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《采光頂與金屬屋面技術規程》JGJ255關鍵技術解析

來源:中國幕墻網收集整理  作者:姜仁  日期:2012-12-6
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【摘 要】:新版行業標準JGJ255-2012《采光頂與金屬屋面技術規程》對采光頂與金屬屋面的設計、結構計算、加工制作、安裝施工和維護維修等作出了具體規定,提出了任意三角形玻璃面板計算計算方法;考慮孔邊影響的四孔點支承玻璃計算方法;異形面板與副框結構膠計算理論;中空玻璃間層結構膠計算方法,并對光伏系統、抗風掀試驗及性能分級方法、屋面“三性”試驗方法等作出詳細規定。本文對該規程關鍵技術問題進行介紹,希望對規程的理解和準確執行有所幫助。
【關鍵詞】:采光頂 金屬屋面 玻璃 光伏系統

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  2.2 采光頂與金屬屋面的試驗方法JGJ255《采光頂與金屬屋面技術規程》采用兩個附錄對采光頂、金屬屋面的物理性能檢測方法進行了規定。

  2.2.1 金屬屋面“三性”試驗在JGJ255《采光頂與金屬屋面技術規程》中,采用抗風壓性能模擬荷載組合,試驗樣品按實際安裝角度進行試驗,其設備應具有以下組成部分:壓力箱體、風壓提供裝置、淋水裝置、壓力測量裝置、空氣流量測量裝置和位移測量裝置,這些設備和裝置能夠滿足面板、檁條安裝、位移測量等需要,測試精度達到現行國家標準《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》GB/T15227 的要求。

  2.2.2 金屬屋面抗風掀試驗方法抗風掀性能是金屬屋面抵抗由于風荷載產生的向上作用的能力。該規程等效采用美國標準UL580《Tests for Uplift Resistance of Roof Assemblies》。測試設備由兩部分組成:上部壓力箱和底部壓力箱,中間部位安裝金屬屋面試件,其中上部壓力箱采用波動加壓,下部箱體為正壓腔體。金屬屋面性能分級與UL580 基本相同。

  3. 關于結構設計的基本規定和構造方面的規定
  3.1 結構設計基本規定
  1)荷載先進行組合,然后進行應力計算,還是先計算各類荷載的應力,然后進行應力組合,這個問題在現行國家標準GB50009《建筑結構荷載規范》中沒有明確,當作用和作用效應為線性關系時,二者的計算結果相同,但考慮材料非線性和幾何非線性后,其計算結果將有所不同。該規程采用GB50009 的方法,不出統一的組合公式,由使用者根據工程的實際情況和經驗自行決定。

  2)承載力計算采用荷載設計值進行組合,撓度計算時采用荷載標準值進行組合。

  3)玻璃彎曲強度判據。玻璃采光頂荷載組合中,有長期荷載和可變荷載,通常長期荷載作用下,玻璃強度判據為立面玻璃強度的50%。為確保采光頂玻璃使用的安全性,在JGJ255《采光頂與金屬屋面技術規程》中玻璃的強度判據取為立面玻璃強度的50%,不再區分長期荷載或其它荷載。

  4)平行于玻璃面板分量的考慮。荷載或作用按屋面或采光頂角度進行分解(第5.4.5 條),垂直與面板的分量產生彎曲作用,進行組合,平行于面板方向的分量將不考慮。

  5)在三角形面板承載能力計算中,以不同的邊為計算特征長度,會出現三組不同的X,Y 方向的彎曲應力,為此JGJ255《采光頂與金屬屋面技術規程》規定以長邊為計算特征長度的一組為準,并按相關的規定進行判定。

  6)鋁合金材料的泊松比問題。在現行行業標準JGJ133《石材幕墻');callServer('金屬與石材幕墻');">金屬與石材幕墻工程技術規范》中鋁合金泊松比為0.33,但在國家標準GB50429《鋁合金結構技術規范》中鋁合金泊松比為0.30。經過多方查證,并參考歐洲規范《BS/EN1999-1-1:2007 Eurocode 9:Design of aluminium structures–Part 1-1:General structural rules》中的規定,最終在JGJ255《采光頂與金屬屋面技術規程》中鋁合金的泊松比取為0.30。

  3.2 構造方面的規定
  1)為控制采光頂玻璃向大尺寸發展的趨勢,確保采光頂的安全性,該規程規定玻璃面板面積不宜大于2.5m2,長邊邊長不宜大于2m。

  2)關于采光頂與金屬屋面的排水坡度,JGJ255《采光頂與金屬屋面技術規程》規定:排水坡度應根據工程實際情況確定,采光頂、金屬平板屋面和直立鎖邊金屬屋面坡度不應小于3%。這條規定與2011 年頒布執行的國家標準GB50693《坡屋面工程技術規范》規定的5% 不同。主要原因是該規程所涉及的金屬平板屋面和壓型板金屬屋面具有較強的排水能力,排水坡度3% 能夠保證順利排水。

  4. 玻璃及金屬面板結構設計
  4.1 彈性薄板的設計計算
  4.1.1 應力與撓度的計算公式表達形式與建筑幕墻的計算公式保持一致:

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