畢業(yè)設(shè)計 溫室玻璃側(cè)開窗設(shè)計

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1、 引言 溫室在中國雖有幾千年的發(fā)展歷史，但現(xiàn)代溫室的興起僅起步于20世紀(jì)50年代末，真正大規(guī)模發(fā)展開始于80年代中國改革開放之后，到90年代溫室設(shè)施的種植面積已經(jīng)躍居世界前列，跨入21世紀(jì)后，中國的溫室面積已經(jīng)穩(wěn)居世界之首，成為了世界設(shè)施農(nóng)業(yè)大國。經(jīng)過20多年的快速發(fā)展，中國的現(xiàn)代溫室已經(jīng)從起步時期的完全依賴進(jìn)口發(fā)展到全面國產(chǎn)化，并向第三世界國家出口，同時也成為發(fā)達(dá)國家溫室的重要加工和生產(chǎn)基地。此外，在日光溫室設(shè)計和建造方面已經(jīng)形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效節(jié)能溫室建筑形式，被命名為“中國式日光溫室”，為世界溫室的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn)。隨著各類溫室設(shè)計和建造技術(shù)的不斷完善和

2、日趨成熟，一些標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品和材料也逐漸定型，溫室設(shè)計開始向著標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。 1 溫室的命名與分類 1.1 溫室的定義 采用透光覆蓋材料作為全部或部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)，具有一定環(huán)境調(diào)控設(shè)備，用于低于不良天氣條件，保證作物能正常生長發(fā)育的農(nóng)業(yè)建筑設(shè)施，統(tǒng)稱為溫室。 1.2 根據(jù)溫室的用途分類 （1） 生產(chǎn)溫室 （2） 試驗溫室 （3） 商業(yè)零售溫室 （4） 餐廳溫室 （5） 觀賞溫室 （6） 病蟲害檢疫隔離溫室 1.3 根據(jù)溫室溫度分類 （1） 高溫溫室 （2） 中溫溫室 （3） 低溫溫室  （4）冷室 1.4 根據(jù)主題結(jié)構(gòu)建筑材料分類 （1） 竹木結(jié)構(gòu)溫

3、室 （2） 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫室 （3） 鋼結(jié)構(gòu)溫室 （4） 鋁結(jié)構(gòu)溫室 （5） 其他材料溫室 1.5 根據(jù)溫室透光覆蓋材料分類 （1） 玻璃溫室 （2） 塑料溫室 1.6 根據(jù)溫室是否連跨分類 （1） 單棟溫室 （2） 連棟溫室 1.7 根據(jù)屋面上采光面的多少分類 （1） 單層面溫室 （2） 雙層面溫室 1.8 按照溫室的加溫方式分類 （1） 連續(xù)加溫溫室 （2） 不加溫溫室 （3） 臨時加溫溫室 1.9 按照溫室的屋面形式分類 （1） “人”字屋面溫室 （2） 拱圓頂溫室 （3） 鋸齒形溫室 （4） 平屋頂溫室 （5） 造型屋面溫室

4、2 溫室的結(jié)構(gòu)形式 2.1 塑料大棚的結(jié)構(gòu)形式 此類大棚的結(jié)構(gòu)分為：竹木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。竹木結(jié)構(gòu)多用在農(nóng)村，在此不做詳細(xì)分析，重點(diǎn)分析后兩類?？煞譃椋? 2.1.1 焊接桁架結(jié)構(gòu)（鋼結(jié)構(gòu)） 優(yōu)點(diǎn)：解決了竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚內(nèi)部多柱、操作不方便的問題、便于適應(yīng)各種場合。 缺點(diǎn)：此結(jié)構(gòu)多為現(xiàn)場作業(yè)，工廠化水平差;結(jié)構(gòu)表面防腐處理技術(shù)基本為刷銀粉或刷油漆，防腐能力差。 2.1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：抗壓能力克服了鋼結(jié)構(gòu)防腐能力差的問題，較強(qiáng)。 缺點(diǎn)：抗拉能力差；由于構(gòu)件的長細(xì)比比較大，運(yùn)輸和安裝過程中很容易扭曲或開裂，限制了產(chǎn)品的供應(yīng)半徑和使用安全度；此外結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面

5、積較大，室內(nèi)陰影面積過大，不流利于溫室作物的采光，因此，這種結(jié)構(gòu)逐步被淘汰。 2.1.3 裝配式鍍鋅鋼管結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：克服焊接桁架結(jié)構(gòu)表面防腐能力差和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、產(chǎn)品運(yùn)輸半徑小的缺點(diǎn)。 2.2 玻璃溫室結(jié)構(gòu)形式 2.2.1 門式鋼架結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：屋面梁和立柱以及屋面在屋脊處的連接為固結(jié)形式；這種結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩較大，結(jié)構(gòu)用材較多，單位面積用鋼量在12--14kg/m2，甚至更高。 2.2.2 桁架結(jié)構(gòu)屋面梁結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：采用這種結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的截面尺寸可以大大減小，溫室的跨度可以擴(kuò)大到10m以上，甚至更大，大大增大了溫室的內(nèi)部空間。 2.2.3 屋面組合梁結(jié)構(gòu)形式 特點(diǎn)

6、：此類結(jié)構(gòu)采用了桁架，拉桿和腹桿采用簡單的鋼管或型鋼，使溫室的承載力大大加強(qiáng)，溫室同樣可以做成大跨度形式。 2.2.4 Venlo型結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：此類結(jié)構(gòu)是比較流行的一種結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)主要用水平桁架做主要承力構(gòu)件，與立柱形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。水平桁架與立柱之間為固結(jié)，立柱與舉柱之間的連接采用鉸接。水平桁架上承擔(dān)3個銷屋面。傳統(tǒng)的Venlo型結(jié)構(gòu)每跨水平桁架上支撐2--4個3.2m的小屋面，形成表尊的6.4、9.6、12.8m跨溫室。這種結(jié)構(gòu)的屋面承力材料選用鋁合金材料，即當(dāng)屋面結(jié)構(gòu)材料，由做玻璃鑲嵌材料。結(jié)構(gòu)計算中，由于鋁合金和剛材的強(qiáng)度差異很大，所以，屋面鋁合金材料按三角拱結(jié)構(gòu)單獨(dú)計算，下部水

7、平桁架和立柱組成新的受力體系，再進(jìn)行單獨(dú)計算。 宗上所述的各種溫室中，Venlo型溫室用材量少，屋面結(jié)構(gòu)簡單且小，故對溫室內(nèi)遮陰比較小，室內(nèi)采光度比較好！ 2.3料溫室結(jié)構(gòu)形式 2.3.1 拱圓頂結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：這種溫室結(jié)構(gòu)簡潔，受力明確，用材量少，在風(fēng)載荷較大的地區(qū)應(yīng)用較多。為了增強(qiáng)溫室結(jié)構(gòu)的承載能力，在大風(fēng)或多雪地區(qū)，溫室的屋面結(jié)構(gòu)常做成整體桁架結(jié)構(gòu)。 2.3.2 鋸齒型結(jié)構(gòu) 塑料溫室屋面做成鋸齒形的結(jié)構(gòu)方式大致與拱圓形屋面結(jié)構(gòu)相同，常見的有屋面桁架結(jié)構(gòu)和屋面梁桁架結(jié)構(gòu)兩種。但在育苗溫室上，為追求室內(nèi)光照的均勻性，便于懸掛自行走式噴灌車和安裝室內(nèi)遮陽保溫幕，也將Venlo型溫

8、室結(jié)構(gòu)應(yīng)用到鋸齒形屋面上。 3 溫室設(shè)計載荷 溫室結(jié)構(gòu)載荷，是指施加在溫室結(jié)構(gòu)上等各種作用，分為永久載荷和可變載荷兩類。 永久載荷指使用過程中其值不隨時間變化或其變化與均值相比可以忽略不計的載荷，主要包括溫室結(jié)構(gòu)、透光覆蓋材料及永久設(shè)備（如加熱、降溫、遮陽、灌溉、通風(fēng)、補(bǔ)光等永久性裝備）自重。 可變載荷則指溫室使用過程中其值隨時間變化，且其變化與均值相比不能忽略的載荷。主要包括風(fēng)載荷、雪載荷、作物載荷、豎向集中載荷（工作人員維修載荷）、可變設(shè)備載荷（室內(nèi)吊車、屋面清洗設(shè)備等）。 3.1 永久載荷 （1） 永久載荷 建筑結(jié)構(gòu)自重根據(jù)用材種類和選取的構(gòu)

9、件截面面積乘以截面面積計算?？刹闇厥夜こ淘O(shè)計手冊[1]表1-25 （2） 透光覆蓋材料自重 根據(jù)覆蓋材料種類及其相應(yīng)的自重計算。可查溫室工程設(shè)計手冊[1]表1-26 （3） 永久設(shè)備載荷 1　 加熱系統(tǒng)和灌溉系統(tǒng)中主供回水管的自載標(biāo)準(zhǔn)值取水管裝滿水的自重。 2　 遮陽保溫系統(tǒng)的載荷按材料自重計算數(shù)值載荷，并按壓/托幕線或驅(qū)動線數(shù)量計算水平拉力。 3　 噴灌系統(tǒng)采用水平鋼絲繩懸掛時，每根鋼絲水平方向最小作用力按2500N計算，當(dāng)采用自行走式噴灌車灌溉時每臺車按2KN的運(yùn)動載荷計算。 4　 補(bǔ)光系統(tǒng)自重由供貨商提供，400W農(nóng)用鈉燈（含鎮(zhèn)流器和燈罩）的重量按0.1kN計。 5　 通

10、風(fēng)及降溫系統(tǒng)自重由供貨商提供，濕簾安裝在溫室骨架上時，按全部濕簾打濕考慮。 6　 溫室內(nèi)永久設(shè)備載荷難以確定時，可以按照70N/m2的豎向均布采用。 3.2 可變載荷 （1） 豎向集中載荷 豎向集中載荷指工作人員維護(hù)和檢修時產(chǎn)生的臨時性載荷。溫室主要受力構(gòu)件（梁、柱、天溝等）要考慮1kN的豎向集中載荷，并按照最不利作用位置驗算。 （2） 作物載荷 作物載荷指由結(jié)構(gòu)懸掛的作物所產(chǎn)生的載荷。可查溫室工程設(shè)計手冊[1]表1-27 （3） 移動設(shè)備載荷 移動設(shè)備載荷根據(jù)供貨商提供的有關(guān)數(shù)據(jù)確定，包括遮陽保溫幕、自走式噴灌車、吊掛式運(yùn)輸設(shè)備等。 （4） 風(fēng)載荷 垂直于建筑表面的風(fēng)載荷

11、標(biāo)準(zhǔn)值，按下述共識計算： 當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時： （1 — 1） 當(dāng)計算維護(hù)結(jié)構(gòu)時： （1 — 2） 式中 Wk——風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值，kN/m2 ——風(fēng)壓高度變化系數(shù)； ——風(fēng)載荷體形系數(shù); ——高度z處的陣風(fēng)系數(shù)； W0——基本風(fēng)壓，kN/m2 1　 基本風(fēng)壓 基本風(fēng)壓按下式計算 ( 1 — 3 ) 式中 I—— 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； V—— 基本設(shè)計風(fēng)速，m/s。 查GB 50009—200

12、1得到鄭州市的W0=300KN/m2 2　 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 風(fēng)壓高度變化系數(shù)根據(jù)溫室建者地區(qū)的地形條件和距離地面或海平面的位置確定。具體問題可查溫室工程設(shè)計手冊[1]。鄭州地區(qū)取值為1.00 3　 風(fēng)載荷體形系數(shù) 溫室主題結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算時，風(fēng)載荷體形系數(shù)，根據(jù)溫室的外形，可查溫室工程設(shè)計手冊[1]圖1— 23采用。鄭州地區(qū)取值為-0.5 4　 陣風(fēng)系數(shù) 計算維護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)載荷時的陣風(fēng)系數(shù)根據(jù)溫室高度和地面粗糙度，可查溫室工程設(shè)計手冊[1]表1—23確定。鄭州地區(qū)取值為1.88 因此此次設(shè)計在鄭州地區(qū)的Venlo型溫室按公式1—1計算可得：

13、 （5） 雪載（SK） 雪載荷就時作用在溫室屋面水平投影面上的雪壓。其標(biāo)注之計算的表達(dá)式： （ 1— 6 ） 式中 S0—— 基本雪壓標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2） —— 加熱影響系數(shù)； —— 屋面積雪分布系數(shù) 1　 基本雪壓 GB 50009—2001給出了全國各氣象臺站測定的10年、50年和100年一遇的基本雪壓。溫室設(shè)計中根據(jù)溫室的使用年限（表1—29）按公式（1—4）換算可得到相應(yīng)的設(shè)計用基本雪壓值。鄭州地區(qū)取S0=450kN/m2。 但在進(jìn)行這種代替時還要考慮積雪的

14、密度，因為新雪與陳雪的密度相差可從100kg/m3以下到500kg/m3以上，主要取決于積雪時間和氣候條件。對室內(nèi)溫度長期保持在4 0C以上的加溫溫室，屋面積雪可按新雪考慮，積雪深度與積雪密度之間的關(guān)系按溫室工程設(shè)計手冊[1]表1—33換算。 2　 加熱影響系數(shù)Ctg 加熱影響系數(shù)是為了考慮溫室加溫方式和屋面采光材料的熱阻對雪載的影響。對加溫溫室，其加熱影響系數(shù)可查溫室工程設(shè)計手冊[1]表1—34選??；對于不加溫溫室或接些加溫溫室，加溫影響系數(shù)均按1考慮。鄭州地區(qū)取值為0.6 3　 積雪分布系數(shù) 積雪分布系數(shù)根據(jù)溫室的屋面形狀可查溫室工程設(shè)計手冊[1]圖1—25選取。鄭州地區(qū)取值為0.

15、8 因此此次設(shè)計在鄭州地區(qū)的Venlo型溫室按公式1—6計算可得： 4 玻璃覆蓋的強(qiáng)度校核 作為傳統(tǒng)的透光材料，玻璃在大多數(shù)地處寒冷氣候的國家仍然是溫室常用的覆蓋材料。荷蘭90%的溫室采用玻璃覆蓋。建造玻璃溫室采用的普通玻璃一般為浮法平板玻璃，通常選用4mm、5mm厚兩種規(guī)格，歐美等地區(qū)常選用4mm厚玻璃，僅在多雹地區(qū)選用5mm厚的規(guī)格。因為在鄭州地區(qū)選用4mm厚玻璃即可。 溫室玻璃覆蓋材料除了承受本身的自重外，作為溫室維護(hù)結(jié)構(gòu)的玻璃主要承受風(fēng)載荷。屋頂斜面安裝的比例除了承受風(fēng)載荷外，還承受雪載荷等落物載荷，如果是上人屋面，還需要承受檢

16、修載荷。此外，現(xiàn)代建筑中，玻璃覆蓋一般還要考慮其承受熱應(yīng)力的能力以及抗人為沖擊破壞的能力。建筑比例由于外部約束使玻璃升溫所產(chǎn)生的膨脹不能自由發(fā)生，或由于玻璃板面內(nèi)接受光照的情況不同，或是由于玻璃板面內(nèi)的散熱情況不同，而使玻璃內(nèi)部形成熱應(yīng)力當(dāng)熱應(yīng)力積聚超過玻璃邊部的抗拉強(qiáng)度時，熱炸裂發(fā)生。熱炸裂是一個多因素問題，受到玻璃自身性能、質(zhì)量和外部條件的復(fù)雜影響。在溫室生產(chǎn)建筑中，通常采用浮法玻璃，基本上不采用吸熱玻璃，在保證選用的浮法玻璃質(zhì)量符合國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及玻璃淡妝固定符合規(guī)范程序的基礎(chǔ)上，溫室上的玻璃覆蓋基本可以不考慮熱應(yīng)力破壞。對于人為沖擊破壞，由于溫室功能的特殊性，大部分并不是人流很大的場所

17、，用安全玻璃（夾層玻璃或鋼化玻璃）成本臺高，大規(guī)模采用是不現(xiàn)實的，只能在人流量大的溫室內(nèi)局部采用，最好通過其他措施（如加強(qiáng)管理、加裝保護(hù)欄桿和花盆等裝飾物、貼醒目標(biāo)志、玻璃底邊與地面保持一定距離等）來避免玻璃破裂對人體傷害的發(fā)生。 4.1 玻璃的強(qiáng)度特征 玻璃是最具有代表性的脆性材料。其破壞特征是由于拉應(yīng)力產(chǎn)生表面裂縫而破裂，且到破壞為止，其應(yīng)力、應(yīng)變都幾乎成線性關(guān)系（圖2-1），彈性模量約為7.0107kpa；破裂時載荷的大小不一，同一批、同一尺寸規(guī)格的玻璃受彎試件側(cè)的的彎曲抗拉強(qiáng)度范圍為70—160kN/mm2，破壞強(qiáng)度是離散的；玻璃強(qiáng)度值與玻璃的熱處理和化學(xué)處理方式、測試條件

18、如加載方式、加載速度、加載持續(xù)時間等都有關(guān)系。玻璃強(qiáng)度如此分散的原因在于玻璃表面存在著無數(shù)用肉眼無法看到的微小裂紋。在拉應(yīng)力作用下，微裂紋產(chǎn)生應(yīng)力集中，使裂紋尖端處的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出平均應(yīng)力，當(dāng)達(dá)到并超過臨界應(yīng)力時，引發(fā)裂紋迅速擴(kuò)展，最終導(dǎo)致玻璃破損。 玻璃的強(qiáng)度設(shè)計值（允許的載荷值）與玻璃類型、玻璃面積、玻璃的厚度、邊長比、失效概率或安全因子等因素有關(guān)。根據(jù)建筑物的重要性和玻璃的使用數(shù)量，選定比例強(qiáng)度的失效概率，并進(jìn)一步確定安全因子。我國建筑標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定安全因子取值為2.5。安全因子與失效概率的關(guān)系可查溫室工程設(shè)計手冊[1]表2—1。 4.2 玻璃抗風(fēng)壓設(shè)計 1. 風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值

19、風(fēng)載荷作用是所有玻璃覆蓋設(shè)計時必須考慮的，通常也是玻璃承受的最主要載荷。玻璃維護(hù)結(jié)構(gòu)的風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值為： （4—1） 式中 ——高度z處的陣風(fēng)系數(shù) ——風(fēng)載荷體型系數(shù) ——風(fēng)壓高度變化系數(shù) ——基本風(fēng)壓，kpa 1　 基本風(fēng)壓 查GB 50009——2001可得鄭州地區(qū)的基本風(fēng)壓值為300kpa/m2 2　 陣風(fēng)系數(shù) 由于作用在建筑物表面的風(fēng)力是隨時間變動的載荷，具有陣風(fēng)性質(zhì)，對于這種脈動性的外力，具體系數(shù)可查《建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范》得知。

20、 3　 風(fēng)載荷體型系數(shù) 該值與屋面外形有關(guān)，具體可查溫室工程設(shè)計手冊[1]圖2—2。 4　 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 其值與建筑物所在的地面粗糙度有關(guān)。在鄭州地區(qū)，溫室建筑高度小于10m，因此，取 =1 由第三章中的計算得知鄭州地區(qū)的設(shè)計風(fēng)載荷為150kpa，我國規(guī)定最小風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值取0.75kpa。當(dāng)玻璃受到小于0.75kpa的風(fēng)載荷作用時，為安全起見，也應(yīng)按0.75kpa進(jìn)行計算。 2. 玻璃抗風(fēng)壓強(qiáng)度校核計算 此次設(shè)計的溫室中的玻璃為兩對邊支撐的玻璃。兩對邊支撐玻璃的強(qiáng)度校核按式（4 — 5）進(jìn)行： ( 4 —5 )

21、 式中 ——風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值，kpa L——玻璃的跨度，m T——玻璃的厚度，mm ——抗風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)，間表2—2 F——安全因子，一般取2.50。 選取4mm厚的普通玻璃，查設(shè)計手冊得到玻璃的標(biāo)準(zhǔn)，取抗風(fēng)調(diào)整系數(shù)為1.0；選取1125mm 1000mm的玻璃，故其跨度L為1.125m；將以上數(shù)值帶入公式4—5得： 設(shè)計結(jié)果為0.256kpa，而前面設(shè)計中已說明在鄭州地區(qū)所取的設(shè)計風(fēng)載荷為0.75kpa，故經(jīng)校核合理。 3. 玻璃抗風(fēng)撓度校核 （1）

22、撓度限制 玻璃受風(fēng)載作用會產(chǎn)生變形，變形過大會對周邊約束結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一系列不利作用，造成玻璃邊部脫落等現(xiàn)象或引起結(jié)構(gòu)破壞，因此，對玻璃的變形量應(yīng)有做限制。在溫室設(shè)計中，對于玻璃支座最大位移，通常采用不超過跨度的1/180進(jìn)行設(shè)計；對于玻璃板面的最大撓度，一般采用不超過跨度的1/70進(jìn)行設(shè)計。 （2） 撓度校核計算 對于兩對邊支撐撓度計算，可采取公式（4—6）計算。 （ 4 — 6 ） 式中 ——玻璃板中心的撓度，mm； L——支撐邊的跨度，mm； t——玻璃的厚度，mm；

23、——風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值，kpa； E——玻璃的彈性模量，取7.0x107kpa； ——系數(shù)，見表2—3。 在此設(shè)計中，L=1m，t=4mm，根據(jù)前面的計算得知 =0.256kpa，查溫室工程設(shè)計手冊[1]表2—3得知=1.63，分別將它們帶入公式得： 由玻璃的撓度限制得知：對于玻璃板面的最大撓度，一般采用不超過跨度的1/70進(jìn)行計算，1125/70=16.0714（mm）>8.742(mm), 故，合理。 4.3 傾斜玻璃屋面的強(qiáng)度計算 溫室屋面的玻璃覆蓋除了像四周垂直安裝的維護(hù)玻璃墻面那樣承受風(fēng)載荷外，還要承受雪載荷、冰雹等落物載荷。

24、因襲，溫室玻璃屋面應(yīng)根據(jù)實際情況，選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計載荷，并進(jìn)行剛度核算。 1. 溫室玻璃屋面的設(shè)計載荷 根據(jù)《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JGJ 113）的規(guī)定，溫室玻璃屋面的設(shè)計載荷取值如下： （1） 上人屋面玻璃的設(shè)計載荷 設(shè)計載荷按集中活載荷和均布活載荷兩種情況給出，設(shè)計計算時，需要同時考慮兩種情況的結(jié)果，并取結(jié)果較為保守的數(shù)值。 1　 中央集中活載荷 在玻璃板中心直徑150mm區(qū)域內(nèi)，應(yīng)能夠承受垂直于玻璃表面的活載荷1.8kN； 2　 均布活載荷 按非居住建筑考慮，溫室玻璃屋面應(yīng)能承受3kpa的均布活載荷 （2） 不上人屋面玻璃的設(shè)計載荷 由于溫室屋面的傾角一

25、般小于30 0，此時，屋面玻璃版中心點(diǎn)直徑150mm的區(qū)域內(nèi)應(yīng)能承受垂直與玻璃表面的幾種活載荷1.1kN。 2. 玻璃的設(shè)計允許應(yīng)力 目前，可用于溫室屋面的玻璃種類很多，玻璃的強(qiáng)度各不相同。設(shè)計時，為了避免無謂的浪費(fèi)，可參照溫室工程設(shè)計手冊[1]表2—5給出的幾種玻璃設(shè)計允許應(yīng)力和表2—6給出的不同玻璃板厚對應(yīng)的圓柱剛度進(jìn)行計算校核。 查表分別得到普通玻璃的設(shè)計允許應(yīng)力15.2Mpa；4mm厚的普通玻璃的圓柱剛度為172n.m 3. 設(shè)計計算 傾斜玻璃屋面的設(shè)計校核一般對其應(yīng)力和剛度進(jìn)行驗算，應(yīng)求玻璃的最大應(yīng)力不超過其設(shè)計應(yīng)力，最大撓度不超過跨度的1/70。根據(jù)玻璃的設(shè)計載荷

26、、玻璃支撐情況及玻璃的種類，應(yīng)在設(shè)計玻璃的板面尺寸和鋼度的情況下，驗算玻璃最大應(yīng)力是否超過其設(shè)計應(yīng)力要求。如果超過，則應(yīng)重新設(shè)計進(jìn)行驗算。由于該設(shè)計中玻璃板的最大撓度和最大應(yīng)力在板下中心產(chǎn)生，分別按公式（4—9）和 （4—10）計算。 （4—9） （4—10） 式中 ——最大撓度，m； ——最大應(yīng)力，Mpa； 、——計算參數(shù)，其數(shù)值與玻璃的長度比有關(guān)，見表2—7和表2—8； q——均布載荷，pa； a——玻璃短邊長，m；

27、 t——玻璃厚度，mm； D——圓柱剛度，n.m見表2—6。 在上述中的數(shù)據(jù)中各參數(shù)的取值經(jīng)查表后得：=5.06x10-3 =0.333 q=366pa a=1m t=4mm D=172N.m，將查到的數(shù)據(jù)分別帶入公式4—9和4—10得到： 經(jīng)校核后，玻璃的最大撓度和最大應(yīng)力均在安全范圍內(nèi)。 4.4 玻璃的安裝 1. 玻璃的安裝結(jié)構(gòu) 玻璃的安裝結(jié)構(gòu)分為兩種：有框架安裝結(jié)構(gòu)和無框架安裝結(jié)構(gòu)。有框架安裝結(jié)構(gòu)是指玻璃周邊都有框架支撐，并且要求玻璃邊緣全部被框架槽口或凹槽口包圍封閉，周圍框架具有足夠的承載強(qiáng)度和剛度，不滿足這一要求

28、則被視為不框架安裝結(jié)構(gòu)。溫室基本都采用有康佳安裝結(jié)構(gòu)。 （1） 玻璃安裝的原則 為了保證整個安裝結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐久性，安裝時遵循以下原則： 1　 玻璃的板面，厚度尺寸應(yīng)根據(jù)玻璃承受的有效載荷強(qiáng)度確定，玻璃受載荷作用最大彎曲形撓度一般不應(yīng)大于跨度的1/70。 2　 固定玻璃的框架應(yīng)有足夠強(qiáng)度，防止因框架變形使玻璃破碎?？蚣茏冃我话悴捎貌怀^跨度的1/180進(jìn)行設(shè)計。 3　 玻璃周邊應(yīng)與框架留有合適的間隙，局部用彈性材料填充，應(yīng)避免安裝應(yīng)力。 （2） 覆蓋玻璃的選擇 作為溫室覆蓋材料，大部分選用4mm、5mm兩種規(guī)格的浮法平板玻璃，其技術(shù)要求應(yīng)符合我國國家標(biāo)號尊GB1

29、1614中的有關(guān)規(guī)定。為減少安裝時玻璃的損耗和現(xiàn)場加工量，玻璃采購時應(yīng)認(rèn)真分時溫室用材特點(diǎn)，選用適宜的規(guī)格，且規(guī)格不宜過多。因此在此設(shè)計中采用了4mm厚的玻璃。 （3） 玻璃安裝材料 玻璃安裝材料包括安裝塊和密封材料兩類。安裝塊的目的是為了與框架的直接接觸，保護(hù)玻璃周邊不受損壞。包括支撐塊、定位塊、兼具片三種。 密封材料用于玻璃與框架結(jié)合部位的連接，它在玻璃安裝結(jié)構(gòu)中其密封和輔助固定作用，溫室上的大部分密封膠條看直接起到密封和固定玻璃的雙重作用。密封材料應(yīng)有足夠的承載和抗拉強(qiáng)度，同時具有良好的彈性、耐久性、黏合強(qiáng)度和相容性等，以保證在惡劣的環(huán)境氣候條件下玻璃安裝結(jié)構(gòu)對建筑

30、物的水密性和氣密性等功能作用。 2. 玻璃的維護(hù)和保養(yǎng) 為了建房地破損率，保證玻璃的使用壽命和在使用其面爭搶發(fā)揮其功用，在整個施工過程中和安裝完成后，應(yīng)對玻璃進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)與保養(yǎng)。 1　 施工前的儲存和維護(hù) 玻璃應(yīng)儲放在干燥、隱蔽的場所，遠(yuǎn)離水和陽光照射。盡量采用立放，放在木制或橡膠墊的架子上。疊放時，應(yīng)在玻璃之間墊上一層紙，以防在此搬運(yùn)時，兩塊玻璃相互吸附在一起，絕對禁止玻璃之間凈水，因為玻璃之間的水膜幾乎不會蒸發(fā)，會吸收玻璃的堿成分。應(yīng)保證搬運(yùn)道路暢平，高、寬要留有余地。 2　 施工過程中的注意事項 在搬運(yùn)玻璃之前，必須查明玻璃邊緣沒有容易造成破裂的傷痕，沒有裂紋

31、。在施工工程中，不要讓玻璃碰上堅硬的物體，不應(yīng)在玻璃下面墊堅硬的物體，可墊上木塊或橡膠墊。避免焊接火花落在玻璃上，也應(yīng)防止涂料、砂漿的污染。 3　 使用中的清洗和維護(hù) 大部分溫室用于花卉和蔬菜的等植物的生產(chǎn)，玻璃在沒有污染的狀態(tài)下，溫室內(nèi)采光充分，適宜植物的生長和發(fā)育。隨著使用時間的退役，玻璃表面將受到煙霧粉塵等的不斷污染，一起玻璃透光性能的下降，從而影響溫室的使用。因此在溫室生產(chǎn)使用過程中，應(yīng)根據(jù)受污染的程度，適時清洗玻璃覆蓋表面保證溫室的正常采光和作物的正常生長。 5 開窗系統(tǒng)設(shè)計 5.1 側(cè)開窗系統(tǒng)設(shè)計 溫室開窗系統(tǒng)是指在溫室中使用電力或人工，通過開窗傳

32、動機(jī)構(gòu)將溫室頂窗或側(cè)窗開啟和關(guān)閉的設(shè)備系統(tǒng)，本章主要講述現(xiàn)代溫室中常用的，依靠電力驅(qū)動的推拉開窗系統(tǒng)的設(shè)計。 溫室開窗系統(tǒng)主要用于溫室的自然通風(fēng)。自然通風(fēng)對溫室的使用和種植是非常有必要的，它可以有效調(diào)控室內(nèi)氣溫、溫度和CO2濃度，達(dá)到滿足室內(nèi)栽培植物正常聲場要求的需要，而且自然通風(fēng)所需的開窗系統(tǒng)設(shè)備投資費(fèi)用不高，運(yùn)用管理費(fèi)用也很低，遮陽面積小，不妨礙室內(nèi)的生產(chǎn)作業(yè)。 5.2 特點(diǎn) 推拉開窗機(jī)構(gòu)是目前最常見的一種開窗機(jī)構(gòu)，其核心部件為鏈輪圓鋼，附屬配件隨機(jī)構(gòu)整體的不同而有差異。推拉側(cè)開窗機(jī)構(gòu)性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠安全、承載力強(qiáng)、傳動效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)精確、便于實現(xiàn)自動控制，因此是大

33、型連棟溫室側(cè)開窗機(jī)構(gòu)的首選形式。 5.3主要部件產(chǎn)品與系統(tǒng)參數(shù)選擇 1. 主要部件產(chǎn)品規(guī)格 推拉開窗系統(tǒng)的主要部件包括減速電機(jī)。鏈輪和鏈條、圓鋼、渦輪減速器等。減速電機(jī)的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)可查溫室工程設(shè)計手冊[1]表4—4；鏈輪和鏈條的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)見表3—6、3—7及 3—8；圓鋼的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)見表3—9；渦輪減速器的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)見表3—10。查出一系列的結(jié)果為 減速電機(jī)的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)表： 名稱 參數(shù) 扭矩 （n.m） 轉(zhuǎn)速 （R/min） 功率 （kw） 電壓 （V） 減速電機(jī)1 30 2.6 0.041 380,3相 減速電機(jī) 30 2.6

34、 0.033 380，3相 鏈輪與鏈條技術(shù)參數(shù)表： 名稱 參數(shù) 型號 長度/行程 （mm） 推力 （n） 扭矩 （n.m） 速比 單圈行程 （mm） 重量 （kg） 鏈輪 THG24S.1 L3200/750 2400 17.36 2.76 40.84 14.5 渦輪減速箱技術(shù)參數(shù)表： 名稱 參數(shù) 額定扭矩（n.m） 額定轉(zhuǎn)速 （rpm） 速比 重量（kg） GWL240渦輪減速箱（R） 240 19.6 35:1 11 GWL240渦輪減速箱（L） 240 19.6 35:1 11 2. 系統(tǒng)參數(shù)選則

35、 溫室推拉開窗系統(tǒng)參數(shù)的選擇主要根據(jù)開窗材料，窗戶的大小和數(shù)量其確定，在上述參數(shù)確定后，計算載荷，通過查表確定電機(jī)和減速器以及鏈輪規(guī)格。 參數(shù)選擇可參照溫室工程設(shè)計手冊[1]圖3—11、表3—15、3—16得到，得到的結(jié)果如下表： 參數(shù)名稱 代號 數(shù)值 單位 覆蓋材料：玻璃 4 mm 載荷 115 N/m2 圓鋼1 Rf 1.6 m 圓鋼1 Rg 2.25 m 每窗格長度1 ra 1.6 m 每窗格長度2 Rb 2.25 m 窗分格數(shù)1 rn 窗分格數(shù)2 Rm 窗寬度1 rd 0.8 m

36、窗寬度2 Re 1.125 m 開間距離 LV 0.5 m 風(fēng)速 v 22.8 m/s 5.4 安裝節(jié)點(diǎn) 推拉開窗機(jī)主要應(yīng)用于溫室的側(cè)開窗，在每扇移動窗戶框上設(shè)置卡片，卡片用螺栓與窗戶框相連。 1. 開窗減速電機(jī)的安裝。開窗減速電機(jī)固定原則上安裝于整個窗扇中部的立柱上，安裝時，按照設(shè)計的高度和位置在安裝固定架的立柱上打孔，孔間距與固定架上的孔要一致，然后用螺栓將固定架固定于立柱上，再將減速電機(jī)用螺栓安裝于電機(jī)固定架上，具體參見溫室工程設(shè)計手冊圖3—16. 2. 開窗鏈輪和鏈條的安裝。開窗減速電機(jī)安裝完畢后，就可以安裝鏈輪和鏈條。，通過減速電機(jī)傳動軸與鏈輪連接，鏈條

37、與鏈輪嚙合。 3. 圓鋼的鏈接與窗戶的鏈接設(shè)置。鏈條鏈輪安裝完畢，將圓鋼通過圓接頭與鏈輪連接，每節(jié)圓鋼之間通過兩頭攻有左右螺紋的圓套相連，在圓鋼經(jīng)過移動窗戶時通過軸套與固定在窗戶框上的卡片相連。 4. 減速電機(jī)的運(yùn)用調(diào)試。推拉開窗的減速電機(jī)限位的調(diào)試與排齒開窗的完全類似，可參照排齒開窗的進(jìn)行，具體參見溫室工程設(shè)計手冊[1]。 5.5 齒輪電機(jī)的校核 在此設(shè)計中，由于所建造的溫室比較大，因此在側(cè)窗上共用了8個電機(jī)，以中間門為過道分為四部分，每部分分方向各需2個不同電機(jī)，因此共用到了8個電機(jī)。 在校核中兩個電機(jī)都需校核。因南北分18間，東西分9夸，開窗玻璃高度為1.5m，

38、在墻角各自除去因安裝減速電機(jī)需要空出來的距離，和四個大門所占的距離外，故開窗電機(jī)在各部分承受玻璃面積分別為27 m2和30 m2。由前面查出所取玻璃的密度為4kgN/m2，因此從側(cè)窗上反推至少所要用電機(jī)的扭矩，比較所選用電機(jī)即可。 總結(jié) 設(shè)施農(nóng)業(yè)做為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，在未來的幾十年里，自傲中國將會得到前所未有的重視和發(fā)展，尤其在中國新農(nóng)村建設(shè)中，作為“生產(chǎn)發(fā)展”的重要技術(shù)支撐，在農(nóng)民增收財富，實現(xiàn)“生活富?！钡牡缆飞蠈缪葜陵P(guān)重要的角色。 作為設(shè)施農(nóng)業(yè)在種植業(yè)領(lǐng)域的代表，溫室工程匯集了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的精髓，代

39、表著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。未來更好地服務(wù)“三農(nóng)”，促進(jìn)中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，我們更應(yīng)該做好該設(shè)計。 在此溫室設(shè)計中，主要闡述了溫室設(shè)計基本原理。設(shè)計已經(jīng)到了尾聲，畢業(yè)也即將來臨。通過此次畢業(yè)設(shè)計，學(xué)到了很多知識，對溫室有了從原來膚淺的皮毛知識到系統(tǒng)的了解和認(rèn)識。更加清楚我們以后的溫室設(shè)計的路線，掌握更精確的信息。 參考文獻(xiàn) 1. 周長吉.溫室工程設(shè)計手冊[1].中國農(nóng)業(yè)出版社，2007年 2. 張良成.材料力學(xué).中國農(nóng)業(yè)出版社,2003年 3. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室主編（第六版）.材料力學(xué).高等教育出版社,2002

40、年 4. 劉欲曉 許曉榮等主編.AUTOCAD2007教程.電子工業(yè)出版社,2007年 5. 陳經(jīng)斗 許鎮(zhèn)等主編.畫法幾何及機(jī)械制圖（修訂版）.天津大學(xué)出版社，2003年 6. 陳寶玉.溫室建筑與溫室植物生態(tài).五洲出版社，1987年 7. 吳德讓.農(nóng)業(yè)建筑學(xué).科學(xué)出版社，1981年 8. GB 50009—2001建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社，2002年 9. 周長吉.大型連棟溫室設(shè)計風(fēng)雪載荷分級標(biāo)準(zhǔn)初探.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2000，16，（4） 10. 周長吉 楊振聲.對中國溫室型號規(guī)范化編制的探討.工業(yè)工程學(xué)報，2000，16， （4） 11. Robert A.Ald

41、rich and john W. Bartok, Greenhouse Engineering, Northeast Regional Agricultural Engineering Service, 3th revision, 1994 12. National Greenhouse Manufacturers Association, Atandards For ventilation and cooling greenhouse structures,1997 13. 美國溫室制造業(yè)協(xié)會.溫室設(shè)計標(biāo)準(zhǔn).周長吉 程勤陽譯.中國農(nóng)業(yè)出版社，1998年 14. 周長吉.中國溫室工程技

42、術(shù)理論與實踐.中國農(nóng)業(yè)出版社，2003年 15. 孫恒 陳作模.機(jī)械原理.高等教育出版社，2000年 16. 汪愷.機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，1997 感謝 在畢業(yè)設(shè)計的過程中，受到了許多老師以及同學(xué)的幫助，使我在大學(xué)生活中留下了美好的回憶。首先要感謝感謝徐波老師在理論知識方面的指導(dǎo),其所教導(dǎo)的正是我所欠缺和不明白的,對我今后的人生旅途有莫大的啟示,感謝徐波老師在畢業(yè)設(shè)計中給我的指導(dǎo)、肯定和鼓勵,感謝徐波老師對我的溫室設(shè)計方面的指導(dǎo),尤其是在設(shè)計和計算過程中的指導(dǎo)。 同時還要感謝同組的同學(xué)，他們在畢業(yè)設(shè)計中給予我很多幫助。在這里,我要對所有的

43、這些幫助過我人都表示衷心的感激,沒有他們的幫助我是不可能完成這次畢業(yè)設(shè)計的，非常謝謝！ 指導(dǎo)教師評語（主要評價論文的工作量、試驗數(shù)據(jù)的可靠性、論文的主要內(nèi)容與特點(diǎn)、寫作水平等）： 簽 名： 年 月 日 答辯委員會評語及論文成績（主要評價論文的性質(zhì)、難度、質(zhì)量、綜合訓(xùn)練、答辯情況、不足等。評定論文成績）： 主任委員簽名： 年 月 日 23