62单层工业建筑天窗构造

第2章单层工业建筑天窗构造2.1矩形天窗矩形天窗具有中等的照度，光线均匀，防雨较好，窗扇可开启以兼作通风，故在冷加工车间广泛应用。缺点是构件类型多，自重大，造价高。为了获得良好的采光效率，矩形天窗的宽度b宜等于厂房跨度L的1/3-1/2，天窗高宽比h/b为0.3左右，相邻两天窗的轴线间距L0不宜大于工作面至天窗下缘高度H的四倍。第6篇工业建筑构造矩形天窗主要由天窗架、天窗扇、天窗屋面板、侧板及端壁等构件组成2.1矩形天窗矩形天窗内景矩形天窗内景矩形天窗和横向采光带矩形天窗和横向采光带2.1.1天窗架天窗架是天窗的承重构件，支承在屋架上弦上，常用钢筋混凝土或型钢制作。钢筋混凝土天窗架与钢筋混凝土屋架配合使用，一般为П形或W形，也可做成双Y形（图6-2-1-4（a））。常用的П形和W形钢筋混凝土天窗架的尺寸如表6-2-1-1。钢天窗架重量轻、制作及吊装方便，除用于钢屋架外，也可用于钢筋混凝土屋架。钢天窗架常用的形式有桁架式和多压杆式两种（图6-2-1-4（b））。2.1矩形天窗常用钢筋混凝土天窗架的尺寸（mm）表6-2-1-1天窗架形式П形W形天窗架跨度(标志尺寸)600090006000天窗扇高度120015002×9002×12002×9002×12002×150012001500天窗架高度2070237026703270267032703870195022502.1.1天窗架2.1矩形天窗天窗架天窗扇的主要作用是采光、通风和挡雨。常用木材、钢材及塑料制作，其中钢天窗扇应用最广。它的开启方式有两种：上悬式和中悬式。前者防雨性能较好，但开启角度不能大于450，故通风较差；后者开启角度可达600-800，故通风流畅，但防雨性能欠佳。2.1.2天窗扇2.1矩形天窗1、上悬式钢天窗扇①通长天窗扇(图6-2-1-5(a)):由两个端部固定窗扇和若干个中间开启窗扇连接而成，其组合长度应根据矩形天窗的长度和选用天窗扇开关器的启动能力来确定。②分段天窗扇(图6-2-1-5(b)):它是在每个柱距内分别设置天窗扇，其特点是开启及关闭灵活，但窗扇用钢量较多。2、中悬式钢天窗扇中悬钢天窗扇因受天窗架的阻挡只能分段设置，一个柱距内仅设一樘窗扇。2.1.2天窗扇2.1矩形天窗矩形钢天窗扇彩钢天窗扇天窗两端的承重围护构件称为天窗端壁（6-2-1-6）。通常采用预制钢筋混凝土端壁板或钢天窗架石棉水泥瓦端壁（图6-2-1-7）。前者用于钢筋混凝土屋架；后者多用于钢屋架。为了节省材料，钢筋混凝土天窗端壁常作成肋形板代替天窗架，支承天窗屋面板。端壁板及天窗架与屋架上弦的连接均通过预埋铁件焊接。2.1.3天窗端壁2.1矩形天窗天窗的屋顶构造一般与厂房屋顶构造相同。当采用钢筋混凝土天窗架，无檩体系大型屋面板时，其檐口构造有两类：①带挑檐的屋面板：无组织排水的挑檐出挑长度一般为500mm，（图6-2-1-8(a)）。②设檐沟板：有组织排水可采用带檐沟屋面板（图6-2-1-8(b)），或者在天窗架端部预埋铁件焊接钢牛腿，支承天沟（图6-2-1-8(c)）。2.1.4天窗屋顶和檐口2.1矩形天窗在天窗扇下部需设置天窗侧板，侧板的作用是防止雨水溅入车间及防止因屋面积雪挡住天窗扇。从屋面至侧板上缘的距离一般为300mm，积雪较深的地区，可采用500mm。侧板的形式应与屋面板构造相适应。当屋面为无檩体系时，侧板可采用钢筋混凝土槽型板（图6-2-1-9(a)）或钢筋混凝土小板（图6-2-1-9(b)）。当屋面为有檩体系时，侧板常采用石棉瓦、压型钢板等轻质材料，见图6-2-1-10。2.1.5天窗侧板2.1矩形天窗第2章单层工业建筑天窗构造2.2平天窗平天窗的类型有采光罩、采光板、采光带等三种（图6-2-2-1）。①采光罩是在屋面板的孔洞上设置锥形、弧形透光材料，图6-2-2-2(a)为弧形采光罩。②采光板是在屋面板的孔洞上设置平板透光材料，见图6-2-2-2(b)。③采光带是在屋面的通长(横向或纵向)孔洞上设置平板透光材料（图6-2-2-2(c)）。2.2.1平天窗类型平天窗类型虽然很多，但其构造要点是基本相同的，即井壁、横档、透光材料的选择及搭接、防眩光、安全保护、通风措施等。图6-2-2-3是平天窗（采光板）的构造组成。2.2.2平天窗的构造2.2平天窗1、井壁构造平天窗采光口的边框称为井壁。它主要采用钢筋混凝土制作，可整体浇注也可预制装配。井壁高度一般为150-250mm，且应大于积雪深度。图6-2-2-4（a）、（b）分别为整浇井壁和预制井壁的构造示例。2.2.2平天窗的构造2.2平天窗2、玻璃搭接构造平天窗的透光材料主要采用玻璃。当采用两块或两块以上玻璃时，玻璃搭接需要满足防水要求（图6-2-2-5）。2.2.2平天窗的构造2.2平天窗3、透光材料及安全措施透光材料可采用玻璃、有机玻璃和玻璃钢等。由于玻璃的透光率高，光线质量好，所以采用玻璃最多。从安全性能看，可考虑选择钢化玻璃、夹层玻璃、夹丝玻璃等。从热工性能方面来看，可考虑选择吸热玻璃、反射玻璃、中空玻璃等。如果采用非安全玻璃应在其下设金属安全网。若采用普通平板玻璃，应避免直射阳光产生眩光及辐射热，可在平板玻璃下方设遮阳格片。2.2.2平天窗的构造2.2平天窗4、通风措施平天窗的作用主要是采光，若需兼作自然通风时，有以下几种方式：①采光板或采光罩的窗扇做成能开启和关闭的形式（图6-2-2-6（a））。②带通风百页的采光罩（图6-2-2-6（b））。③组合式通风采光罩，它是在两个采光罩之间设挡风板，两个采光罩之间的垂直口是开敞的，并设有挡雨板，既可通风，又可防雨（图6-2-2-6（c））。④在南方炎热地区，可采用平天窗结合通风屋脊进行通风的方式（图6-2-2-6（d））。2.2.2平天窗的构造2.2平天窗采光天窗横向采光带屋顶采光带第2章单层工业建筑天窗构造用做通风的矩形天窗，为使天窗能稳定的排风，应在天窗口外加设挡风板。除寒冷地区采暖的车间外，其窗口开敞，不装设窗扇，为了防止飘雨，须设置挡雨设施。矩形通风天窗（图6-2-3-1）由矩形天窗及其两侧的挡风板所构成。2.3矩形通风天窗2.3.1挡风扳的形式及构造挡风板可做成垂直的、倾斜的、折线形和曲线形等几种形式（图6-2-3-2）。2.3矩形通风天窗挡风板支架两种支承方式：①立柱式（图6-2-3-3）②悬挑式（图6-2-3-4）。1、挡雨方式及挡雨片的布置天窗的挡雨方式可分为水平口、垂直口设挡雨片以及大挑檐挡雨三种（图6-2-3-5）。2.3.2挡风设施2.3矩形通风天窗•挡雨片的间距和数量，可用作图法求出。图6-2-3-6为水平口挡雨片的作图法：先定出挡雨片的宽度与水平夹角，画出高度范围h，然后以天窗口下缘“A”点为作图基点，按图中的1、2、3……各点作图，顺序求出挡雨片的间距，直至等于或略小于挡雨角为止，即可定出挡雨片应采用的数量。•挡雨角α的大小，应根据当地的飘雨角及生产工艺对防雨的要求确定。2、挡雨片构造挡雨片所采用的材料有石棉瓦、钢丝网水泥板、钢筋混凝土板、薄钢板、瓦楞铁等。当天窗有采光要求时，可改用铅丝玻璃、钢化玻璃、玻璃钢波形瓦等透光材料。2.3.2挡风设施2.3矩形通风天窗水平挡雨板构造下沉式天窗是在拟设置天窗的部位，把屋面板下移铺在屋架的下弦上，从而利用屋架上下弦之间的空间构成天窗。与矩形通风天窗相比，省去了天窗架和挡风板，降低了高度、减轻了荷载，但增加了构造和施工的复杂程度。根据其下沉部位的不同，可分为纵向下沉、横向下沉和井式下沉三种类型。其中井式天窗的构造最为复杂，最具有代表性，主要以它为例介绍下沉式天窗的构造做法。第2章单层工业建筑天窗构造2.4下沉式天窗2.4.1井式天窗构造井式天窗是将屋面拟设天窗位置的屋面板下沉铺在屋架下弦上，形成一个个凹嵌在屋架空间内的井状天窗（图6-2-4-1）。它具有布置灵活、排风路径短捷、通风性能好、采光均匀等特点。在热加工车间中广泛采用，一些局部热源的冷加工车间也有应用。2.4下沉式天窗1、布置形式井式天窗的基本布置形式可分为：一侧布置、两侧对称布置、两侧错开布置和跨中布置等几种(图6-2-4-2)。前三种称为边井式天窗，后一种称为中井式天窗。由基本布置又可排列组合成各种连跨布置形式（图6-2-4-3）。2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗2、井底板（1）横向布置（图6-2-4-4）井底板平行于屋架。它的一端支承在天沟板上，另一端支承在檩条上（边井式）；或两端均支承在檩条上（中井式）。檩条均支承在屋架的下弦节点上。井式天窗垂直口高度受屋架结构高度的限制，为了增大垂直口的面积可采用下卧式檩条、槽形檩条或L形檩条（图6-2-4-5），以降低板的标高，增大净空高度。2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗（2）纵向布置井底板垂直于屋架。它的两端支承在屋架的下弦上。为了方便搁置，井底板应做成卡口板或出肋板（图6-2-4-7）。也可采用F形断面板，由F板的纵肋支承在屋架下弦节点上。2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗2、井底板井口板构造形式有：①井口作挑檐②井口设挡雨片③垂直口设挡雨片3井口板及挡雨设施2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗3井口板及挡雨设施井口板构造形式有：①井口作挑檐②井口设挡雨片③垂直口设挡雨片2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗3井口板及挡雨设施井口板构造形式有：①井口作挑檐②井口设挡雨片③垂直口设挡雨片2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗4窗扇设置有采暖要求的厂房，需在井口处设窗扇，可在垂直口设窗扇或水平口设窗扇.2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗5排水措施井式天窗因屋架上下弦分别铺有屋面板，排水处理较复杂，排水方式有边井外排水（图6-2-4-13）和连跨内排水（图6-2-4-14）两大类。2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗6屋架选择屋架形式影响井式天窗的布置和构造（图6-2-4-15）。梯形屋架适用于跨边布置井式天窗。拱形或折线形屋架因端部较低，只适于跨中布置井式天窗。屋架下弦要搁置井底檩条或井底板，宜采用双竖杆屋架、无竖杆屋架或全竖杆屋架。2.4.1井式天窗构造2.4下沉式天窗2.4.2纵向下沉式天窗概述纵向下沉式天窗（图6-2-4-16）是将下沉的屋面板沿厂房纵轴方向通长地搁置在屋架下弦上。根据其下沉位置的不同分为：两侧下沉、中间下沉和中间双下沉三种形式。两侧下沉的天窗通风采光效果均较好，中间下沉的天窗采光、通风均不如两侧下沉的天窗，较少采用；中间双下沉的天窗采光、通风效果好，适用面大。2.4下沉式天窗横向下沉式天窗（图6-2-4-17）是将相邻柱距的整跨屋面板一上一下交替布置在屋架的上、下弦，利用屋架高度形成横向的天窗。横向下沉式天窗可根据采光要求及热源布置情况灵活布置。特别是当厂房的跨间为东西向时，横向天窗为南北向，可避免东西晒。2.4.3横向下沉式天窗概述2.4下沉式天窗第2章单层工业建筑天窗构造锯齿形天窗外观2.5锯齿形天窗及其它天窗为了保证采光均匀，锯齿形天窗的轴线间距不宜超过工作面至天窗下缘高度的2倍。因此,在跨度较大的厂房中设锯齿形天窗时，宜在屋架上设多排天窗（图6-2-5-2）。锯齿形天窗的构成与屋盖结构有密切的关系，种类较多，以下介绍常见的两种。2.5锯齿形天窗及其它天窗2.5.1锯齿形天窗1纵向双梁及横向三角架承重的锯齿形天窗它是两根搁置在T形柱上的纵向大梁、天沟板、三角架、屋面板和天窗扇及天窗侧板所组成。大梁和天沟板构成通风道，图6-2-5-3为其构造示例。当横向跨度较大和不需要设通风道的厂房，可直接由三角形屋架支承屋面板组成锯齿形天窗（图6-2-5-4，图6-2-5-5）。2.5.1锯齿形天窗横向木屋架锯齿形天窗内景横向木屋架锯齿形天窗内景横向木屋架锯齿形天窗内景天窗（图6-2-5-6）它也是由两根纵向大梁及天沟板组成通风道，但取消了横向三脚架，屋面板上端直接搁置在钢筋混凝土天窗框上上下端搁置在另一大梁上上与上一种相比，简化了构件类型和施工工序。图6-2-5-7为其构造示例。也可采用箱形梁替代两根纵向大梁（图6-2-5-