玻璃采光顶破坏形式及加强措施分析
玻璃采光顶破坏形式及加强措施分析
高建 筑物 的安 全性 能 具有 重要 的意 义 。
与传 统建 筑材料 相 比 ， 璃 采光顶 还 具有 自重 轻 、 玻 装配
化程度 高 等特 点 。
１ 破 坏 形 式 及 影 响 因素
１１ 结 构 坍 塌 ．
中 图分 类号 ： Ｕ ７ ７６ Ｔ ６ ． 文献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ０ ４ ２ （０ １０ — ０ ７ ０ １０ — ７ ６２ １ ）１ ０４ — ４
ＡＮＡＬＹＳ Ｓ ｏ Ｎ Ｉ ＤＡＭ ＿ ＧＥ Ａ ＦｏＲＭ Ｓ ＡＮＤ ＳＴＲＥＮＧ ＴＨ ＥＮ
Ｍ ＥＡＳＵＲＥＳ ｏＦ ＧＬＡＳ ｏｏＦ ＳＲ
一
造成采 光 顶发 生坍 塌 的原 因可 归 结 为两 方面 ： 第 是 外力 的直接 作 用 ，采光顶 支承 结 构 的形式 包括 梁
ｅ ｕｃ ． ｄ ．ｎ
起 高度 是否能 满 足要 求等 ， 一切 正常 ， 若 则继 续 起 吊至
造型吻 合 。
ｇａ ｓ ｏ ｆ ｌｓ ｒｏ
玻璃 采 光顶 是现 代建 筑 中常用 的 屋面 形 式 ，它打
纠 正 ， 安 全隐 患 。因 此 ， 统分析 玻 璃采 光顶 破坏 形成 系
形 式及 影响 因素 ， 采取 科学 有效 的措 施消 除 隐患 ， 对提
破 了传统 屋面 的封 闭性 ， 用透 明 的玻璃 作为 面材 ， 采 不
第 ４ ２卷 第 １期 ２ １ 年 １月 ０１
Ｖ １ ２ Ｎｏ １ ｏ． ． ４ Ｊ ｎ ０ ａ ．２ １ １
Ａｒ ｈ ｔ ｃｕ ｅＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｃ ｉ ｔ ｒ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ
采光顶钢化玻璃破碎原因分析及预防措施探讨
采光顶钢化玻璃破碎原因分析及预防措施探讨作者：李光旭常记莽来源：《建筑与装饰》2019年第18期摘要本文通过对2个玻璃采光顶工程面板破碎情况的分析，总结出引起玻璃破碎的主要原因：钢化玻璃“自爆”、“热炸裂”、设计及安装工艺不规范，以及其他一些外部因素的影响，并针对破碎原因提出了相应的整改措施。
本文为玻璃采光顶的设计、安装及检测鉴定工作提供了参考。
关键词既有采光顶;钢化玻璃破碎;自爆;热炸裂前言既有建筑采光顶泛指已建成的采光顶。
作为建筑外装饰的一部分，钢化玻璃采光顶具有遮风、挡雨、采光等优良性能，通常被用于建筑中庭顶部或大厦出入口处。
近年来，玻璃采光顶的应用越来越广泛，但同时隐患也接踵而至。
如果既有采光顶出现钢化玻璃破碎的情况，将给周围人们的财产及生命安全带来巨大威胁。
事实表明，既有建筑工程的钢化玻璃破碎现象时有发生且不可避免，成为困扰建筑行业的老大难。
本文结合典型的工程案例，对玻璃破碎原因进行了深入分析与总结，并针对实际情况提出了防范整改措施，与大家共同探讨。
1 玻璃破碎案例原因分析1.1 工程案例一某大楼1位于福建省连江县，该大楼中庭位置采用钢结构支撑的水平隐框玻璃采光顶，标高约20m，面积约450m2。
面板采用8+12A+8+1.52PVB+8中空夹层钢化玻璃，夹层玻璃位于下侧。
该采光顶玻璃总片数约258片，自2018年12月竣工验收至2019年2月已陆续破碎10片，其中中空夹层钢化玻璃室外侧的单片玻璃破碎4片、夹层上侧玻璃破碎3片、夹层下侧玻璃破碎3片，且破碎的玻璃主要为较大规格尺寸的玻璃面板。
从上述信息来看，该中空夹层玻璃上、中、下三片玻璃各自的破碎片数较为均匀。
根据现场检验的实际情况，对造成该采光顶钢化玻璃破碎的主要原因总结如下：（1）钢化玻璃自爆。
现场对部分已破碎但仍处于原位置的钢化玻璃进行检验，发现裂纹从破碎点处向外放射延伸，在放射中心附近存在两块较大的碎片，形成类似蝴蝶翅膀的图案，业界将之称为“蝴蝶斑”;并且在破碎起点的玻璃截面上存在深色结石点，即硫化镍结石。
大型商业建筑采光顶玻璃破损原因分析
浙江 中国小商品城 集团股份有 限公 司 万国荣 上 海市建设 工程质 量检 测 中心 徐 勤
某 大 型 商 业 建 筑 总建 筑 面 积 约 ４ ６万 ｉ ，建 筑 ｎ ｚ 总高度 为 ２ ．７ 分地 上 五层 ， ３ ｍ， ９ 地下 一层 。一 至五层 为 市 场 摊位 ， 场 内设 中 央空 调 ， 季 制 冷 ， 季不 市 夏 冬
１玻 璃破 损 的原 因分 析 引起 玻 璃破 损 的原 因很 多 ，为彻 底查 清 症结 所
顶 的支撑 结 构采 用钢 结构 网架 ， 构 安装 牢 固可靠 。 结 采光 顶节 点 安装 牢 固 ， 撑结 构构 造 完好 ， 撑框架 支 支 无损 伤变 形 ， 内部 网架无 构造 性损 坏 。由该 因素导致 玻璃 破碎 的可 能性 不大 。
璃边缘直接接触型材的情况 ，同时附近同类型商业建
筑 项 目的采光顶并 未 出现 大面积 玻璃破 损 的情 况 ， 因
此该 因素并不是 引起破损 的主要原 因。
１ ． ２建筑 物沉 降及 钢结 构变 形
经 现 场对采 光 顶结 构 型式 、 安装 构造 检查 发 现 ， 该 工程 采光 顶 采用 隐框 方 式 固定 在 钢 网架上 ，采光
玻璃强度标准值 。 因此在设计玻璃幕墙节点时 ， 应使玻 璃 边缘与镶嵌槽底板 间留有 配合间隙 ，防止玻璃产生 挤压 应力 。在现场对所有采光顶检 查时未发现夹层玻
该 工 程 采 光 顶 共 有 钢 化 夹 胶 玻 璃 ３０ ６块 ， ９ 面 积 ６３２１其 中 （ｍｍ １１Ｐ Ｂ ８ ｍ） 隐 框 透 明 ２ １， １ ２ ６ ＋ ．４ Ｖ ＋ ｍ 全
（ ｍｍ＋１１ Ｐ ＋ ｍｍ） ８ ．４ ＶＢ ６ 。
玻璃采光顶施工难点及技术要点探讨
玻璃采光顶施工难点及技术要点探讨摘要：本文通过工程实例对玻璃采光顶施工难点及技术要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：玻璃采光顶、现场拼装、滑移就位一、概述随着城市化建设快速推进，城市建筑造型和装饰越来越新颖别致，采光顶幕墙被广泛应用到城市建筑物中去，为城市景观和城市生活带来了新的生机。
但是采光顶幕墙的施工需要在高空完成，项目工期紧张，交叉施工专业较多，作业难度大，有危险性较大。
笔者曾负责某大夏中庭屋面玻璃采光顶工程，安装位置为+35.800米标高处（即屋面柱墩顶），采光顶有7根主梁（东西向，其中3根为张弦主梁，焊接钢箱梁，下挂拉索；4根普通主梁，焊接钢箱梁），主梁跨度29.7米，施工难度相对较大。
下面通过这个项目施工管理实践，对采光顶玻璃幕墙施工难点及技术要点进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、施工难点本工程采光顶钢结构安装位置较高，为+35.800米相对标高处，且下方为中庭天井，给钢构件安装带来困难。
主梁跨度为29.7米，单件重量较重，中间无任何支点，给安装方式的选择带来困难。
由于塔吊所在位置距采光顶安装位置较远，塔吊的吊装能力不能满足一次性吊装到位。
由于采取大吨位吊车时，主体周围有地下室，其顶板承受力不能满足吊车荷载要求，因此，构件连接形式采用现场焊接拼装，并滑移就位。
三、施工部署及施工准备（1）根据设计确认的深化施工图纸，各有关人员熟悉图纸，由设计单位负责解答本次施工的关键问题，项目总工牵头组织项目技术、计划、采购、质检并进行技术交底。
（2）现场按照临水、临电方案做好水电布置工作。
根据技术方案要求组织施工机械及材料进场、报验、安装、调试工作，使其在施工过程中能满足工程需要。
各种计量、测量用具及时检查、送检并且检定证书及资料齐全。
同时与主体施工单位协调，利用塔吊作为采光顶材料垂直运输工具。
四、施工方案（1）钢结构制作。
钢结构全部采用工厂化加工制作，现场拼接的方法完成。
（2）钢构件运输。
规范玻璃采光顶(雨蓬)技术若干思考
规范玻璃采光顶(雨蓬)技术若干思考屋面用玻璃采光历史悠久，十八世纪后期就有了全部采用玻璃的屋盖（玻璃采光顶、玻璃房），近代建筑的发展，使玻璃采光顶（雨蓬）成为建筑功能（装饰）的重要组成部份。
在玻璃采光顶（雨蓬）大发展的同时，也出现了一些安全问题，如近年来发生的俄罗斯莫斯科德兰士瓦水上乐园玻璃屋顶垮塌事故、法国戴高乐机场2E候机楼屋顶突然倒塌事故、××天堂雨蓬夹层玻璃坠落伤人事件等，都提醒我们，对玻璃采光顶技术要进行规范化管理，现提出个人对规范玻璃采光顶（雨蓬）技术若干思考和全国同行讨论。
一、玻璃采光顶（雨蓬）与排水坡度现在有不少建筑师强调采光顶（雨蓬）水平平整，而玻璃板材中部是会挠曲的，这样在下雨时中部挠曲部份积水（积水必然积灰），天晴后雨水蒸发，在玻璃面上留下一层灰，使玻璃失去了既有风采，因此玻璃采光顶（雨蓬）最小设计排水坡度不应小于1/40（1/60+7‰，7‰为灰砂最小自净坡度），一般取3%（1/50+10‰）为好。
二、正确认识玻璃的安全使用。
现在有一些人提倡“使用安全玻璃”，甚至某些国家机关发出关于“使用安全玻璃”的规定，并规定“钢化玻璃”和“夹层玻璃”为安全玻璃，我认为这些规定是不科学的，把“钢化玻璃”和“夹层玻璃”规定为“安全玻璃”是没有科学根据的，在概念上是错误的。
世界上没有绝对安全的东西，一个产品在某种情况下具有一定的安全功能，但在另种情况下，则显得不安全或者妨碍安全，夹层玻璃和钢化玻璃也不例外，夹层玻璃是不飞散玻璃，在玻璃破碎时可防止碎片伤人，但一般工具不能将其破坏，如照某文件规定用于7层以上建筑窗户时，如果该房间发生火灾，消防队员无法将窗户上夹层玻璃破坏后将水枪伸入室内救火，或将窗户上夹层玻璃破坏后进入室内救人，成了救火（人）的障碍，就成了妨碍安全的东西了，钢化玻璃破碎时全裂为小的颗粒，但钢化玻璃自爆率很高，超高层建筑（如150米以上）上幕墙（窗户）上的钢化玻璃自爆，其碎粒（最大可为75mm长）从高空下落，其加速度产生的力足以致人死命。
(整理)如何控制点式玻璃采光顶的质量.
点式玻璃采光顶实际上是点式玻璃幕墙的一种特殊形式。
所谓点式玻璃幕墙是用金属连接件和紧固件将建筑玻璃与金属）或玻璃）支承结构连接成整体的新型组合式建筑结构形式。
它具有其他形式不可代替的优点一更通透、更安全、更灵活，使建筑的现代工艺美、技术美得以尽情地渲泻，因此，受到广大建筑师们的青睐。
随着现代建筑的发展，建筑师为了实现室内外环境的融合，在多层民用建筑中越来越多地采用设有中庭的结构形式，如商场、会展中心、文化场馆等。
这类建筑的中庭屋面大多采用大跨度的轻型钢结构，配以点支式玻璃板屋顶，较好地体现了建筑的艺术风格。
一、点式玻璃幕墙与一般玻璃幕墙的区别1.结构形式点式玻璃幕墙是采用计算机设计的现代结构技术和玻璃技术相结合的一种全新建筑空间结构体系，幕墙骨架主要由无缝钢管、不锈钢拉杆（或再加拉索）和不锈钢瓜件所组成，它的面玻璃在角位打孔后，用金属连接件连接到支承结构的全玻璃幕墙上。
而一般玻璃幕墙则多为平面框式、竖向杆件受力体系的结构。
2.玻璃固定形式点式玻璃幕墙的玻璃是用不锈钢爪件穿过玻璃上预钻的孔得以可靠固定的，而一般玻璃幕墙，如全隐式或半隐式都是用结构胶粘接固定在框架上的。
3.构件加工点式玻璃幕墙的主要金属构件，均需车钻、冲压机床的精密加工成批工厂化生产，现场安装精度高而质量好，而一般玻璃幕墙的铝合金多在施工现场就地依赖电动机具制作，加工略嫌粗糙，精度不高，效能低。
4.玻璃品种与规格点式玻璃幕墙所用的玻璃多为低辐射或白钢化中空玻璃，且对解决城市光污染有一定效果，玻璃规格限制不是那么严格。
而一般玻璃幕墙常采用镀膜反射玻璃，玻璃规格一般偏小。
二、点式玻璃幕墙的分类1.金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式，它是用金属材料做支承结构体系，通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面，十分安全可靠。
充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。
建筑工程中玻璃采光顶施工要点
建筑工程中玻璃采光顶施工要点玻璃采光顶由钢构和安全玻璃组成，按造型分为单体玻璃采光顶、群体玻璃采光顶和连体玻璃采光顶；按制作方法分为玻璃镶嵌式铝合金采光顶和铝合金隐框玻璃采光顶。
性能要求1、强度玻璃采光顶抵抗风(雪)荷载的能力，需注意各地区风速值，相应的风压值，及雪压值。
2、抗震性能玻璃采光顶在地震作用下的破坏情况主要为2个方面：主支承体系统破坏，支承体系统有的是钢筋混凝土框架，有的是球型网架，其抗震性能随设计不同而不同；主支承体系统良好无损，地震时铝合金玻璃采光顶自身破坏，这是玻璃采光顶本身因素造成的，须从玻璃采光顶本身的抗震设计考虑，考虑玻璃采光顶和主支承体的连接可靠性及抗挤压变形能力。
3、水密性指在风雨同时作用下或积雪融化、屋面积水情况下，玻璃采光顶阻止雨水渗漏内侧的能力，和暴风雨的风速、降雨量及积雪融化后的积水量有关。
应认真考虑玻璃采光顶的坡面设计坡度，以防结露滴落，而是沿玻璃下泄。
玻璃采光顶的杆件应有集水槽，将沿玻璃下落的露水汇集并使其顺集水槽流到室外，在设计时要作结露计算。
4、气密性密封的玻璃采光顶对气密性有严格的要求，空气渗透性能表示采光顶所有部位关闭状态下的玻璃采光顶的密封能力，气密性对使用空调的建筑物有较大影响。
5、保温性能指采光顶内外侧存在空气温差条件下，玻璃采光顶阻抗从高温向低温传热，及透射和吸收太阳辐射热后向内侧传热的能力。
玻璃采光顶的传热系数或传热阻抗因所用玻璃的不同而异。
应在设计中考虑隔声性能、防火设计、抗冲击性能等。
玻璃采光顶的构造设计与建筑材料、建筑物理、建筑设备及建筑施工等密切相关，是一项综合性技术。
其构造根据不同建筑的使用要求，不同地区的自然条件和不同的施工水平都有不同的要求，所以又是实践性很强的技术。
因此，要做好一个玻璃采光顶，首先要做好构造设计，在设计中实现美学处理适当、结构安全可靠、技术先进、经济合理，同时结合我国各地实际情况考虑玻璃采光顶不同的功能要求，综合分析，才能创造出最佳的构造方案，制作出美观实用和建筑物协调的玻璃采光顶。
玻璃采光屋面渗漏原因分析及防治
玻璃采光屋面渗漏原因分析及防治李伙穆某工程项目为钢筋混凝土框架结构，总建筑面积为8876平方米。
为提高采光效果，屋面设计采用夹层玻璃安装施工。
该工程验收交付使用后，业主多次反应下雨时，玻璃采光顶屋面出现渗漏现象。
施工单位为履行保修合同的义务，每次雨时均派工程技术人员对玻璃屋面进行全面的检查，找出渗漏水部位，并一一标明，待雨晴进行专门的处理。
根据检查发现，渗水部位具体如下：1）斜屋面两侧钢梁与墙体连接部位；2）玻璃与钢梁连接部位；3）玻璃斜屋面顶部与工字型钢筋混凝土弧形梁连接部位；4）玻璃与集水槽连接部位；5）集水槽与外露钢梁连接部位；6）两玻璃连接处上表面加设铝压盖部位；7）露台处铝塑板与玻璃之间及铝塑板与其下墙体连接部位等。
检查还发现：部分玻璃接缝处经修补嵌填弹性密封胶后还继续发生渗漏，接缝密封层开裂，脱粘等局部缺陷，渗漏水给使用单位造成了使用不便和不良影响，施工单位多次遭到使用单位的抱怨。
为彻底解决玻璃采光屋面渗漏水问题，施工单位根据调查情况，邀请了设计人员和有关专家，认真地对渗漏原因进行分析。
1造成玻璃采光顶屋面渗漏水的原因分析1．1结构接缝位移是否会造成渗漏的原因分析玻璃采光屋面出现渗漏，有人提出质疑，是否与结构构件位移有关，首先对结构构件位移情况进行分析。
引起屋面板接缝位移的因素来自多个方面。
依据结构安全的原则和结构密封粘结装配标准中指出，造成玻璃屋面伸缩位移原因包括：日照及环境温度变化使屋面板尺寸变化引起胶缝的拉伸——压缩位移，还有自重、变动风压荷载和局部集中荷载下因板产生挠度引起了胶缝尺寸的伸缩位移等。
考虑以上的各种因素情况下，经验算（计算过程略）其结构构件位移量为3.06mm。
现场多处抽样检查，结构构件接缝都在3.0～5.2mm之间。
根据JGJ102—2003玻璃幕墙工程技术规范规定：密封接缝的宽度不应小于6mm，这是为保证施工操作时密封胶挤注并充满接缝的最低要求，结构构件实际接缝是 3.0～5.2mm，虽大于理论计算的结构位移值3.06mm，但小于JGJ102--2003玻璃幕墙工程技术规范规定的6mm的要求。
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安装高度， 然后从下方观察工作面造型是否与周边板 后密封板上平面应平整、稳定、不透光，各预留孔位置准
造型吻合。
确。 吊顶板面积不大于1 500 m2，抽查点总数不少于5点。
将吊顶板与二次钢结构螺栓连接好并拧紧， 首先 吊顶板外饰面喷涂白色涂料，要求表面洁净、光亮、颜色
观察其水平位置是否准确，若有偏离，放下吊顶板，移 一致，无划痕、翘曲、裂缝和破损，造型自然流畅。
摘 要:玻璃采光顶兼有围护、采光和装饰功能，广泛应用于城市公共建筑。 通过对玻璃采光顶的破坏形式
和安全影响因素进行系统分析，从结构、构造、选材、施工、围护等方面总结玻璃采光顶安全设计要素和针对性的
安全加强措施，强调了及时消除安全隐患的重要性。
关键词:玻璃采光顶；破坏形式；加强措来自；框架式采光顶；点支承式采光顶
采光顶玻璃发生裂缝的情况各异， 可能出现一条 或多条裂缝。 框架式采光顶产生的裂缝多发起于玻璃 边缘。 点支承式采光顶的裂缝往往由支承点边缘发起 并逐步延伸（图2），也有的裂缝会发生在玻璃跨中。 夹 层钢化玻璃产生的裂缝可能如蛛网一样密集， 但在夹 层的作用下暂未脱落（图3）。
1.3 渗漏 渗漏是玻璃采光顶常见的质量问题，渗漏的水源
［2］ 严伟鸿，冼荣逊．刚性防水板在国家大 剧 院 壳 体 屋 面 上 的 应 用 ［J］． 建 筑 技 术 ，2007 ，38 （7）：535-538.
［3］ 冼荣逊， 严伟鸿． 国家大剧院音乐厅GRC吊顶的设计与安装技术 ［J］． 建 筑 技 术 ，2007 ，38 （9）：673-674.
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（1．College of Civil Engineering, Tongji University, 200092, Shanghai, China ； 2.China Building Decoration Association, 100037, Beijing, China ）
Abstract: Glass roof is widely used in city building for better enclosure, lighting and decoration. This article gives a discussion on damage forms and safety factors of glass roof, proposes strengthening measures on structure, construction, material, installation and maintenance, emphasizes the importance of eliminating potential safety problems.
2011 年 1 月
马锦明，等：玻璃采光顶破坏形式及加强措施分析
·49·
采取4点支承或多点支承的点支承式玻璃面板，支承点 位置的不同步变化会造成各点不共面， 对玻璃形成附 加作用。驳接爪与玻璃连接的部位是最薄弱的部位，玻 璃承受集中作用，易出现应力集中，产生裂缝。 在受弯 作用的情况下，玻璃的跨中往往因最大弯矩较大，易首 先形成裂缝。 1.4.2 型材腐蚀、裂缝
采光顶位于建筑物顶部， 构件接缝变化远大于普 通幕墙， 密封胶在复杂外力作用和强烈紫外线照射下 易老化；同时，采光顶的汇水面积大，突出的扣板、面材 挠曲都可造成表面积水，加速密封材料的老化。 因此， 若采光顶的防水设计不足或施工质量不佳， 较易发生 渗漏。 1.4 其他破坏形式
还有一些玻璃采光顶的破坏属于隐性破坏， 即破 坏造成的后果还未直接显现， 但存在的问题已对结构 安全形成潜在威胁，若不能得到及时修复，很可能继续 发展成为显性破坏，导致严重后果。 1.4.1 玻璃裂缝
第 42 卷第 1 期 2011 年 1 月 Vol．42 No．1 Jan． 2011
建筑技术 Architecture Technology
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玻璃采光顶破坏形式及加强措施分析
马锦明1, 张 芹2, 徐 伟1
（1．同 济 大 学 土 木 工 程 学 院 ，200092 ，上 海 ；2.中 国 建 筑 装 饰 协 会 ，100037 ，北 京 ）
1.4.3 密封材料老化 目前， 幕墙密封胶结材料的使用寿命远低于建筑
物的使用寿命，材料老化问题无法回避。尤其是采光顶 直接受到阳光照射、雨雪冲击、构件接缝变化的影响， 密封材料更容易老化，影响采光顶的密封性，容易造成 渗漏，甚至影响采光顶的受力性能，严重的可能发生面 材脱落。
2 安全性能加强措施
2.1 结构设计 玻璃采光顶承受的荷载有自重、风荷载、雨荷载、
构造设计直接影响到玻璃采光顶的安全性能，如 对采光顶玻璃的固定方法应根据工程的实际情况进行 选择。框架式采光顶宜采用硅酮结构胶胶缝固定玻璃， 如果采用镶嵌槽夹持固定玻璃时， 应掌握好玻璃与槽 口的配合尺寸，并采取必要的固定措施，以防玻璃破碎 后坠落。 点支承式采光顶可以采用玻璃面板正放于支 承结构上方的上擎式（图6），也可以采用玻璃面板倒挂 于支承结构下方的吊挂式（图7），从视觉效果而言,后 者较为简洁，但从安全角度看，前者更具优点。
Key words: glass roof; damage form; strengthening measure；frame type glass roof；point supporting type glass roof
玻璃采光顶是现代建筑中常用的屋面形式, 它打 纠正，形成安全隐患。 因此，系统分析玻璃采光顶破坏
中图分类号：TU 767.6
文 献 标 识 码 ：B
文 章 编 号 ：1000-4726 （2011）01-0047-04
ANALYSIS ON DAMAGE FORMS AND STRENGTHENING MEASURES OF GLASS ROOF
MA Jin－ming1, ZHANG Qin2, XU Wei1
破了传统屋面的封闭性，采用透明的玻璃作为面材，不 形式及影响因素，采取科学有效的措施消除隐患，对提
仅有效改善采光，还可减少灯光照明，节约能源消耗， 高建筑物的安全性能具有重要的意义。
与传统建筑材料相比，玻璃采光顶还具有自重轻、装配 化程度高等特点。
但玻璃采光顶的安全问题也较突出。 采光顶的破 坏可能源于多种因素，如组成材料的质量、各种外力作 用等，此外，建设者或使用者安全意识的淡漠以及维护 制度的缺失， 也易导致潜在问题不能得到及时发现和
玻璃采光顶的金属型材随时可能面临腐蚀的危 险， 如受到空气中某些成分的污染或与所接触的化学 品发生反应。 尽管型材在加工制作过程中经过防腐处 理， 但如果处理不当或使用中涂层破损而未得到及时 修复，金属型材就会慢慢发生腐蚀（图4）。 尽管构件由 腐蚀导致破坏的速度可能是缓慢的， 但危害程度在不 断加大，须及时修补。
建筑技术
第 42 卷第 1 期
系、拱结构、桁架、网架和网壳、拉索与拉杆结构等，受 力状况比立面幕墙更为复杂， 当外力作用的荷载效应 超过结构自身抗力时，采光顶就会发生破坏；第二是间 接作用，如温度作用，玻璃采光顶直接接受阳光照射， 在一年的不同季节和一天的不同时段， 阳光的照射情 况不断发生变化， 引起的温度变化导致结构构件形成 复杂应力和变形，尤其是地处寒冷地区的采光顶建筑， 冬季室内外温差高达几十度，会令结构受损、承载力降 低，甚至整体失效。 1.2 玻璃或构件坠落
雪 荷 载 、地 震 作 用 、施 工 和 运 营 维 护 荷 载 （图5）等 。 采 光 顶设计首先应充分考虑各类作用， 保证整体结构具有 足够的强度和稳定性。 其次,采光顶结构应具有足够的 刚度，过大的变形将影响玻璃采光顶的安全使用，可采 用预应力技术等方法减小结构挠度。 考虑到风压和地 震作用影响，采光顶的造型应尽量规则，以减少结构承 受的扭转作用。 根据具体情况对采光顶结构进行冗余 强度设计，形成一定的安全储备，保证结构在部分构件
出现问题时不会发生完全失效。 对于使用过程中可能发生的特殊情况， 应充分预
见考虑，如冰雹或高空坠物造成的冲击，南方地区偶降 大雪的荷载作用、强烈温度效应的影响等。尤其应强化 安全设计理念，在地震等严重自然灾害发生的情况下， 保证采光顶结构大震不倒，为人员疏散赢得时间。对寒 冷地区的采光顶工程还须进行防脆断设计。 2.2 构造设计
可能是雨水、积雪融化水，结露冷凝水也能形成滴水 落水和渗漏。 尽管渗漏一般不会造成直接的伤害事 故，但可能导致采光顶材料腐蚀失效和室内设备损坏, 影响建筑物的正常使用。
采光顶玻璃产生裂缝的主要影响因素既有直接作 用，包括超出承载设计的外力作用，也有间接作用，包 括过大的温度效应以及建筑物发生的不均匀沉降等。 尤其是采光顶的边界受力条件较设计假定和建造安装 的初始状态发生变化后，会引起结构内力的重分布，对
收 稿 日 期 ：2010－12-20 作者简介：马锦明（1970-），女，浙江海宁人，工学博士,e-mail:mjm@tongji.
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1 破坏形式及影响因素
1.1 结构坍塌 采光顶结构坍塌是程度最为严重的破坏形式。 由
于坍塌往往是在瞬间发生，难以实施预警和保护措施， 极 易 造 成 严 重 事 故 。 2004年2月 莫 斯 科 德 兰 士 瓦 水 上 乐 园发生的玻璃屋顶坍塌事故，即属于这一类破坏。
采光顶构配件松动脱落及玻璃破碎坠落， 虽是偶 发事件，但危险性很大。以一般采光顶的规模和高度考 虑，即使是钢化玻璃破碎的细小颗粒，坠落时也会形成 惊人的速度和破坏力。
采光顶发生玻璃破碎的原因主要有三方面：首 先，采光顶受到复杂的外力作用、不均匀沉降和温度 变化的影响，如对于框架式采光顶，玻璃露在型材框 架外的部分受到阳光照射， 与镶嵌在型材框架内的 部分形成温度差异，引起内力变化；其次，采光顶构 造问题， 如框架式采光顶用镶嵌槽夹持固定夹层玻 璃时，破碎的夹层玻璃易产生较大幅度的下垂挠曲， 从镶嵌槽中滑出而脱落下坠，发生整体脱框；还有一 些破坏是材料原因造成的， 如钢化玻璃在生产过程 中残留硫化镍微粒， 温度变化的影响可能使硫化镍 微粒发生微小的体积变化， 导致玻璃在使用过程中 发生自爆（图1）。