雪載荷工況下圓拱形連棟塑料溫室的結(jié)構分析與試驗研究.pdf

1、連棟塑料溫室是現(xiàn)代溫室的一種類型,具有保溫性能好、土地利用率高、投資成本低等優(yōu)點,在我國設施農(nóng)業(yè)中得到了快速的發(fā)展和廣泛的應用。但是作為一種特殊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性建筑設施,我國在溫室結(jié)構方面的研究仍然不足,以致國產(chǎn)連棟塑料溫室在惡劣天氣(暴雪)中發(fā)生倒塌等工程事故,造成嚴重的經(jīng)濟損失。因此,加強溫室結(jié)構方面的研究,提高國產(chǎn)連棟塑料溫室抵抗惡劣天氣(暴雪)的能力,已經(jīng)成為我國設施農(nóng)業(yè)領域中的當務之急。
　　 本文以圓拱形連棟塑料溫室為研

2、究對象,采用有限元方法來進行溫室結(jié)構分析,研究溫室結(jié)構的受力特性和失穩(wěn)特點,并且針對整個結(jié)構的薄弱部位進行改進設計,提高國產(chǎn)連棟塑料溫室抵抗惡劣天氣(暴雪)的能力。同時,探討溫室結(jié)構穩(wěn)定性的影響因素,并且進行量化分析,完善我國溫室結(jié)構方面的研究。
　　 首先,根據(jù)圓拱形連棟塑料溫室的結(jié)構特點,簡化溫室結(jié)構的幾何模型和邊界條件,并且對使用單元和材料力學特性指標進行詳細的說明和相關的測試。在上述基礎上,建立了合理的有限元模型。

3、>　　 其次,對圓拱形連棟塑料溫室的有限元模型進行靜力分析,并且采用定義單元表來提取單元應變。通過基于非線性靜力分析的結(jié)構強度計算,得到了0.30kN／m2雪載荷工況下構件的最大變形量為12.005mm,最大應力為124.1MPa,滿足正常使用極限狀態(tài)和結(jié)構強度的要求。同時,針對整個結(jié)構的薄弱部位(拱架)進行了改進設計。仿真結(jié)果表明,改進后拱架的最大變形量和最大應力分別減小81.7％和74.2％,提高了國產(chǎn)連棟塑料溫室抵抗惡劣天氣(暴

4、雪)的能力。
　　 最后,對圓拱形連棟塑料溫室的有限元模型進行屈曲分析,并且采用弧長法來跟蹤整個結(jié)構載荷-位移全過程的平衡路徑。通過基于非線性屈曲分析的結(jié)構穩(wěn)定性計算,得到了該類型溫室結(jié)構可以承受的最大雪載荷為0.63kN／m2,略大于實際值。同時,量化了圓拱形連棟塑料溫室的模型形式、拱架曲率半徑和薄膜預應力對溫室結(jié)構穩(wěn)定性的影響作用,完善了我國溫室結(jié)構方面的研究。
　　 此外,為了驗證圓拱形連棟塑料溫室的建模方式和計算