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單層廠房中由於採光和通風要求所設置的天窗一般有:縱向上承式天窗、橫向下沉式天窗、天井式天窗和平天窗等。橫向下沉式天窗、天井式天窗和平天窗都是利用屋架兼作天窗,不需另設天窗架、擋風板支架和擋風板等。
本文主要敘述支承於屋架上弦的縱向天窗中矩形天寶架的設計、計算和構造。
天窗結構通常由天窗架、檁條(或大型屋面板)、側窗橫檔和天窗架支撐系統組成。
矩形天窗架的常用形式主要有三鉸拱式、三支點式和多豎杆式。
1.三鉸拱式(圖1 a,b)
三鉸拱式天窗架由兩個三角形桁架組成,天窗架只有兩點與屋架鉸接,製作簡單,便於運輸和組裝。由於頂鉸的存在,安裝時穩定性較差,且傳給屋架的集中荷載較大,故常用於天窗架跨度較小的場合。
2.三支點式(圖 1 c、d)
三支點式天窗架由天窗架側柱和三角形桁架組成,其與屋架連接的節點較少,整體剛度較大,常與屋架分別吊裝,施工較方便,宜用於天窗架跨度較大的情況。
3.多豎杆式(圖1 e、f)
多豎杆式天窗架由支於屋架節點上的豎向壓桿,上弦杆和斜腹杆組成。其構造簡單受力明確,運輸方便,但與屋架的連接節點較多,現場安裝工作量較大,多用於天窗高度不太高而跨度較大的場合。
天窗架的跨度和高度應根據廠房的採光和通風要求確定。天窗架的跨度一般為屋架跨度的1/3~1/2,高度為其跨度的1/5~1/2.
天窗架上弦坡度與節間劃分一般與屋架上弦相同。為使天窗架上弦杆不受局部彎矩,檁條或屋面板主肋應儘量位於節點上:(石棉瓦類輕型屋面的綴條除外)
所有天窗架的側柱和中間豎杆,均支於屋架的節點上。
（表1）列出常用天窗架跨度、窗扇高度、天窗架形式與相配合的鋼屋架跨度;
對於抗震風,天窗架的設置應符合下列要求：
(1)天窗官採用突出屋而較小的避風型天窗,有條件或9度時宜採用下沉式天窗。
(2) 8度和9度時,天窗架宜從廠房單元端部第三柱間開始設置。
(3) 天窗屋蓋、端壁板和側板宜採用輕型板材。
為了更好地組織通風和排氣,避免氣流倒灌,通常需要設置擋風板。擋風板有豎直(圖2 a)和向外傾斜(圖2 b)兩種。擋風板一般採用波形石棉瓦、壓型鋼板等輕質材料,其下端與屋蓋頂而應留至少50mm的間隙。
擋風板支架有支承式和懸掛式兩種。支承式的立柱下端支承於屋蓋上,上端用橫杆與天窗相連(圖2 a),杆件少,用錒省;但立柱與屋蓋連接處的防水處理複雜,處理不當容易漏水。懸掛式的擋風板支架則由連接於天窗架側柱的杆件組成(圖2 b),擋風板荷載全部傳給天窗架側柱,特別是天窗側柱因擋風架的水平集中力引起較大的彎矩,所需杆件截面較大。
天窗端部通常採用波形石棉瓦、壓型鋼板等作為圍護結構。支承圍護材料的橫樑可平行於屋面位置(圖3 a),也可水平放置(圖3 b)。橫樑一般支承於天窗架的豎杆上,對三鉸拱式天窗架,屋脊處應另加豎杆(圖3 a)
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