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无柱式日光温室骨架结构优化设计

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-10-17 10:43
    无柱式日光温室骨架的形式较多,如钢筋混凝土骨架•●、钢管/钢筋焊接桁架•●、型锕焊接骨架等,由于取消中柱,后屋面荷载将全部作用在骨架上,故其受力比有立柱日光温室骨架复杂得多。通过对无柱式日光温室骨架的受力分析,对各种荷载作用下骨架内力的求解,得出结构优化结果。
一•●、荷载计算
    1.雪荷载  根据CBJ9 - 87《建筑结构荷载规范》,屋面水平投影面上的雪荷载标准值为:S=μSo
    其中,s-雪荷载计算标准值,KN/m2
    So -基本雪压,KN/m2
    μ一屋面积雪分布系数
    根据日本规范,对室内温度长期在4℃以上的温室,屋面积雪可按新雪考虑。日光温室的冬季运行符合上述条件,为此,本文对CBJ9 - 87的基本雪压进行修正,形成折算基本雪压(如表1),折算基本雪压是按一次最大积雪深度乘以新雪密度10N/cm·m2,再乘以80%折减系数求得,其中80%折减系数是按美国ASAE规定对30年一遇统计雪压所作的修正。屋面积雪系数μ以屋脊至肩部连接面与水平面夹角δ为变量,按表2采用。
表1  我国部分城市基本雪压•●、最大积雪深度与折算基本雪压对照表
    表1  我国部分城市基本雪压•●、最大积雪深度与折算基本雪压对照表
表2  日光温室面积雪分布系数μ
    表2  日光温室面积雪分布系数μ
    2.风荷栽  对日光温室,垂直表面的风荷载标准值为:W =0- 8μsw。式中:Wo一基本风压,按GBJ9 - 87采用;μs-风荷载体型系数;0.8-风压高度变化系数。
    3.保温草苫重量  日光温室冬季运行大都采用草苫•●、纸被或其它保温材料覆盖前屋面,尤其草苫用得最多,但对草苫的重量却没有统一的标准。由表3给出的几个地区的调查结果可见,草苫单位面积重量大都在40N/m2左右,考虑到运行过程中的正常言水量,设计中单层草苫可按50N/m2•●、再加上20%搭接60N/m2考虑。日光温室设计中,在前屋面未定型之前,该部分荷载很难准确确定。为此,按屋脊到前沿斜面长度秉以1.1~1.2的系数来近似地代替日光温室前屋面拱长,并将其等效转换为水平投影面上的均布荷载qc即:
    qc=(1.1~1.2)×60/COS(N/m2)
    qc -草苫在水平投影面上的均布荷载N/m2
    O-前坡面倾斜角
表3  草苫规格及重量调查表
    表3  草苫规格及重量调查表
    4.作物荷载  对种植黄瓜和番茄的日光温室.常将植物悬吊在骨架上形成骨架的作物荷载,这部分荷载在瓜果盛期为最大。日本规范提出按150N/m2的水平投影荷载考虑,这部分荷载的取舍可根据用户的种植品种和种植方式而定。
    5•●、操作荷载  GBJ -9- 87规定,上人屋面均布活荷载为1.5KN/m2,但日光温室的屋面活荷载主要为操作前屋面保温苫的操作人员重量,在荷载取值上可按骨架膏部作用一个0. 8KN的集中力考虑。此外,尚应考虑500N/m2的后屋面施工荷载,但由于这部分荷载在活荷载组合时常不足保温草苫和雪荷载的重量,因此,在设计中可不考虑。
二•●、优化设计步骤
    根据无柱日光温室的受力特点,在前屋面无荷载作用时,骨架的最优曲线为直线。但由于前部操作空间小,不能满足农艺要求,所以,对日光温室前屋面骨架的优化提出,用恒载+前屋面均布荷载•●、草苫+风载(+植物吊重)•●、草苫+雪载(+植物吊重)进行曲线寻优,然后用后屋面(屋脊)荷载进行校核,修正优化截面(计算流程图略)。

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