二、传统采光顶形式
目前传统的、国内现有的采光顶形式主要有以下两种，其构造和优缺点如下：
1、框架式隐(明)框玻璃采光顶
该形式采光顶主要采用横竖型材附着于主体钢结构之上，采用硅酮结构胶或铝压板固定玻璃，起到采光保温的功效。其特点是：安装简便，造价低廉，早期采光顶普遍采用，但具有防水性能一般，内外视效果较差，不够通透，采光受横竖型材影响的缺点。
2、点式玻璃采光顶
该形式采光顶主要采用不锈钢驳接系统将玻璃固接于主体钢结构之上。其特点是：结构形式新颖，采光效果好，目前在大量场馆上采用，但具有无法收集冷凝水;玻璃受力均为点受力，受力形式不好，玻璃易碎;玻璃采用点式安装，安装精度要求较高，三维调节差，适应变形能力小的缺点。
上述两种传统采光顶形式均无法满足本工程业主的需求。
三、鱼鳞型采光顶构造设计
针对传统采光顶的特点，结合合肥政务综合楼工程的独特需求，我们通过查阅大量的国内外建筑，发现德国议会大厦屋顶的采光顶形式独特，外观新颖，球体直径基本接近，为此，我们专门去德国进行现场考察，确定合肥政务综合楼阳光大厅采光顶采用鱼鳞型采光顶形式。由于该形式的采光顶以前我们从来没有接触过，国内外资料也没有详细的介绍，我们只有从功能和外形出发，研究采光顶的每一个细节，经过几周的潜心研究，我们终于设计出了一整套完整的独特的鱼鳞型采光顶节点、安装、吊运方案。
鱼鳞型采光顶外形独特、简洁，全部安装在外部进行，维修方便，还具有极好的节能遮阳效果。鱼鳞型采光顶结构，含有钢结构横向檩条、中空玻璃、辅助胶垫、密封胶等。在横向檩条的外侧设置受力牛腿，在受力牛腿空腔中插接并固定有可滑动的球头支耳，下横向受力龙骨安装在球头支耳上;在横向檩条的下侧设置钢板支耳，上横向受力龙骨连接在钢板支耳上;大片玻璃插接在下横向受力龙骨和上横向受力龙骨之间。小片玻璃与受力牛腿相连。在大、小片玻璃的夹角部位设置有冷凝水排泄口。
五、鱼鳞型采光顶结构设计原理
合肥政务综合楼阳光大厅鱼鳞型采光顶结构设计的安全性是我们考虑的首要任务，我们在结构设计时主要参考《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003、《建筑结构载荷规范》GB50009-2012、《采光顶与金属屋面技术规程》JGJ255-2012等规范，尤其是对主受力构件和玻璃按照业主提供的《合肥市政务文化新区政务综合楼阳光大厅玻璃穹顶平均风压分布数值风洞模拟》数值反复验算。
1、 玻璃计算
横向主型材力学模型可简化为三等跨连续梁(最大板块横型材长度为4400mm，支点距为1136mm)，横向主型材承受的水平荷载为面材传递的水平线荷载，横向主型材承受的竖向荷载为面材自重，因在4个连接耳板处分别设置了硬质垫块，所以面材自重荷载以集中荷载形式作用于横型材。该处采用有限元软件ANSYS进行分析，分析结果如下：
a、横梁强度校核
b、横梁刚度校核
由上图可知，横梁的最大挠度为0.21mm，小于横梁的最大允许挠度df,lim =1136/180=6.31mm，所选横梁的刚度满足设计要求。
四、鱼鳞型采光顶系统的优点
本工程中所采用的鱼鳞型采光顶具有以下优点：
1、结构简洁，内视光透性好，外形独特美观。
2、结构的所有结合工序均可在室外进行，使得分格大而厚重的玻璃的吊运和安装都很方便，使以后的维修也相对方便。
3、在大小玻璃的夹角处设置有冷凝水排泄口，便于因温差或其它原因而产生的积水能及时排走。
4、本结构中的球头支耳后端可在牛腿中滑动，以便于调节进出，其球头又可以在横向型材中转动，以适应鱼鳞型采光顶不同角度的变化。
5、本工程第一次采用了双银低辐射充氩气中空玻璃，该玻璃的U值仅为1.5，遮阳系数仅为0.30，保温及遮阳系数非常显著。
6、该玻璃采光顶造型独特，设计及施工难度很大，我们设计的节点很好的解决了这些问题，通过这个工程摸索出了一套完整的类似工程的安装工艺，对其它工程具有很好的借鉴作用。
7、该系统由于设计独特新颖，已于2007年8月获国家新型实用专利。
五、鱼鳞型采光顶的吊运及安装
合肥政务综合楼二区阳光大厅鱼鳞型采光顶是为钢结构穹顶形式玻璃幕墙，玻璃采用12+16+10+2.65+10mm双银低辐射充氩气中空钢化玻璃，玻璃板块分格大且超重，最大板块尺寸达4000*2000mm，重量达700kg，玻璃厚度50mm。由于钢结构跨度很大且全部漏空，采光顶施工作业条件十分恶劣，既没有施工脚手架也没有安全防护，因此施工难度系数和危险系数都很高。
1、鱼鳞型采光顶安装工艺及施工方案如下：
a) 安装工艺流程：
测量放线——纠偏及吊装设备的安装——钢结构氟碳喷涂（词条“氟碳喷涂”由行业大百科提供）——铝龙骨安装——玻璃尺寸反馈厂家——玻璃生产——玻璃吊装(调整)——电动开启窗安装——打胶——清洗——验收——交付使用
b) 测量及技术要求：
(1)用水平仪(管)复核玻璃下托架(钢牛腿)的水平，同一水平面的玻璃托架误差需控制在±2mm以内，钢牛腿角度
(2)用水平尺和钢卷尺复核玻璃上连接钢板的位置，每节横向梁上连接钢板高度需在同一水平线上，误差控制在±2mm以内，同时，连接钢板倾斜角度
(3)用水平仪检测一圈范围内的牛腿和钢支座板，要求控制标高在±3mm以内，超过误差范围内必须重新调整校正;
(4)用钢卷尺检查支座和牛腿分布间距，钢支座板的间距按设计严格控制在±2mm以内。
c)铝型材安装程序和步骤：
在屋面组装铝转接轴(KM.36)——安装玻璃下横料(KM.37)——安装玻璃上横料(KM.38)——调节上、下横料标高和对角线误差——紧固连接螺钉——安装玻璃胶条和垫块——隐蔽验收
d)玻璃转运和安装：
(1)用吊车将玻璃卸货至四区外环存放点——用叉车与吊车配合将下面六排玻璃整箱分批吊运至二区屋面——用龙门吊和玻璃运输车运至安装部位下方——将扒杆吊安装在第九排横向钢檩条上(活动卡扣)——用大型吸吊机吸附玻璃——(通过手拉葫芦与转向滑轮)吊运玻璃至相应安装部位——(通过手拉葫芦)调整、固定玻璃——(挪吊)依此将一至六排玻璃安装到位;(见图2)
(2)第七排以上玻璃由于主拱坡度逐渐变小，玻璃只能从地面直接起吊安装。首先，将扒杆吊按(见图3)布置，用1.5吨卷扬机作牵引动力设置在大厅地面，通过转向滑轮与吸吊机连接(玻璃板块)，直线起吊至对应洞口安装定位，通过手拉葫芦进行微调固定镙紧，然后将扒杆往上方逐步推进挪位，吊装下一块玻璃。
2、安全措施
安全生产是工程施工的重中之重，为此，我们在安装鱼鳞型采光顶时制定了下列安全措施。
1、在钢结构逐步成型过程，请总包单位将双层大眼和密目安全网跟进铺设在钢结构骨架上，形成一个个的兜网，防止施工过程中的坠落;
2、在幕墙骨架安装过程中，在主拱和横向檩条上布置ø18的安全保险绳，施工人员顺着保险绳上下左右行进;
3、在玻璃安装过程采用电动吸吊机，在玻璃起吊和安装过程，下方设置安全警戒线，派专职安全巡视员看护，防止他人进入吊装区域;
4、为防止玻璃在吊运过程出现翻转，采用手泵式吸盘配以揽风绳予以牵引导向，防止玻璃因碰撞破损坠落。
以上是我们对于合肥政务综合楼幕墙工程中设计和安装的鱼鳞型采光顶思路和构想，希望能抛砖引玉，激发大家的灵感，设计出更多更好更丰富的采光顶形式。
参考文献：
1、《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012
2、Norman Foster，“The Master Architect Series11-Selected and Current Works of Foster and Partners”，The images Publishing Group Pty Ltd， 1997。
3、David Jenkins，“On Foster……Foster On”，Prestel， 2000。
4、Martin Pawley，“Norman Foster- A Global Architecture”， Thames & Hudson， 1999。
5、Norman Foster“GA DOCUMENT EXTRA 12”， 1999。
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