大棚骨架类型的选择是大棚设计和降本的关键.docVIP

《塑料温室大棚降低建设成本的最有效的途径是科学设计》------高老师新型塑料大棚与传统大棚分析比对与实践 （第一讲）《传统温室墙体有明显的建筑热学失误》 (第二讲) 《传统大棚的钢筋混凝土基础有明显的力学失误》 (第三讲)《大棚骨架类型的选择是大棚设计和降本的关键》 (第四讲)《大棚骨膜、保温被、大棚门窗及采暖设备的选择也会影响到建设成本及运行成本》 （第五讲）《《双层大棚在降低建设成本上有一定作用》》 （第六讲）《高老师新型大棚在实践中的温度测试，效果论证》 到目前为止，温室、大棚是现代农林牧渔业最常用的生产工具，已无需论证。但实践效果有时却不随人愿，也给我们留下许多遗憾与无奈。其中有三点主要表现形式： 1、建设成本高，投资回收期长，是最无情的现实和无奈。直接影响到温室、大棚的建设和推广。 2、结构抗自然灾害能力差，特别是面对大风、冰雹，暴雨的袭来，往往只能是听天有名和灾后重建。即产生二次建设成本，又给生产带来突如其来的损失。 3、生产环境差，温度、湿度、空气成分不适合操作人员的身体健康，有时还会影响产品的质量。 以上问题在全国普遍存在，且长期困扰着广大的投资者和各级政府（要支付大量的救灾款和补贴）。在许多人看来，似乎这是一件无法解决的难题。 其实，目前许多大棚，存在的建设造价高，抗灾能力低及工作环境差，都是出在没有精准的建筑设计或是结构本身不合理的问题上。 我是一位专业从事建筑结构设计的高级工程师，叫高和林，退休前曾任内蒙古包头钢铁公司设计院院长，土建专业高级职称评审委员会组长。 大棚设计中我本着以下标准要求自己：同等强度，追求造价最低；同等造价，追求材质最优；同等材质，追求跨度最大；同等跨度，追求强度最坚。 如今我是位退休十多年的老人，大家都称我高老师。我设计的各类塑料大棚，经过在全国各地十多年的实践，获得成功。已在内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、江西、河北、江苏、广西、山西、陕西、甘肃、山东、湖北、新疆、河南、云南等二十几个省推广、建成了数千余栋，效果良好，并经历了特大风暴和大雪、冰雹的考验，十年前在包头建的大棚、膜未换，还在使用。 根据以上两讲，大棚建设时钢筋混凝土基础，墙体都简化了，就剩架子了，还能降低建设成本吗？ 其实大棚骨架也有降本潜力。目前国内的冷棚规模是巨大的，最少占到全部温室大棚的80%。有这么大的量，深入研究是是十分必要的。 大棚骨架设计是一个十分复杂且全面的科学论证过程，比如计算弧线的形状，分析骨架的受力，选择骨架的断面，确定材料品种、用量，优化骨架间距等一系列的逻辑思维将会给我们带来全新的认识。下面从六个方面谈骨架的降本。 首先说，增加跨度可减少用材，降低成本。 请看，下面15M跨5M高的拱棚和两个7.5M跨3.75M高的拱棚之和形成的外弧长度，哪个更长？这个长度就是所用钢材、大棚膜、压膜绳的长度。长度短了，用料就少了成本就低了。结果 原来，又大又高的大棚更省料，这出乎许多人的预料。当然这种比较的前提是指用同一种选材的情况下，在一定跨度范围内是有效的。而目前最常用的大棚的跨度正好在7.5M至15M区间。而16M以上就要选择更粗的材料了。 从大棚整体外形来看，单拱双侧落地式大棚（俗称拱棚），最具优势。因为这种大棚，风阻最小，受力最合理、便于制作，造价低廉，可充分利用土地、不受朝向限制，能最大限度吸收太阳能。 第二，抗风柱的作用不可小视。造成大棚损坏的主要外力是狂风，特别是垂直于大棚两端的风力或旋风。从骨架的受力分析看，两端的端骨架与中部众多骨架相比，当风力直接作用在端部，端骨架的受力远远大于中部骨架。从整体稳定性来看，端骨架也起到关键的作用，举一个例子：10个人站在一排，手拿同一根钢管连成一体，当有一个外力，推倒第一人，其他人讲将随之倒下，这叫多M诺效应。如果两端换成两棵大树，同样的力作用在大树上，其他人将不会摔倒。可见只要加强端架子的稳定性，其他架子受力将明显减小。根据以上结论，大量的中部骨架用材是可减小或间距是可以加大的，成本也就随之而降。这叫做好钢用到刀刃上。那么如何坚强端骨架的强度和稳定性呢？根据国家设计规范，增加抗风柱将是最简便的措施。同时还解决了端部门窗，通风口，烟道开洞等难题，起到一举多得的结果。 第三、连栋大棚的骨架用材明显高于单体大棚。这是由于大棚主要承受的是多方向大风、大雨、大雪的外来荷载。面对这些复杂荷载，精确计算连体大棚每根杆件的受力是不可能实现的数学难题，目前连栋大棚分为三种类型。 第一类是是常规以镀锌管为主材的整体式联栋大棚，此类大棚由于杆件相互关联牵扯，设计安全系数较大，所以单跨跨度小，杆件直径粗，骨架密度高，建设成本高。还有PC板，玻璃板铺设的高档大棚。我很少涉足，主要是各大棚厂家使用各自标准不同的配件与连接件、密封件。我也只能进行骨架的设计。檩条等就由厂家来完成了。 如