5.1 一般规定

5.1.1 采光顶和金属屋面应按围护结构进行设计，并应具有规定的承载能力、刚度、稳定性和变形协调能力，应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。

5.1.2 采光顶、金属屋面的面板和直接连接面板的支承结构的结构设计使用年限不应低于25年；间接支承屋面板的主要支承结构的设计使用年限宜与主体结构的设计使用年限相同。
5.1.3 直接连接面板的支承结构，其结构设计应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018和《铝合金结构设计规范》GB 50429的规定。

5.1.4 采光顶和金属屋面应进行重力荷载、风荷载作用计算分析；抗震设计时，应考虑地震作用的影响，并采取适宜的构造措施。当温度作用不可忽略时，结构设计应考虑温度效应的影响。

5.1.5 结构设计时应分别考虑施工阶段和正常使用阶段的作用和作用效应，可按弹性方法进行结构计算分析；当构件挠度较大时，结构分析应考虑几何非线性的影响。应按本规程第5.4节的规定进行作用或作用效应组合，并应按最不利组合进行结构设计。

5.1.6 结构构件应按下列规定验算承载力和挠度：

1 承载力应符合下式要求：

式中：
S——作用效应组合的设计值；
R——构件承载力设计值；
γ₀——结构构件重要性系数，可取1.0。
2 在荷载作用方向上，挠度应符合下式要求：

式中：
d_f——作用标准组合下构件的挠度值；
d_f,lim——构件挠度限值。

条文说明

5.1.1 采光顶和金属屋面是建筑物的外围护结构的一部分，主要承受直接作用其上的风荷载、重力荷载（积灰荷载、雪荷载、活荷载和自重）、地震作用、温度作用等，不分担主体结构承受的荷载和地震作用。采光顶和金属屋面结构体系应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的基本要求。

面板与支承结构之间、支承结构与主体结构之间，应有足够的变形能力，以适应主体结构的变形；当主体结构在外荷载作用下产生变形时，不应使构件产生强度破坏和不能允许的变形。

采光顶和金属屋面的主体结构（如大梁、屋架、桁架、板架、网架、索结构等）设计应符合国家现行有关标准的要求，本规程不作具体要求。

5.1.2 面板以及与面板直接连接的支承结构（主梁、次梁等）的受载面积小、影响面小，可按维护结构考虑，属于现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068中所说的“易于替换的结构构件”，因此其结构设计使用年限不应低于25年。间接支承面板的支承结构是大跨度、重载的屋面主要结构（如支承檩条的大梁、屋架、网架、索结构等），基本属于主体结构的范畴，其结构设计使用年限应与主体结构相同。

5.1.3 直接与面板连接的支承结构，一般是钢结构构件、铝合金结构构件，其结构设计应符合国家本条相关标准的规定。

5.1.4 重力荷载和风荷载是屋面结构承受的最主要荷载，结构设计应考虑这些荷载的组合及效应计算；在抗震设防地区，由于采光顶和金属屋面的面板和直接连接的支承结构一般尺度较小、重量较轻，地震作用相对风荷载一般较小，承载力和挠度验算时可忽略其作用。但在构造设计上适当加以考虑，以保证其抗震性能；温度等非荷载作用涉及温度场及适宜的分析方法，本规程没有给出明确的设计方法，当需要考虑时，应按国家有关标准的规定进行结构计算分析和设计。

5.1.5 对非抗震设防的地区，只需考虑风荷载以及积灰荷载、雪荷载、屋面活荷载、结构自重等重力荷载，必要时应考虑温度作用；对抗震设防的地区，尚应考虑地震作用影响。目前，结构抗震设计的标准是小震下保持弹性，基本不产生损坏。在这种情况下，构件也应基本处于弹性工作状态。因此，本规程中有关构件的内力和挠度计算均可采用弹性方法进行。对变形较大的场合（如尺度较大的金属面板、玻璃面板等），宜考虑几何非线性的影响。

在采光顶和金属屋面工程中，温度变化引起的对面板、胶缝和支承结构的作用效应是存在的。温度作用的影响一般可通过建筑或结构构造措施解决，而不一一进行计算，实践证明是简单、可行的办法。对温度变化比较敏感的工程，在设计计算和构造处理上应采取必要的措施，避免因温度应力造成构件破坏。

5.1.6 采光顶和金属屋面结构构件类型较多，主要承受重力荷载（活荷载、雪荷载、自重荷载等）、风荷载和温度作用，应分别进行承载力和挠度分析和设计。

承载力极限状态设计时，应考虑作用或作用效应组合；正常使用极限状态设计时，应考虑作用或作用效应的标准组合或频遇组合，此时，作用的分项系数均取1.0。本条给出的承载力设计表达式具有通用意义，作用效应设计值S可以是内力或应力，承载力设计值R可以是构件的承载力设计值或材料强度设计值。

结构或结构构件的重要性系数γ₀，主要考虑因素是结构或结构构件破坏后果的严重程度，应按结构构件的安全等级和不同结构的工程经验确定。采光顶和金属屋面属于建筑的外围护结构，其重要程度和破坏后果的严重程度通常低于主体结构。除预埋件之外，其余构件的安全等级一般不超过二级，按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068的有关规定可取为0.95；但是，采光顶和金属屋面大多用于大型公共建筑，正常使用中不允许发生破坏，而且对于玻璃面板而言，其破坏后坠落的后果还是比较严重的，因此，本条规定采光顶和金属屋面结构的重要性系数γ₀取1.0，是比较妥当的。

采光顶和金属屋面面板及金属构件（如主梁、次梁）习惯上不采用内力设计表达式，所以在本规程的相关条文中直接采用与钢结构、铝合金结构设计相似的应力表达形式；预埋件设计时，则采用内力表达形式。采用应力设计表达式时，计算应力所采用的内力（如弯矩、轴力、剪力等），应采用作用效应的基本组合，并取最不利组合进行设计。

和一般幕墙结构不同，采光顶和金属屋面的重力荷载、风荷载、竖向地震作用或作用分量往往不在同一方向上，所以在变形（挠度）控制时，应考虑不同作用的标准组合，以最不利组合效应进行变形控制。

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