安全是建筑应达到的基本要求，也是结构设计中的重点，金属屋面系统的结构设计主要考虑的性能有结构验算、热位移控制以及附属装置等。

　　1）结构验算及检测

　　屋面系统的结构性能不仅需要其构配件能通过承载力验算，还需要其整体性能能通过检测要求。屋面系统的结构验算应包括屋面檩条强度及稳定性验算，内支撑强度验算，压型板强度验算，紧固件连接验算，附件连接验算。金属屋面系统与屋面所受荷载大小与类型、系统组成构件的强度的和稳定性等密切相关，屋面板的受压承载力根据其截面很容易计算得出，但此承载力不能完全作为设计的依据，屋面系统作为一个整体结构系统，其结构性能受系统内部各组成构件的共同影响，结构性能的优劣往往取决于屋面系统内部结构中最薄弱的环节。同时屋面系统在所受环境条件改变或荷载改变的情况下，结构性能也相应改变，如长期热荷载、风荷载的循环作用下，金属材料产生不同程度的疲劳破坏，影响系统的气密性、水密性、结构性能等的综合性能。因此屋面板的强度、紧固件强度、屋面系统气密性、承载力、水密性、抗冰雹破坏性、耐火性、抗风性能等都需要用检测的方式来确定。

　　冷弯薄壁型钢结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。按承载能力极限状态设计冷弯薄壁型钢结构，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合，采用荷载设计值和强度设计值进行分析计算。荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系数；强度设计值等于材料强度标准值除以抗力分项系数；按正常使用极限状态设计冷弯薄壁型钢结构，应考虑荷载效应的标准组合，采用荷载标准值和变形限值进行计算。计算结构构件和连接时，荷载、荷载分项系数、荷载效应组合和荷载组合值系数的取值，应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）的规定。港澳地区应按当地设计规范的荷载、荷载分项系数、荷载效应组合和荷载组合值系数的取值。

　　2）附属装置

　　金属屋面附属装置是指为满足一些功能性或装饰性需求而在金属屋顶连接的一些构配件，包括：天窗和窗户、通风设备、避雷装置、给水管道、安全保护栏杆、旗杆、种植屋面装置、防坠落装置和人行通道等。

　　在屋面系统设计中，小型的轻质的附属装置可直接固定于屋面板上，采用不穿透屋面板的方式，用专用的固定夹具等将其固定于屋面板上，保证了屋面防水性能的连续性。同时可进行组装后的系统结构性能测试。但其它大型的屋面附属装置，则必须穿透屋面板和保温棉连接在次结构上，以保证具有稳定的结构性能。屋面穿透时尽可能将相配的装置连接成一个单元。并且做好固定和密封以及保温隔热，穿透部位与屋面板的端部保持最小150mm的距离，保证在热膨胀作用下，不至于影响屋面密封效果。

　　3）热位移控制

　　因金属材料具有较大的线膨胀系数，所以膨胀和收缩是一年四季周期循环产生的温度不同而导致的结果，不能避免，在金属屋面系统设计中还要考虑到安装时的温度和季节，因此需要设计并安装金属伸缩缝，如果要在极端冷或者极端热的季节安装金属泛水板，伸缩缝的开口必须是闭合或张开，这个距离要根据安装时的温度来定。

　　通常以特定类型的金属的膨胀系数以及构件在一年中遭遇的温差为基础来计算构件的运动情况，关键部位的设计，应考虑到金属构件自身的温度而不仅仅是周围环境的温度，因为材料实际的温度有时比周围环境的温度要高许多。建筑屋顶上的金属屋面构件，在受到环境温度变化的影响，它的尺寸将发生变化。

　　当天沟及泛水板延伸到转角部位时，转角部位的那一段天沟或泛水必须是固定的，不允许移动，所有的移动都必须转移到伸缩缝上。

　　随着国家经济的快速发展，高性能的金属屋面系统的需求越来越大，因此在设计时需要根据当地气候、环境条件考虑可持续性、耐久性、防火、防雷、防水、声学性能、结构性能、附属装置和热膨胀等因素来选择屋面面板的材料、类型、结构支撑以及做好细部节点的设计使金属屋面系统能达到安全可靠、美观和绿色环保等建筑与结构方面的要求。