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《采光顶与金属屋面技术规程》JGJ255关键技术解析

来源:中国幕墙网收集整理  作者:姜仁  日期:2012-12-6
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【摘 要】:新版行业标准JGJ255-2012《采光顶与金属屋面技术规程》对采光顶与金属屋面的设计、结构计算、加工制作、安装施工和维护维修等作出了具体规定,提出了任意三角形玻璃面板计算计算方法;考虑孔边影响的四孔点支承玻璃计算方法;异形面板与副框结构胶计算理论;中空玻璃间层结构胶计算方法,并对光伏系统、抗风掀试验及性能分级方法、屋面“三性”试验方法等作出详细规定。本文对该规程关键技术问题进行介绍,希望对规程的理解和准确执行有所帮助。
【关键词】:采光顶 金属屋面 玻璃 光伏系统

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  2.2 采光顶与金属屋面的试验方法JGJ255《采光顶与金属屋面技术规程》采用两个附录对采光顶、金属屋面的物理性能检测方法进行了规定。

  2.2.1 金属屋面“三性”试验在JGJ255《采光顶与金属屋面技术规程》中,采用抗风压性能模拟荷载组合,试验样品按实际安装角度进行试验,其设备应具有以下组成部分:压力箱体、风压提供装置、淋水装置、压力测量装置、空气流量测量装置和位移测量装置,这些设备和装置能够满足面板、檩条安装、位移测量等需要,测试精度达到现行国家标准《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227 的要求。

  2.2.2 金属屋面抗风掀试验方法抗风掀性能是金属屋面抵抗由于风荷载产生的向上作用的能力。该规程等效采用美国标准UL580《Tests for Uplift Resistance of Roof Assemblies》。测试设备由两部分组成:上部压力箱和底部压力箱,中间部位安装金属屋面试件,其中上部压力箱采用波动加压,下部箱体为正压腔体。金属屋面性能分级与UL580 基本相同。

  3. 关于结构设计的基本规定和构造方面的规定
  3.1 结构设计基本规定
  1)荷载先进行组合,然后进行应力计算,还是先计算各类荷载的应力,然后进行应力组合,这个问题在现行国家标准GB50009《建筑结构荷载规范》中没有明确,当作用和作用效应为线性关系时,二者的计算结果相同,但考虑材料非线性和几何非线性后,其计算结果将有所不同。该规程采用GB50009 的方法,不出统一的组合公式,由使用者根据工程的实际情况和经验自行决定。

  2)承载力计算采用荷载设计值进行组合,挠度计算时采用荷载标准值进行组合。

  3)玻璃弯曲强度判据。玻璃采光顶荷载组合中,有长期荷载和可变荷载,通常长期荷载作用下,玻璃强度判据为立面玻璃强度的50%。为确保采光顶玻璃使用的安全性,在JGJ255《采光顶与金属屋面技术规程》中玻璃的强度判据取为立面玻璃强度的50%,不再区分长期荷载或其它荷载。

  4)平行于玻璃面板分量的考虑。荷载或作用按屋面或采光顶角度进行分解(第5.4.5 条),垂直与面板的分量产生弯曲作用,进行组合,平行于面板方向的分量将不考虑。

  5)在三角形面板承载能力计算中,以不同的边为计算特征长度,会出现三组不同的X,Y 方向的弯曲应力,为此JGJ255《采光顶与金属屋面技术规程》规定以长边为计算特征长度的一组为准,并按相关的规定进行判定。

  6)铝合金材料的泊松比问题。在现行行业标准JGJ133《石材幕墙');callServer('金属与石材幕墙');">金属与石材幕墙工程技术规范》中铝合金泊松比为0.33,但在国家标准GB50429《铝合金结构技术规范》中铝合金泊松比为0.30。经过多方查证,并参考欧洲规范《BS/EN1999-1-1:2007 Eurocode 9:Design of aluminium structures–Part 1-1:General structural rules》中的规定,最终在JGJ255《采光顶与金属屋面技术规程》中铝合金的泊松比取为0.30。

  3.2 构造方面的规定
  1)为控制采光顶玻璃向大尺寸发展的趋势,确保采光顶的安全性,该规程规定玻璃面板面积不宜大于2.5m2,长边边长不宜大于2m。

  2)关于采光顶与金属屋面的排水坡度,JGJ255《采光顶与金属屋面技术规程》规定:排水坡度应根据工程实际情况确定,采光顶、金属平板屋面和直立锁边金属屋面坡度不应小于3%。这条规定与2011 年颁布执行的国家标准GB50693《坡屋面工程技术规范》规定的5% 不同。主要原因是该规程所涉及的金属平板屋面和压型板金属屋面具有较强的排水能力,排水坡度3% 能够保证顺利排水。

  4. 玻璃及金属面板结构设计
  4.1 弹性薄板的设计计算
  4.1.1 应力与挠度的计算公式表达形式与建筑幕墙的计算公式保持一致:

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