点式玻璃采光顶的防水坡度设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种点式玻璃采光顶的技术领域，特别设及一种点式玻璃采光顶的防 水坡度设计方法。
【背景技术】
[0002] 玻璃采光顶主要是为解决建筑的内部采光问题而产生，早期于十九世纪中叶就已 出现（1851年伦敦博览会"水晶宫"大厦）。玻璃采光顶可充分利用自然光，增加建筑与环 境的亲和力，因此在建筑中被广泛采用。
[0003] 玻璃采光顶在建筑物顶部，直接接受包括自然雨水、积雪等雨水来源。玻璃采光顶 最常见的质量问题就是雨水渗漏。玻璃采光顶防水基本方法，归纳起来有两种：一是"导"， 利用玻璃采光顶的坡度，将顶面雨水因势利导的迅速排除，使渗漏的可能性减少到最低；二 是"堵"，利用防水材料，堵塞玻璃、构件间的缝隙，W防止雨水渗漏。其中，第一种是主要方 面，防水效果好，省工、省料。因此，玻璃采光顶的防水措施，应W第一种为主。
[0004] 由于玻璃采光顶设置排水坡度，就可W实现自然排水。因此，玻璃采光顶的防水， 设计上的关键就是防水坡度的选择。玻璃采光顶的防水坡度选择，既要满足建筑外观和构 造的需要，也要能满足排水的需要。建筑上，玻璃采光顶从外观和构造角度考虑，屋面坡度 希望尽量平缓，防水坡度一般不会设置太大；而从防水功能角度考虑，为满足排水的需要， 屋面防水坡度希望设置大一点。因此，应合理选择采光顶防水坡度，在满足排水需要的情况 下，选择尽量小的防水坡度。 阳0化]建筑上，屋面通常采用的防水坡度为2%。对于采用不具有吸水性、表面光滑的玻 璃材料组成的玻璃采光顶来说，玻璃采光顶的防水坡度可W小于2%，但也还是需要保留一 定的排水坡度。
[0006] 而点式玻璃采光顶的特殊性在于：点式支承的玻璃在自重作用下存在较大的变 形，比四边支承玻璃的变形大得多。玻璃的下晓变形实际上相当于减少了玻璃局部的排水 坡度。过大下晓变形还有可能超过设计防水坡度下玻璃的排水高差，将玻璃局部的排水高 差变成负值，运时就会造成玻璃局部的积水现象。
[0007] 例如：某一点式玻璃采光顶工程，发现采光顶玻璃积水严重。 阳00引该工程采用ImX2m的6/1. 52PVB/6夹胶玻璃，整体设2%防水坡度。请见图1，其 为玻璃排水高差计算图。
[0009] 按2%防水坡度、2000mm长边计算，玻璃端部排水高度差为：
[0010] Ah=bX口 = 2000X2%= 40mm
[0011] 玻璃中部的排水高差为玻璃端部高差的一半，即为20mm。 阳01引玻璃中部的最大晓度df，按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009中公式 (9. 3. 3_1)计算：
[0014] 其中：
[0015]ii--玻璃晓度系数，按玻璃短边与长边之比
，查表化3. 3)得到， y= 0. 01417
[0016] q--玻璃重力荷载的标准值，q= 12mmX25.SkNzW= 0. 3072kPa
[0017] b--玻璃长边长，b= 2m 阳01引 D--玻璃的刚度，按按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009中公式巧.3. 3-2) 计算：
[0020]E--玻璃的弹性模量，E= 0. 72Xl〇5MPa阳02UV--玻璃的泊松比，V= 0. 2
[0022] te--玻璃的等效厚度
[0027] 玻璃中部在重力作用下，其下晓度超过了玻璃中部的排水高差达25. 8-20 = 5.8mm。运就是玻璃产生积水的原因。
[0028] 由此可见，即使设置2%的防水坡度，玻璃在重力作用下，其中部仍可能出现排水 高差不够问题，不可避免地产生积水现象。
[0029] 有鉴于此，为了设计出合理的防水坡度，本发明人基于相关领域的研发，并经过不 断测试及改良，进而有本发明的产生。
【发明内容】
[0030] 本发明的目的是提供一种点式玻璃采光顶的防水坡度设计方法，可在保证点式玻 璃采光顶不积水的情况下，得出采光顶应保留的最小防水坡度。
[0031] 为达上述目的，本发明提供一种点式玻璃采光顶的防水坡度设计方法，其选用夹 胶玻璃，所述的夹胶玻璃包含两片厚度均为t的玻璃，其具有如下设计步骤：
[0032] 1)计算夹胶玻璃在重力作用下玻璃中部的下晓度应满足的条件：
[0034] 其中：
[0035] df-玻璃中部的最大晓度；
[0036] Ah-玻璃端部排水高度差；
[0037] b-玻璃长边长；
[0038] a-玻璃采光顶的防水坡度；
[0039] 2)计算夹胶玻璃的中部在重力作用下的最大晓度df:
阳OW其中： 阳0创 V-玻璃的泊松比； 阳0创 E-玻璃的弹性模量；
[0044]Tg-玻璃的重力密度标准值； W45]y-玻璃晓度系数；
[0046] 3)根据步骤1)和步骤2)中的两个公式，得出对防水坡度a的要求：
[0048] a。为在保证点式玻璃采光顶不积水的情况下，采光顶应保留的最小防水坡度。
[0049] 所述的点式玻璃采光顶的防水坡度设计方法，其中，所述的夹胶玻璃由两片厚度 均为5mm的玻璃组成，点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度最大值的关系表格为：
[0051] 点式玻璃义光顶玻璃重力下防水坡度最小值的关系表格为：
[0052]
[0053] 所述的点式玻璃采光顶的防水坡度设计方法，其中，所述的夹胶玻璃由两片厚度 均为6mm的玻璃组成，点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度最大值的关系表格为：
[0055] 点式玻璃采光顶玻璃重力下防水坡度最小值的关系表格为：
[0056]
[0057] 所述的点式玻璃采光顶的防水坡度设计方法，其中，所述的夹胶玻璃由两片厚度 均为8mm的玻璃组成，点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度最大值的关系表格为：
阳059]点式玻璃采光顶玻璃重力下防水坡度最小值的关系表格为 [0060]
[0061] 所述的点式玻璃采光顶的防水坡度设计方法，其中，所述的夹胶玻璃由两片厚度 均为IOmm的玻璃组成，点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度最大值的关系表格为：
[0063] 点式玻璃采光顶玻璃重力下防水坡度最小值的关系表格为：
[0064]
[0065] 所述的点式玻璃采光顶的防水坡度设计方法，其中，所述的夹胶玻璃由两片厚度 均为12mm的玻璃组成，点式玻璃义光顶玻璃重力下晓度最大值的关系表格为：
[0067] 点式玻璃采光顶玻璃重力下防水坡度最小值的关系表格为
[0068]
[0069] 本发明的有益效果是：通过本发明所提供的设计方法，能够在保证点式玻璃采光 顶不积水的情况下，得出采光顶应保留的最小防水坡度，从而实现自然排水。
【附图说明】
[0070] 图1为玻璃排水高差计算图；
[0071] 表1-1为夹胶玻璃内、外片厚度均等于5mm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度 最大值的关系表格； 阳072] 表1-2为夹胶玻璃内、外片厚度均等于5mm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下防水 坡度最小值的关系表格；
[0073] 表2-1为夹胶玻璃内、外片厚度均等于6mm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度 最大值的关系表格； 阳074] 表2-2为夹胶玻璃内、外片厚度均等于6mm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下防水 坡度最小值的关系表格；
[0075] 表3-1为夹胶玻璃内、外片厚度均等于8mm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度 最大值的关系表格； 阳076] 表3-2为夹胶玻璃内、外片厚度均等于8mm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下防水 坡度最小值的关系表格；
[0077] 表4-1为夹胶玻璃内、外片厚度均等于IOmm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度 最大值的关系表格；
[0078] 表4-2为夹胶玻璃内、外片厚度均等于IOmm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下防水 坡度最小值的关系表格；
[0079] 表5-1为夹胶玻璃内、外片厚度均等于12mm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下晓度 最大值的关系表格；
[0080] 表5-2为夹胶玻璃内、外片厚度均等于12mm时的点式玻璃采光顶玻璃重力下防水 坡度最小值的关系表格。
【具体实施方式】
[0081] 有关本发明为达到上述的使用目的与功效及所采用的技术手段，现举出较佳可行 的实施例，详述如下：
[0082] 由【背景技术】分析看来，玻璃采光顶防水坡度的选择，不仅要考虑采光顶整体的排 水坡度，更重要的是要考虑玻璃局部的排水高差问题。
[0083] 显然，要避免采光顶玻璃中部的积水现象，玻璃中部在重力作用下的晓度不能超 过玻璃在设计防水坡度下的排水高差。运就是对选择玻璃采光顶防水坡度的要求。
[0084] 也就是说，在重力作用下玻璃中部的下晓度应满足：
[0086]其中：
[0087] df--玻璃中部的最大晓度，可按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009中公式 (9. 3. 3-1)计算
[0088] b--玻璃长边长；
[0089] a--玻璃采光顶的防水坡度；
(式1)就是判断玻璃采光顶防水坡度选择是否合理的公式。运个 判断式，适用于所有玻璃采光顶，包括点式玻璃采光顶、玻璃雨棚。
[0091] 下面说明点式玻璃采光顶玻璃厚度与变形的关系：
[0092] 点式玻璃采光顶的玻璃一般采用夹胶玻璃，其中部在重力作用下的最大晓度df， 按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009中公式化3. 3-1)计算：
[0094] 考虑到绝大多数情况下，采光顶玻璃一般采用等厚两片玻璃的夹胶合成，因而，假 定采光顶的夹胶玻璃由厚度为ti=t2=t的两片玻璃组成。
[0095] 玻璃的重力密度标准值为Tg。贝1J，玻璃重力荷载的标准值为：
[0096]q= 丫g(ti+t2) = 2 丫gt
[0097] 玻璃的等效厚度为：
[0099]于是，（式2)可W继续简化为：
可见，点式玻璃采光顶 在其玻璃边长不变情况下，玻璃在重力作用下最大晓度与单片玻璃厚度的平方成反比。 [0102] 运说明，夹胶玻璃厚度的增加，将大大降低玻璃的重力晓度，例如，在当夹胶玻璃 的单片玻璃厚度由6mm变为8mm时，玻璃晓度将降为原来的56. 3%，效果十分明显。 阳103] W上面的工程为例，ImX2m的6/1. 52PVB/6夹胶玻璃经计算得到的玻璃下晓度为 25. 8mm。如果改为8/1. 52PVB/8的夹胶玻璃，玻璃下晓度将降为14. 5mm，降低了 25. 8-14. 5 =11.3mm。运时，玻璃重力下的晓度可W满足
前要求，玻璃中部不会产生积水现 象。 阳104]因此，点式玻璃采光顶防水坡度与玻璃厚度的关系为：
[0105]将（式如应用到<