专利名称：横向下沉式天窗结构的制作方法随着我国现代化水平的不断发展，工业化建设的步伐越来越快。但是，现 有的建设用地是有限的，有限的建设用地无法满足日益增加的建设需求，特别 地，现今的工业建设用地更是十分紧缺。工业建设项目因受建设场地地块条件 的局限，部分厂房的长度方向(纵向方向)不得不沿南北方向布置，最短的厂 房横向山墙面朝南向，无法利用自然光条件采光。另外，当厂房因受地块的限 制，其长度方向(纵向方向)不得不沿当地常年主导风向顺风方向布置时，该 厂房在常规天窗条件下利用自然条件实现通风的效果是极差的。在建筑领域，当厂房生产工艺允许利用自然光采光、允许利用自然通风条 件时，厂房却因其自身建设用地受限而无法用常规方法实现利用最佳自然通风 和采光条件时，该厂房是不符合工业建筑设计中规定的"尽可能利用自然条件 达到节约能源"设计原则的。面对上述问题，以往的部分厂房采用了一种下沉式天窗结构来解决。这种下沉式天窗结构大多数为小跨度结构形式，以12米、15米跨度居多，其屋架 构造为拱形。这种拱形的下沉式天窗结构在一定程度上解决了部分厂房无法充 分采光、通风的问题，但是，由于这种下沉式天窗结构采用了拱形屋架，拱形 屋架的结构特点使其无法充分有效地利用厂房自身的建筑构造一一屋架矢高、 厂房跨度一一来实现采光通风窗面积的最大化，没有充分利用厂房构件的原有 自身资源。由此可见，设计出一种使长度方向南北布置的厂房增强采光通风效果的天 窗结构是目前亟需解决的问题。
本实用新型的目的在于提供一种横向下沉式天窗结构，该横向下沉式天窗 结构可为排架式结构工业厂房提供良好的采光和通风效果，经济实用，安全可罪。4为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种横向下沉式天窗结构，其特征在于它包括两榀天窗构件，每榀天窗 构件由多个具有设定跨度、外轮廓呈梯形的天窗构件拼接组成，该两榀天窗构 件搭建在厂房的柱顶部且呈竖向设置于厂房的横向方向上，该两榀天窗构件的 下弦之间通过檩条相连，该两榀天窗构件之间具有一设定间距且该两榀天窗构 件相互平行，每榀天窗构件的顶端设有檐口板，该檐口板呈向两榀天窗构件之 间的空间内横向延伸状，两榀天窗构件互相相对的一侧均设有天窗组件，该天 窗组件包括天窗上档、天窗下档和窗扇，该天窗上档和天窗下档均通过天窗构 件上设有的相应预埋件与天窗构件相连，该窗扇位于天窗上档与天窗下档之 间，该窗扇的顶部与该天窗上档活动连接，该天窗上档与位于其上方的檐口板 之间设有天窗上档板，该两榀天窗构件的上弦之间设有支撑构件，在该两榀天 窗构件下部的设定位置之间设有屋面板，该屋面板与该天窗下档之间设有天窗 下档板，该屋面板上铺设有屋面面层。
在厂房的纵向方向上，每隔若干个柱距设有一所述横向下沉式天窗结构， 相邻的两个所述横向下沉式天窗结构之间通过屋面体系相连。
所述檩条包括边柱檩条和中部檩条，相对应设置的两个所述天窗构件设有 两个该边柱檩条和多个该中部檩条，该边柱檩条位于所述天窗构件的边缘处， 该中部檩条位于两个该边柱檩条之间。所述支撑构件由撑杆和斜撑构成。所述 斜撑包括第一斜撑和第二斜撑，该第一斜撑的尺寸与第二斜撑的尺寸不同。
所述屋面面层包括隔气层、保温层、找平层、防水层和保护层。
所述天窗构件由预应力钢筋混凝土制成。所述檩条由钢筋混凝土制成，所 述屋面板由预应力钢筋混凝土制成。
所述天窗构件的设定跨度为18米。所述两榀天窗构件之间的设定间距为6米。
本实用新型的优点是
1、本实用新型中的天窗构件的上弦之间设有支撑构件，该支撑构件可由 各种类型的钢支撑构成，例如，撑杆、第一斜撑、第二斜撑等，每种钢支撑的 结构和尺寸不相同，在本实用新型中，通过合理设计每种钢支撑的分布位置以 及各种钢支撑之间的连接构造关系，在设定跨度(例如18米)下，可使本实 用新型适用于8度抗震烈度区，例如，采用图3所示的支撑构件组成时，即可
达到8度抗震烈度要求，当然，本实用新型也同样适用于抗震烈度为7度、6
度等的地区，可见，本实用新型满足了我国绝大部分地区的使用条件，适用范
5围广。并且，这种钢支撑系统的结构重量轻、易于加工运输、易于施工安装。
2、 由于本实用新型的天窗构件采用预应力钢筋混凝土结构，优化了结构 杆件的受力和形式，故天窗构件的跨度可达到18米，并可连跨使用。与传统 的拱形屋架的下沉式天窗结构相比，本实用新型充分利用了梯形天窗构件的端 高，梯形天窗构件的端高使得窗扇的有效高度被大大增加，随之采光通风的有 效面积被大大增加，采光通风效果良好，最大限度地利用了自然条件，节约了 能源，符合国家的节能减排政策，而且本实用新型位于厂房的横向方向上，可 有效解决排架式结构工业厂房因受地块限制(长度方向不得不沿南北方向布 置)而带来的无法利用自然条件采光、通风的问题。
3、 本实用新型横向下沉式天窗结构的组成简单，符合工业建筑要求，窗
型规格统一，易于制作加工、现场安装及使用维护。
4、 当生产工艺不允许阳光直接照射在被加工工件的表面，但可利用自然
通风效果时，可采用本实用新型横向下沉式天窗结构。
本实用新型适用于那些处于特定条件(如因受地块限制，厂房长度方向不 得不沿南北方向布置)下的排架式结构工业厂房，其具有采光通风效果良好、 节能、构造合理成熟、实用、经济、安全可靠、抗震的特点。本实用新型适用 于机械、交通、冶金、化工、电子等各类排架式结构工业厂房。

图1是排架式结构工业厂房具有本实用新型横向下沉式天窗结构的屋面部 分的局部剖视示意图。
图2是图1的A-A剖视示意图的局部(省略支撑构件)。
图3是厂房外部顶端的局部结构示意图(省略天沟板等)。
图4是图3的B-B剖视示意图的局部。
图5是图3的C-C剖视示意图的局部。
图6是设定跨度内边柱檩条与中部檩条的分布示意图。
图7是天窗构件的局部结构示意图。
图8是图7的F方向示意图。
图9是中部檩条的大样图。
图IO是图9的G方向示意图。
图11是中部檩条的端部构造示意图。
图12是边柱檩条的大样图。
图13是图12的H方向示意图。图14是边柱檩条的端部构造示意图。
图15是撑杆的结构示意图。 图16是第一斜撑的结构示意图。 图17是第二斜撑的结构示意图。 图18是图3中的连接节点M处的连接示意图。 图19是图18的D-D剖视示意图。 图20是图3中的连接节点N处的连接示意图。 图21是图20的E-E剖视示意图。


以下结合附图对本实用新型进行详细描述。
如图1至图5所示，本实用新型横向下沉式天窗结构大体呈U型，它包括 两榀天窗构件，每榀天窗构件由多个具有设定跨度L、外轮廓呈梯形的天窗构 件101拼接组成(如图1所示，图1示出了一天窗构件以及该天窗构件上设置 的相应部件)，该两榀天窗构件搭建在厂房的柱顶部且呈竖向设置于厂房的横 向(跨度)方向上(如图3和图4所示)，该两榀天窗构件的下弦之间通过檩 条相连，该两榀天窗构件之间具有一设定间距D2 (即厂房的柱距，也即横向 下沉式天窗结构的窗井宽度)，且该两榀天窗构件相互平行(如图4所示，图 4示意性地表示出了天窗构件101的位置，图中省略了天窗组件等部件)。如 图2所示，每榀天窗构件的顶端设有檐口板107，该檐口板107呈向两榀天窗 构件之间的空间内横向延伸状(檐口出挑方向为天窗构件所在纵向平面外，檐 口板107的结构可根据厂房建筑要求设计)，两榀天窗构件互相相对的一侧均 设有天窗组件(也就是说，天窗组件设在两榀天窗构件之间的空间内，即设于 天窗构件101的内侧)。如图，该天窗组件包括天窗上档102、天窗下档103 和窗扇104，该天窗上档102和天窗下档103分别通过天窗构件101上设有的 相应预埋件而与天窗构件101相连，该窗扇104位于天窗上档102与天窗下档 103之间，该窗扇104的顶部与该天窗上档102活动连接(实际中，可根据需 要安装手动或电动开窗机)，该天窗上档102与位于其上方的檐口板107之间 设有天窗上档板105，该两榀天窗构件的上弦之间设有支撑构件(如图3)， 在该两榀天窗构件下部的设定位置之间设有屋面板110，该屋面板110与该天 窗下档103之间设有天窗下档板106，该屋面板IIO上铺设有屋面面层111。
实际应用时，在厂房的纵向方向上，每隔若干个柱距(一般为2~3个柱距) 可设有一个本实用新型横向下沉式天窗结构，相邻的两个横向下沉式天窗结构之间通过屋架、屋面板108、支撑等屋面体系相连，该屋面板108上铺设有屋 面面层109。屋面面层109与屋面面层111相同。实际中，天窗构件101可由 预应力钢筋混凝土制成，檩条由钢筋混凝土制成，屋面板108和110由预应力 钢筋混凝土制成，屋面面层109、 111可包括隔气层、保温层、找平层、防水 层和保护层。并且，天窗构件101的设定跨度L可设计为18米，两榀天窗构 件之间的设定间距D2可设计为6米，每个横向下沉式天窗结构的檐口板107 外侧设置的屋面板108的长度Dl可设计为6米，这样的设计符合工业建筑的 模数要求，便于工厂化生产及现场加工制作。
如图1和图5所示，具有本实用新型横向下沉式天窗结构的排架式结构工 业厂房上还设有天沟板200，相对应设置的两个天窗构件IOI两端部的上弦之 间各设有一该天沟板200，该天沟板200由钢筋混凝土制成。位于最外侧的天 沟板200与厂房外墙300相接，如图l。
如图7和图8所示，图中示意性地示出了天窗构件101的局部结构(图中 标注出了天窗构件的端高和矢高)以及天窗构件101上设置的预埋件的位置， 图中的黑色块代表预埋件。
如图1和图6所示，本实用新型中使用的檩条可包括边柱檩条112和中部 檩条113，相对应设置的两个天窗构件101需要设有两个边柱檩条112和多个 中部檩条113 (图6中示出了两个中部檩条113)。该边柱檩条112位于天窗 构件101的边缘处，该中部檩条113位于两个边柱檩条112之间。如图9至图 10，图中示出了中部檩条113以及设置在中部檩条113上的预埋件的位置，图 11示出了中部檩条113的端部构造以及端部上设置的预埋件的位置，图9至图 11中的黑色块和黑色长条代表预埋件。如图12至图13，图中示出了边柱檩条 112以及设置在边柱檩条112上的预埋件的位置，图14示出了边柱檩条112 的端部构造以及端部上设置的预埋件的位置，图12至图14中的黑色块和黑色 长条代表预埋件。
如图3、图15至图17所示，支撑构件由撑杆114和斜撑构成，其中，斜 撑可包括第一斜撑115和第二斜撑116。图15至图17分别示出了撑杆114、 第一斜撑115、第二斜撑116的结构。在实际设计中，为了达到8度抗震烈度 要求，在本实用新型中，如图3，设定跨度L内的支撑构件依次由第一斜撑115、 撑杆114、第二斜撑116、撑杆114、第一斜撑115相接构成，该第一斜撑U5 的尺寸与第二斜撑116的尺寸是不同的。如图18和图19，图中示出了撑杆114 和第一斜撑115与天窗构件101的连接结构(图3中的M连接节点处)。图20和图21示出了撑杆114、第一斜撑115和第二斜撑116与天窗构件101的 连接结构(图3中的N连接节点处)。
实际构建具有本实用新型横向下沉式天窗结构的排架式结构工业厂房的 步骤可为1)按照建筑要求，将天窗构件101横向搭建在厂房柱顶部的预定 位置处；2)安装边柱檩条112和中部檩条113; 3)在相应的两榀天窗构件下 部之间安装屋面板110以及在相邻两个横向下沉式天窗结构之间安装屋面板 108; 4)将支撑构件(如撑杆114、第一斜撑115和第二斜撑116)安装好；5) 安装天沟板200 (国内成型产品)；6)安装檐口板107; 7)依次顺序安装天 窗上档102、天窗上档板105、天窗下档板106; 8)现场制作天窗下档103; 9) 安装窗扇104; 10)按照设计要求，在屋面板108上铺设屋面面层109 (如隔 气层、保温层、找平层、防水层和保护层)，在屋面板110上铺设屋面面层111 (如隔气层、保温层、找平层、防水层和保护层)，至此，排架式结构工业厂 房的横向下沉式天窗结构以及屋面系统构建完毕。
本实用新型的优点是
1、 本实用新型中的天窗构件的上弦之间设有支撑构件，该支撑构件可由 各种类型的钢支撑构成，例如，撑杆、第一斜撑、第二斜撑等，每种钢支撑的 结构和尺寸不相同，在本实用新型中，通过合理设计每种钢支撑的分布位置以
及各种钢支撑之间的连接构造关系，在设定跨度(例如18米)下，可使本实 用新型适用于8度抗震烈度区，例如，采用图3所示的支撑构件组成时，即可 达到8度抗震烈度要求，当然，本实用新型也同样适用于抗震烈度为7度、6 度等的地区，可见，本实用新型满足了我国绝大部分地区的使用条件，适用范 围广。并且，这种钢支撑系统的结构重量轻、易于加工运输、易于施工安装。
2、 由于本实用新型的天窗构件采用预应力钢筋混凝土结构，优化了结构 杆件的受力和形式，故天窗构件的跨度可达到18米，并可连跨使用。与传统 的拱形屋架的下沉式天窗结构相比，本实用新型充分利用了梯形天窗构件的端 高，梯形天窗构件的端高使得窗扇的有效高度被大大增加，随之采光通风的有 效面积被大大增加，采光通风效果良好，最大限度地利用了自然条件，节约了 能源，符合国家的节能减排政策，而且本实用新型位于厂房的横向方向上，可 有效解决排架式结构工业厂房因受地块限制(长度方向不得不沿南北方向布 置)而带来的无法利用自然条件采光、通风的问题。
3、 本实用新型横向下沉式天窗结构的组成简单，符合工业建筑要求，窗 型规格统一，易于制作加工、现场安装及使用维护。
94、当生产工艺不允许阳光直接照射在被加工工件的表面，但可利用自然 通风效果时，可采用本实用新型横向下沉式天窗结构。
本实用新型适用于那些处于特定条件(如因受地块限制，厂房长度方向不 得不沿南北方向布置)下的排架式结构工业厂房，其具有采光通风效果良好、 节能、构造合理成熟、实用、经济、安全可靠、抗震的特点。本实用新型适用 于机械、交通、冶金、化工、电子等各类排架式结构工业厂房。
以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域 的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实 用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实 用新型保护范围之内。