,。我們在玻璃采光頂和雨蓬的玻璃強度設計取值時,應選用長期荷載作用下玻璃強度設計值尼(N/mm2),。在選用夾板或連接方式進行點支式連接時,玻璃的強度設計值應選用長期荷載作用下玻璃的邊緣強度設計值尼。
　　2.6 在索結構點支式玻璃采光頂?shù)脑O計時需要考慮的問題
　　2.6.1 所謂索結構點支式采光頂,就是指玻璃采光頂?shù)闹С薪Y構是采用了拉索作為主要承重構件,。常見的索結構形式有:雙層索系的索桁架結構;由上弦是剛性桿件下弦為拉索的張弦結構;由桅桿頂部下掛斜拉索的斜拉結構;由拉索交叉構成的馬鞍型曲面索網(wǎng)結構;圓環(huán)形輪輻式索結構;平面索網(wǎng)結構等(如圖2.6.1),。

　　2.6.2 索桁架的矢高與最大變形量
　　對于雙層索系玻璃采光頂,索桁架矢高可取跨度的1/10～1/20,自初始預應力狀態(tài)之后的最大撓度與跨度之比不宜超過1/200。
　　鞍形曲面單層索網(wǎng)及雙層索系玻璃采光頂自初始預應力狀態(tài)之后的最大撓度與跨度之比不宜超過1/200,。平面單層索網(wǎng)玻璃采光頂自動初始預應力狀態(tài)之后的最大撓度與跨度之比不宜超過1/60,。
　　2.6.3 索結構的計算
　　索結構的計算應包括初始預應力狀態(tài)的確定及荷載狀態(tài)的計算,索結構的初始預應力狀態(tài)確定和荷載狀態(tài)分析應考慮幾何非線性影響,不考慮材料非線性。索結構的荷載狀態(tài)計算應在初始預應力狀態(tài)的基礎上考慮永久荷載與活荷載,、雪荷載,、風荷載的組合;并應根據(jù)具體情況,考慮施工安裝荷載、地震和溫度變化等作用,。
　　索結構設計時,在永久荷載控制的荷載組合作用下,應避免索退出工作;在可變荷載控制的荷載組合作用下,應防止因索松弛而導致結構失效,。在計算時,應考慮索與下部支承結構的相互影響,有條件時宜采用包含下部結構的整體模型進行分析,。
　　設計索結構玻璃采光頂時,應考慮屋面雪荷載不均勻分布所產(chǎn)生的不利影響,并應按多種荷載工況進行分析。
　　2.7 在玻璃梁支承結構點支式玻璃采光頂?shù)脑O計時需要考慮的問題
　　2.7.1 所謂玻璃肋(梁)結構點支式采光頂,就是指玻璃采光頂?shù)闹С薪Y構是采用了玻璃肋(梁)作為主要承重構件,。常見的玻璃肋(梁)結構形式有:鋼結構與玻璃梁復合式支承結構;索結構與玻璃梁復合支承結構;玻璃梁與其它材質(zhì)的梁復合支承結構等,。
　　2.7.2 在進行玻璃肋支承玻璃采光頂設計時,最主要的是安全度的考慮,由玻璃自身的特性所決定。這種材料在使用過程會出現(xiàn)不同程度的自身破壞現(xiàn)象,。所以在設計時要充分考慮到這一點,一但出現(xiàn)支承玻璃肋破損整體支承梁仍應有足夠的支承力,保證玻璃面板在短時間內(nèi)不下落,。確保安全在玻璃梁支承結構點支式玻璃采光頂?shù)脑O計時需要考慮到以下問題:
　　1)玻璃肋最好采用三層玻璃通過夾膠形成支承梁來保證其整體性。
　　2)玻璃梁與玻璃采光頂?shù)拿姘宀ＡнB接應采用穿孔式爪件,、駁接頭連接,以此來提高玻璃梁與玻璃面板連接的可靠度(如圖2.7.1-1)
　　3)玻璃梁的跨度跨度不宜大于⒉00mm,。盡量減少在玻璃梁上打孔,減少玻璃梁之間的接頭。
　　4)玻璃梁兩端支承點,在設計時應考慮設置成鉸接,當玻璃采光頂?shù)拿姘迨芎奢d變形時玻璃梁兩端支承點可自由轉(zhuǎn)動(如圖2.7,1-2)
　　5)采用金屬件連接的玻璃梁其連接件的厚度不應小于6mm,螺栓直徑不應小于8mm
　　2.7.3 玻璃梁結構的計算
　　在玻璃肋(梁)結構點支式采光頂?shù)牟ＡЮ叩膹姸扔嬎銜r,玻璃肋的強度設計值應選用長期荷載作用下玻璃的端面強度設計值fg,。在最大荷載的作用下,玻璃梁的撓度限值宜取其計算跨度的1/200。

　　3 點支式玻璃采光頂重要節(jié)點設計
　　3.1 點支式玻璃采光頂玻璃面板與支承結構的連接
　　點支式玻璃采光頂玻璃面板與支承結構的連接方式主要有兩種:一種在玻璃面板上打孔,。用不銹鋼駁接頭固定玻璃面,通過爪件將面玻璃與支承結構連接,。這種連接方式叫穿孔式連接;
　　另一種連接方式是在玻璃面板的邊緣,在兩塊面板之間的縫隙處采用不銹鋼夾板固定面玻璃,再通過爪件或連接機構將玻璃面板與支承結構連接。這類連接方式叫夾板式連接,。

　　3.1.1 對于采用穿孔式連接的玻璃面板,應考慮到以下問題:
　　a,、玻璃打孔處的尺寸要求;
　　b、玻璃打孔處的精度要求;
　　c,、中空鋼化夾膠玻璃的鉆孔
　　d,、駁接頭的使用要考慮水密、汽密性的有效保障,、在造型時應盡量使用浮頭駁接頭作為連接件,。
　　e、在進行爪件的選型時要考慮到玻璃在受力變形和在熱變形及適應結構變形的能力,在平頂點支式采光頂上盡量作用全部是大孔的配件,來適應玻璃平面內(nèi)的變形量,。

　　3.1.2 對于采用夾板式連接的玻璃采光項應考慮的問題:
　　1)夾板在玻璃面板上分布的形式,可分為多片玻璃交叉點夾板式和兩片玻璃之間膠縫夾板式,。交叉點夾板式的夾板固定點是在面板玻璃的角部固定;膠縫夾板式的夾板固定點是在面板玻璃的邊緣。(如圖3.1.2)

　　2)在金屬夾板與玻璃面板之間要設置足夠的間隙量,允許玻璃在受到平面處荷載作用時變形有足夠的空間,。
　　3)對面玻璃為中空夾膠鋼化玻璃時,夾板對玻璃可以采用整體夾緊的方式,也可以采用只夾緊中空玻璃下面的兩片夾膠玻璃,對上片玻璃采用隱框打膠的處理辦法,此方法叫“隱形夾板式連接裝置”專利號為ZL200820033541.4,。
　　3.2 點支式玻璃采光頂兩片面板玻璃之間的膠縫節(jié)點處理方案
　　3.2.1 點支式玻璃采光頂?shù)钠芎退艿谋Ｕ现饕怯擅姘逯g的膠縫保證的。
　　膠縫寬度的設置:為了保證玻璃采光頂?shù)氖褂霉δ苁怪茉诟鞣N條件下正常的工作,在膠縫(兩片玻璃面板之間,面板與山墻之間,面板與立面幕墻之間等),寬度的確定時要考慮的因素有:
　　1)玻璃面板受冷,、熱溫度變化時(按8O℃ 的溫度),產(chǎn)生的平面內(nèi)尺寸變化;
　　2)在面板玻璃受風荷載,雪荷載,、地震、自重,、檢修荷載等垂直于玻璃平面的荷載作用下產(chǎn)生的尺寸與形狀的變化;
　　3)要考慮到玻璃在加工過程中(如鋼化,、中空、夾膠,、鉆孔等)產(chǎn)生的疊片尺寸差,和面玻璃的對角線差;
　　4)膠縫的寬度要給面板安裝和連接件安裝時出現(xiàn)的安裝誤差留出尺寸量,。
　　在考慮了以上因素的情況下,常規(guī)的點支承玻璃采光頂?shù)哪z縫寬度設定:穿孔式連接的玻璃的膠縫寬度為12mm至15mm;夾板式連接的面板玻璃膠縫為15mm至18mm為宜,。
　　3.2.2 `點支承玻璃采光頂接縫膠的選用由于點支式玻璃采光頂?shù)臉嬙煨问剿鶝Q定了采光頂?shù)姆烙晁疂B漏的關鍵在于接縫處的處理,防水密封膠的選擇是實現(xiàn)性能的關鍵。
　　首先要按國標準的規(guī)定進行選材,此項對應的標準是JG/T882《幕墻玻璃接縫用封膠》,在標準中只規(guī)定了兩個位移能力級別20級和25級,在同一級別中有高模量和低模量兩種(高模量標記為H,低模量標記為L)為能適應采光頂在工作狀態(tài)時玻璃面板的,在接縫密封膠的選用時盡量適用高位移能力的,密封膠產(chǎn)品目前有些生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)生產(chǎn)出位移能力級別為50級,。

　　3.2.3 玻璃面板接縫密封膠的斷面形狀
　　一般的打膠要求是在防水接縫涂膠過程中將表面修整成凹弧形,。這樣的斷面有利于膠縫在變形時進行收縮。同時對于屋面而言,每一個接縫的水平高度要低于玻璃面板,形成凹槽,有利于排水導流,。(如圖3.2.3-1)
　　但是應當注意的是,接縫的涂膠是在施工現(xiàn)場進行的,對涂膠的質(zhì)量很難控制,。難免會出現(xiàn)氣泡、夾層,、脫層,、夾雜等瑕疵隱患,這樣就容易造成在接縫處漏水的現(xiàn)象。
　　我們通過對凹形膠縫的分析和大量的工程實踐,總結出一種新的打膠工藝,改變了膠縫斷面的形狀,使每一道膠縫都能可靠的起到防水防漏的作用,。
　　方法是:在一條膠縫上分成兩次涂膠的工藝,。先是按常規(guī)的打膠法進行接縫處理。當?shù)谝坏滥z固化后,在第一道膠的上面再打一道,并將形狀修整為凸弧形斷面,使之寬于第一道膠,讓第二道膠的兩邊粘接在接縫兩側玻璃面上（如圖3.2.3-2)

　　這種形式的打膠既擴大了粘結面和密封寬度,又有利于減緩局部應力(特別是在十字接口處),同時覆蓋了第一道密封膠在施工時可能出現(xiàn)缺陷,。有利于徹底消除滲漏的隱患,。
　　如采用凸形打膠玻璃接縫,在設計時應考慮到在局部凸起面上留有排水通道。
　　3.3 點支式玻璃采光頂天溝節(jié)點處理
　　3.3.1 排水系統(tǒng)可選擇有組織排水或無組織排水系統(tǒng),有條件的建筑應選擇有組織的排水
　　1)排水方向應直接明確,屋面檐口應設置集水,、排水天溝,宜采用內(nèi)排水和外排水落水排放系統(tǒng),。
　　2)在建筑的人流密集處和對落水噪音有限制的地方,應避免采用無組織排水系統(tǒng)。在嚴寒和寒冷地區(qū)應采取措施防止積雪融化后在屋面檐口處產(chǎn)生冰棱現(xiàn)象,。
　　3)在嚴寒地區(qū)的采光頂檐口和集水,、排水天溝處宜設置冰雪融化裝置。
　　3.3.2 天溝槽的設計應考慮
　　1)排水天溝宜采用防腐性能好的金屬材料,厚度不應小于2.0mm,。
　　2)防水系統(tǒng)宜采用兩道以上的防水構造,。防水系統(tǒng)應具各吸收溫度變化等所產(chǎn)生的位移的能力。
　　3)排水天溝的截面尺寸應根據(jù)排水計算確定,并在長度方向上應考慮設置伸縮縫,天溝連續(xù)長度不宜大于⒛m,。
　　4)天溝槽的設計時,在充分考慮到其自身的排水,、引水的功能外,還要考慮到排水天溝是整個采光頂系統(tǒng)的一個組成部分。其功能要完整,。特別是在保溫,、隔熱、隔聲及裝飾性能上要根據(jù)不同的項目進行專門的設計,。一般要求在天溝金屬槽的室內(nèi)則設置填充保溫棉,在可視部分包飾裝飾面層,。在天溝金屬槽的室外則涂防水油膏加防水卷材,這樣有利于減少噪聲,提高溝槽的防腐能力,提高使用壽命。(如圖3.3.2)
　　3.3.3 排水天溝的斷面節(jié)點設計
　　在排水天溝的斷面節(jié)點設計時應考慮到天溝的槽口與采光頂玻璃面板相交接處,、槽口與砼立面墻體與金屬屋面板交接處的構造處理,。使之能夠適應由于溫度或不利荷載所引起的變形及相對位置量,來保證其使用性能(如圖3.3.3)
　　天溝、檐溝與屋面交接處變形集中,容易開裂,為增強抗裂能力,應采用能夠吸收大變形量的密封膠,并且進行柔性連接,。

　　3.3.4 天溝落水斗及虹吸排水技術
　　當雨水,、雪水按照我們的要求匯人天溝內(nèi)就進人了有組織的排水的過程,一般情況下從天溝內(nèi)向外排水的方案有兩種:一是通過水的重力和天溝的排水坡度使雨水匯聚到落水斗處,通過排水管道有組織的排出,。這種方法簡單易維護,大量使用在建筑上。二是近年來引進的虹吸排水系統(tǒng)技術,。
　　虹吸式排水系統(tǒng)的基本原理是當天溝積水深度逐漸加大并超過雨水斗上表面高度,摻氣比值迅速下降為零,雨斗內(nèi)水流形成負壓或壓力流,瀉流量迅速增大,從而形成飽和排水狀態(tài),。其技術特點在于虹吸式雨水斗設計,水進人立管的流態(tài)被雨水斗調(diào)整,消除了由于過水斷面縮小而形成的旋渦,從而避免了空氣進人排水系統(tǒng),使系統(tǒng)內(nèi)管道呈滿流狀態(tài)。利用了建筑物高度賦予的勢能,在雨水的連續(xù)流轉(zhuǎn)過程中形成虹吸作用,導致水流速度迅速增大,實現(xiàn)大流量排水過程,。
　　3.3.5 我們應該注意的是在實際使用過程中,不論是落水斗或是虹吸系統(tǒng),在與天溝槽接口的位置都有過滲漏或異物堵塞的問題,所以我們在設計時也要充分考慮到使用的環(huán)境,必要時應在落水處增設防封堵構造,或溢流裝置,。防止雨水在不能及時排出的情況下向外溢出。
　　在設計坡度較大的排水天溝時應詳細計算最大匯水量和水流速,必要時可在天溝內(nèi)設置阻水板,、集水池等裝置來保證排水的順暢,。

　　3.4 點支式玻璃采光頂排煙窗節(jié)點處理
　　由于排煙、換氣,、維護等功能的需要,在玻璃采光頂?shù)钠矫鎯?nèi)設置可開啟扇來達到使用功能的需要,是在建筑中通常使用的手法,。其可開啟的面積分布在相關規(guī)范上都有詳細的規(guī)定。但在具體使用過程中,特別是在點支式玻璃采光頂設置排煙與建筑效果常常產(chǎn)生一定的矛盾,。其主要的問題是局部裝飾與整體裝飾效果不協(xié)調(diào)的問題,。只要建筑師對此引起足夠的重視,從整體綜合的角度考慮問題,就不會很難解決此項矛盾。
　　3.4.1 在工程實踐中我們發(fā)現(xiàn)采光頂上的可開啟天窗經(jīng)常出現(xiàn)以下問題:
　　1)氣密性,、水密性能達不到相關性能的設計要求,出現(xiàn)整體的保溫節(jié)能性能指標降低的問題;
　　2)由于開啟扇與固定邊框在設計上沒有充分考慮到使用條件,出現(xiàn)閉合不夠緊密,發(fā)生漏水的現(xiàn)象;
　　3)由于開啟扇與固定框沒有設置擋水、排水,、接露槽等構造,造成局部漏水,、滴水、耐久性差等現(xiàn)象;
　　4)電動開啟鉸鏈設計不合理,無法靈活開啟或關閉,導致開啟窗無法使用;
　　5)開啟窗的設置部位不合理,導致耐久性大大降低等,。
　　3.4.2 點支式玻璃采光頂排煙窗設計應考慮的問題:
　　點支式玻璃采光頂?shù)拈_啟扇(排煙窗)在設計時宜采用鋁框支承的結構形式,將開啟扇與固定框通過對功能節(jié)點設計,來達到開啟和閉合時的性能要求,。
　　開啟扇的尺寸分割不宜過大,要充分考慮到在電動開啟時撐桿所承受的重量。在選擇撐桿推力時,最好在其最大推力上再增加安全系數(shù),來保證使用功能,。(如圖3.4.2-1)

　　在開啟扇的設計時應考慮到排水的順暢性和在較大的雨,、雪氣候時能正常工作,建議在開啟扇的設計時其玻璃平面的高度要在采光頂玻璃平面上凸起8Omm以上,并在局部設擋水板或擋雪板,保證在極端狀態(tài)下使用功能(如圖3.4.2-2)
　　4 小結
　　近年來,我國內(nèi)陸采光頂工程數(shù)量多、面積大,、體型復雜,、支承結構新穎,總體技術水平不斷提高。在北京的奧運工程,、上海2010年世博會,、廣州⒛10年亞運會的工程項目上,點支式玻璃采光頂?shù)膽脼檫@些傳世的精美建筑增添了絢麗的光彩。隨著建筑技術的進一步提高,各種新材料,、新工藝不斷的成熟,更加新穎的結構形式和建筑效果的采光頂工程將出現(xiàn)在我們面前,這將無疑為采光頂?shù)脑O計與施工技術的提高提供了廣闊的舞臺,。

　　　參考文獻
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　　[6] 王德勤,姚裕昌,玻璃采光頂在大跨度屋蓋中應用的實踐與探索,《施工技術》,2002

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