（3）主体钢结构层的设计
主体钢结构主次龙骨采用了焊接H型钢，主龙骨根据建筑短轴剖面造型加工成圆滑过渡的“门”型钢架，每轴线布置一榀，间距约7～8米，钢架之间由H型钢次梁连接，次梁间距约3米，整体钢结构在入口及采光顶等位置由弧形圈梁构造留出洞口，在中部突变位置靠钢结构杆件的三维空间变化形成造型。主体钢结构层不仅作为整个建筑的支撑结构，而且为建筑造型的最终形成提供了基础。主体钢结构层由浙江精工钢构公司设计施工。（如图2.3～2.6）
（4）屋面功能层的设计屋面功能层位于主体钢结构之外，屋面装饰层之内，是建筑各项功能得以实现的保证，如保温性能、防水性能、气密性能，防火（词条“防火”由行业大百科提供）性能、隔声性能等。屋面功能层的设计构成如图2.7所示：
屋面功能层由内向外的构成及其作用分别为：1）150×75×5mm钢檩条，作为屋面功能层的支撑檩条，在每主体钢结构主梁间布置两道，与次梁连接。2）HV-125压型钢板，作为功能层的受力底板，铺设于钢结构檩条上方。3）防水隔气膜，具有防止室内水汽进入功能层的作用。4) 150mm岩棉加铝箔贴面, 功能层的保温防火层。5）50mm厚玻璃纤维（词条“玻璃纤维”由行业大百科提供）棉，功能层的吸音层，具有吸收噪音的作用。6）热反射隔热膜，具有防水隔热的作用。7）50×3mm钢方通次檩条，作为屋面防水层的支撑龙骨，布置于150×75×5mm钢檩条上方，通过钢方通与150×75×5mm钢檩条相连。8）HV-125压型钢板，作为屋面防水层的受力层， 50×3mm钢方通次檩条上方。9）0.6mm厚平板镀锌钢板，作为屋面防水层的底板，铺设于HV-125压型钢板上方，10）1.5mm厚PVC防水卷材，屋面防水层，铺设于功能层的最外侧，起到为整个建筑防水密封的作用。11）φ80×5钢牛腿，用于支撑屋面装饰层。
屋面功能层的设计难点是屋面防水层的设计选取。目前屋面防水层实际工程中选用最多的是直立锁边金属屋面系统，具有施工快捷、防水性能优越、耐老化性（词条“耐老化性”由行业大百科提供）能好等优点，但经过研究分析，该系统却无法应用于本项目中，主要原因如下：
①装饰层面板（词条“面板”由行业大百科提供）的荷载需要传递至结构层，传统做法是通过铝合金夹具施加在直立锁边金属屋面板板肋上，再由板肋传递至结构层（如图2.8～2.9），但由于本项目屋面造型复杂，中部突变扭曲较大，装饰层面板与直立锁边金属屋面板因造型需要距离较大，最大处竟达１米多，致使传递至直
立锁边金属屋面板的荷载产生的弯矩扭矩较大，屋面板板肋无法满足受力要求，需要由主体结构伸出钢牛腿作为支撑构件，经结构计算钢牛腿布置间距为3米×2.4米，整个金属屋面共有约1800个钢牛腿穿出屋面， 穿出点处的密封也是直立锁边金属屋面板无法解决的。
②由于本项目的造型复杂扭曲，若采用直立锁边金属屋面板造成面板材料需要扭曲受力，安装完成后存在应力，热胀冷缩时面板进行伸缩运动，面板咬合位置受力不均匀，影响面板的自由伸缩，造成屋面防水节点的功能失效，甚至造成屋面板的局部破坏。
所以本工程需选用柔性的防水层进行防水。我司采用了瑞士西卡渗耐PVC防水卷材做为屋面防水层，即聚酯纤维内增强型聚氯乙烯（PVC）防水卷材，其具有以下特点：
①PVC防水卷材拉伸强度高，伸长率好，热尺寸变化率小。
②具有良好的可焊接性，接缝热风焊接后与母材成为一体。
③具有良好的水汽扩散性，冷凝物易排释，基层的湿气、潮气易排出。
④耐老化、耐紫外线照射、耐化学腐蚀、耐根系渗透。
⑤良好的耐高低温性和耐侯性，使产品适应不同环境的温度变化，产品的使用温度范围在-40℃～90℃，在我国广大地区均可使用。
⑥使用寿命长（屋面25年以上），且无环境污染。
⑦颜色的表面反射紫外线照射，PVC防水卷材表面吸收热量少，温度低。
⑧优异的柔韧性和伸展性、拉伸强度高，极佳的尺寸稳定、机械强度高、耐侵蚀性、耐候性和抗紫外线性、抗冰雹性。
⑨较宽的幅面，减少了产品的搭接接缝，有效的保证了工程质量，同时降低了材料的消耗，节约了工程的成本。
该防水卷材做为本工程的屋面防水层具有施工工艺简单快捷，缩短施工周期，并且可以很好的适应建筑造型等优点。（如图2.10～2.13）
（5）屋面装饰层的设计
①屋面装饰层面板材质的确定
本工程最终的建筑造型需要依靠屋面装饰层来实现，所以装饰层面板的选取至关重要。本工程建筑造型复杂，中部扭曲突变较大，双曲面板块数量多。建筑方要求建筑表面采用不锈钢材质，以表现建筑的特色。最初确定的是2.0mm不锈钢单板，并进行了样板试制。由于不锈钢单板材料弹性大，双曲面加工工艺复杂，加工成型困难，产量低且价格昂贵，无法满足本工程的需要。后经反复考察研究，选择了15mm厚不锈钢蜂窝板作为本工程的装饰层面板，该种面板可以使用简易模具进行双曲成型，具有加工工艺简单，曲面成型后刚度大不易变形，产量高且价格适中等优点。（如图2.14）
②屋面装饰层不锈钢蜂窝板分格的确定
不锈钢蜂窝板的分格长轴方向是沿每轴线间约600mm将建筑模型剖切，剖切线与建筑长轴约成72度夹角，形成长轴方向的分格线；短轴方向在长轴方向剖切完成后，就得到一条条门字型的线条，对这些线从背立面标高10.875m的基准线(石材与金属墙面的交界线）开始向两端按1200mm的距离等分，相邻两块面板错缝300mm，再将这些等分点依次连接起来就得到不锈钢蜂窝屋面板的短轴向分格线。不锈钢蜂窝板板块大小均为1200×600mm左右。（如图2.15～2.16）
③不锈钢蜂窝板主次龙骨的设计
为支撑屋面装饰层，采用了80×80×8钢方通作为牛腿穿过功能层与主体结构焊接。钢牛腿长度350mm，布置间距为约3米×2.4米，整个金属屋面共有约1800个钢牛腿穿出屋面（如图2.17），钢牛腿顶部由节点板封口，并预留与装饰层主龙骨连接用螺栓（词条“螺栓”由行业大百科提供）孔。装饰层不锈钢蜂窝板主龙骨采用120×80×4钢方通，通过角码连接件（词条“连接件”由行业大百科提供）与钢牛腿连接，沿建筑长轴布置，跨度为约2.4米（如图2.18）。
