采光顶与金属屋面技术规程 JGJ255-2012
1 总则
1.0.1 为贯彻执行国家的技术经济政策,使采光顶与金属屋面工程做到安全适用、技术先进、经济合理,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于民用建筑采光顶与金属屋面工程的材料选用、设计、制作、安装施工、工程验收以及维修和保养,适用于非抗震设计采光顶与金属屋面工程、抗震设防烈度为6、7、8度的采光顶工程和抗震设防烈度为6、7、8和9度的金属屋面工程。
1.0.3 采光顶与金属屋面应具有规定的工作性能。抗震设计的采光顶与金属屋面,在多遇地震作用下应能正常使用;在设防烈度地震作用下经修理后应仍可使用;在罕遇地震作用下支承构件等不得脱落。
1.0.3 采光顶与金属屋面应具有规定的工作性能。抗震设计的采光顶与金属屋面,在多遇地震作用下应能正常使用;在设防烈度地震作用下经修理后应仍可使用;在罕遇地震作用下支承构件等不得脱落。
1.0.4 采光顶与金属屋面工程设计、制作、安装和施工应实行全过程的质量控制。应从工程实际情况出发,合理选用材料、结构方案和构造措施,结构构件在运输、安装和使用过程中应满足承载力、刚度和稳定性要求,并符合防火、防腐蚀要求。
1.0.5 采光顶与金属屋面工程除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
条文说明
1.0.1 建筑幕墙、采光顶与金属屋面是重要的建筑围护结构,在我国获得蓬勃发展,其使用量已位居世界前列。在我国,建筑幕墙标准化已经形成相对独立、比较完善的体系,一系列标准已经陆续完成了制定或修订,但采光顶与金属屋面标准化体系还不够完善,不能满足工程的需要,因此为了使采光顶与金属屋面的设计、加工制作、安装施工和维修保养做到安全适用、经济合理,编制本规程。
采光顶常用的面板材料有玻璃、聚碳酸酯板等。面板支承方式也多种多样,主要包括框架支承和点支承,其中框架支承包括三边、四边、多边支承,与玻璃幕墙类似,框架支承还可分为明框、半隐框和隐框方式;点支承包括三点、四点、六点等支承方式,通过钢爪或夹板固定玻璃。聚碳酸酯板可采用平板、多层中空板等,其中U形中空板结构设计合理,防水性能好。采光顶的支承结构也千变万化,通常采用钢结构、铝合金结构或玻璃结构等,钢结构包括:刚性结构(梁、拱、树状支柱、桁架和网架、单层和双层网壳等)、柔性结构(张拉索杆体系、自平衡索杆体系、索网和整体张拉索穹顶等)和混合结构(同时采用刚性结构和柔性结构的支承体系)等。
金属屋面是20世纪60~70年代开始使用,近几年才大量应用的屋面系统,从发展阶段上看,由开始的金属平板类建筑幕墙系统发展到专业压型板(连续板材)类系统,在技术方面实现很大的飞跃。采用建筑幕墙构造的金属屋面可以参考幕墙类规范执行,技术方面相对成熟。采用压型板的金属屋面构造设计方面比较成熟,但在计算理论方面尚需进一步研究。通常压型板金属屋面可以分为四类:直立锁边屋面系统、直立卷边屋面系统、转角立边双咬合屋面系统和古典式扣盖屋面系统。
金属屋面是20世纪60~70年代开始使用,近几年才大量应用的屋面系统,从发展阶段上看,由开始的金属平板类建筑幕墙系统发展到专业压型板(连续板材)类系统,在技术方面实现很大的飞跃。采用建筑幕墙构造的金属屋面可以参考幕墙类规范执行,技术方面相对成熟。采用压型板的金属屋面构造设计方面比较成熟,但在计算理论方面尚需进一步研究。通常压型板金属屋面可以分为四类:直立锁边屋面系统、直立卷边屋面系统、转角立边双咬合屋面系统和古典式扣盖屋面系统。
直立锁边点支承屋面系统是通过专用设备或手工咬合工艺,将直立锁边板和T形支座咬合并连接到屋面支承结构的金属屋面系统,主要用于大跨度建筑屋面。其特点是:T形支座通过咬合方式连接,屋面板不设置穿孔,防水性能好;U形直立锁边板自身形成相互独立的排水槽,使屋面能够有效地进行排水,排水性能高;在面板和支座之间能够实现滑动,有效吸收屋面板因热胀冷缩等产生的温差变形,使得该系统在纵向超长尺寸面板的应用中有明显优势。
直立卷边咬合系统采用压型板三维弯弧,并进行立边卷边咬合,能够满足特异造型的需要,通常用于倾斜小于25°的屋面、球面及弧形屋面,在建筑外观要求比较时尚的建筑中应用较为广泛。该系统还具有立边高度小、板材损耗少、重量轻、安装方便等优点。
转角立边双咬合和古典式扣盖屋面系统应用较少,可参考本规程采用。
9度抗震设计的玻璃采光顶,工程经验不多。9度时地震作用较大,主体结构的变形很大,甚至可能发生比较严重的破坏,采光顶的设计、制作、安装施工需要采取更有效的措施,才能保证在9度抗震设防时达到本规程第1.0.3条的要求。因此,本规程尚未将9度抗震设计的采光顶列入适用范围。对因特殊需要,必须在9度抗震设防区建造采光顶工程时,应专门研究,并采取更有效的抗震措施。
太阳能光伏系统作为一种新型的绿色的能源技术,是国家重点支持的新能源领域。光伏建筑一体化是光伏系统应用的重要形式,为了更好地获得太阳能资源,通常将光伏系统与采光顶、金属屋面结合设计。因此为促进光伏系统在建筑中的应用,确保工程质量,本规程编制组在大量工程实例调查分析基础上,编制了光伏系统在采光顶、金属屋面工程中应用的要求。
雨棚结构设计形式多样,与开放式采光顶、金属屋面具有相似性,可参照本规程的相关规定执行。
1.0.2 本规程适用范围未包含工业采光顶与金属屋面工程,主要考虑到工业建筑范围很广,往往有不同于民用建筑的特殊要求,如可能存在腐蚀、辐射、高温、高湿、振动、爆炸等特殊条件,本规程难以全部涵盖。当然,一般用途的工业建筑,其玻璃与金属面板的设计、制作等可参照本规程的有关规定,有特殊要求的,应专门研究,并采取相应的措施。
1.0.3 采光顶与金属屋面应具有良好的抗风压、气密、水密、热工和隔声等性能。面板本身应具有足够的承载能力,避免在风荷载和其他荷载组合作用下破坏。我国沿海地区经常受到台风的袭击,设计中应考虑有足够的抗风能力。在风荷载作用下,采光顶与金属屋面和主体结构之间的连接件发生拔出、拉断等严重破坏的情况比较少见,主要问题是保证其足够的活动能力,使采光顶与金属屋面构件避免受主体结构过大位移的影响。
在地震作用下,采光顶与金属屋面构件和连接件会受到动力作用,防止或减轻地震震害的主要途径是加强构造措施。
在多遇地震作用下,采光顶与金属屋面不允许破坏,应保持完好;在设防烈度地震作用下,采光顶与金属屋面不应有严重破损,一般只允许部分面板破碎,经修理后仍然可以使用;在罕遇地震作用下(相当于比设防烈度约高1.0度,重现期大约1500~2000年,50年超越概率约2%~3%),可能会严重破坏(比如面板破碎),但支承结构、构件不应脱落、倒塌。这种规定与我国现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的指导思想是一致的。
在多遇地震作用下,采光顶与金属屋面不允许破坏,应保持完好;在设防烈度地震作用下,采光顶与金属屋面不应有严重破损,一般只允许部分面板破碎,经修理后仍然可以使用;在罕遇地震作用下(相当于比设防烈度约高1.0度,重现期大约1500~2000年,50年超越概率约2%~3%),可能会严重破坏(比如面板破碎),但支承结构、构件不应脱落、倒塌。这种规定与我国现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的指导思想是一致的。
1.0.4 采光顶与金属屋面在建筑物中既是建筑的外装饰,同时又是建筑物的外围护结构,是跨行业的综合性技术,从设计、材料选用、加工制作和安装施工等方面,都应从严控制,精心操作。因此,应进行采光顶与金属屋面生产全过程的质量控制,有效保证采光顶与金属屋面工程质量和安全。
虽然采光顶与金属屋面自身不分担主体建筑的荷载和作用,但它要承受自身受到的荷载、地震作用和温度变化等,因此,必须满足风荷载、雪荷载、积灰荷载、地震作用和温度变化对它的影响,使采光顶与金属屋面具有足够的安全性。
1.0.5 构成采光顶与金属屋面的主要材料有:钢材、铝材、玻璃、金属面板和粘结密封材料等,大多数材料均有国家标准、行业标准,在选择材料时应符合这些标准的要求。
在采光顶与金属屋面的设计、制作和施工中,密切相关的还有下列现行国家标准或行业标准:《建筑幕墙》GB/T 21086、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102、《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113、《建筑结构荷载规范》GB50009、《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210、《钢结构设计规范》GB50017、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018、《铝合金结构设计规范》GB 50429、《公共建筑节能设计标准》GB50189、《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》JGJ 203、《高层民用建筑设计防火规范》GB50045、《建筑设计防火规范》GB50016、《建筑物防雷设计规范》GB50057、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205、《屋面工程技术规范》GB50345和《屋面工程质量验收规范》GB50207等以及有关建筑幕墙物理性能方面的标准等,其相关的规定也应参照执行。
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