畢業(yè)設(shè)計(jì) 溫室玻璃側(cè)開窗設(shè)計(jì)

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(shí)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(shí)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(jì)和建造方面已經(jīng)形成了具有自主知識(shí)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(jì)和建造技術(shù)的不斷完善和日趨成熟，一些標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品和材料也逐漸定型，溫室設(shè)計(jì)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(yàn)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(shí)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?.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)：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(gè)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(gè)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(jì)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(jì)算，下部水平桁架和立柱組成新的受力體系，再進(jìn)行單獨(dú)計(jì)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型溫室結(jié)構(gòu)應(yīng)用到鋸齒形屋面上。3 溫室設(shè)計(jì)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(shí)間變化或其變化與均值相比可以忽略不計(jì)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(shí)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)件截面面積乘以截面面積計(jì)算。可查溫室工程設(shè)計(jì)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(jì)算。可查溫室工程設(shè)計(jì)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(jì)算數(shù)值載荷，并按壓/托幕線或驅(qū)動(dòng)線數(shù)量計(jì)算水平拉力。3 噴灌系統(tǒng)采用水平鋼絲繩懸掛時(shí)，每根鋼絲水平方向最小作用力按2500N計(jì)算，當(dāng)采用自行走式噴灌車灌溉時(shí)每臺(tái)車按2KN的運(yùn)動(dòng)載荷計(jì)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(jì)。5 通風(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(shí)，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(shí)，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(shí)產(chǎn)生的臨時(shí)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(yàn)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(jì)手冊1表1-27（3） 移動(dòng)設(shè)備載荷移動(dòng)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)載荷標(biāo)準(zhǔn)值，按下述共識(shí)計(jì)算：當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)： （1 1）當(dāng)計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)： （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/m21 基本風(fēng)壓 基本風(fēng)壓按下式計(jì)算 ( 1 3 ) 式中 I 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； V 基本設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s。 查GB 500092001得到鄭州市的W0=300KN/m22 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(jì)手冊1。鄭州地區(qū)取值為1.003 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(jì)算時(shí)，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(jì)手冊1圖1 23采用。鄭州地區(qū)取值為-0.54 陣風(fēng)系數(shù)計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)載荷時(shí)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(jì)手冊1表123確定。鄭州地區(qū)取值為1.88因此此次設(shè)計(jì)在鄭州地區(qū)的Venlo型溫室按公式11計(jì)算可得： （5） 雪載（SK）雪載荷就時(shí)作用在溫室屋面水平投影面上的雪壓。其標(biāo)注之計(jì)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 500092001給出了全國各氣象臺(tái)站測定的10年、50年和100年一遇的基本雪壓。溫室設(shè)計(jì)中根據(jù)溫室的使用年限（表129）按公式（14）換算可得到相應(yīng)的設(shè)計(jì)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(shí)還要考慮積雪的密度，因?yàn)樾卵┡c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(shí)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(jì)手冊1表133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(jì)手冊1表134選?。粚τ诓患訙販厥一蚪有┘訙販厥?，加溫影響系數(shù)均按1考慮。鄭州地區(qū)取值為0.63 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(jì)手冊1圖125選取。鄭州地區(qū)取值為0.8因此此次設(shè)計(jì)在鄭州地區(qū)的Venlo型溫室按公式16計(jì)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?yàn)樵卩嵵莸貐^(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(shí)，熱炸裂發(fā)生。熱炸裂是一個(gè)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，用安全玻璃（夾層玻璃或鋼化玻璃）成本臺(tái)高，大規(guī)模采用是不現(xiàn)實(shí)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(shí)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70160kN/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、測試條件如加載方式、加載速度、加載持續(xù)時(shí)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(shí)，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(jì)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(jì)手冊1表21。4.2 玻璃抗風(fēng)壓設(shè)計(jì)1. 風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)載荷作用是所有玻璃覆蓋設(shè)計(jì)時(shí)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： （41） 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，kpa1 基本風(fēng)壓 查GB 500092001可得鄭州地區(qū)的基本風(fēng)壓值為300kpa/m22 陣風(fēng)系數(shù) 由于作用在建筑物表面的風(fēng)力是隨時(shí)間變動(dòng)的載荷，具有陣風(fēng)性質(zhì)，對于這種脈動(dòng)性的外力，具體系數(shù)可查建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范得知。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(jì)手冊1圖22。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(jì)算得知鄭州地區(qū)的設(shè)計(jì)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(shí)，為安全起見，也應(yīng)按0.75kpa進(jìn)行計(jì)算。2. 玻璃抗風(fēng)壓強(qiáng)度校核計(jì)算此次設(shè)計(jì)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 ) 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22 F安全因子，一般取2.50。選取4mm厚的普通玻璃，查設(shè)計(jì)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45得：設(shè)計(jì)結(jié)果為0.256kpa，而前面設(shè)計(jì)中已說明在鄭州地區(qū)所取的設(shè)計(jì)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） 撓度限制玻璃受風(fēng)載作用會(huì)產(chǎn)生變形，變形過大會(huì)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(jì)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(jì)；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(jì)。（2） 撓度校核計(jì)算對于兩對邊支撐撓度計(jì)算，可采取公式（46）計(jì)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； 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23。在此設(shè)計(jì)中，L=1m，t=4mm，根據(jù)前面的計(jì)算得知 =0.256kpa，查溫室工程設(shè)計(jì)手冊1表23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(jì)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(jì)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。因襲，溫室玻璃屋面應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)載荷，并進(jìn)行剛度核算。1. 溫室玻璃屋面的設(shè)計(jì)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(jì)載荷取值如下：（1） 上人屋面玻璃的設(shè)計(jì)載荷 設(shè)計(jì)載荷按集中活載荷和均布活載荷兩種情況給出，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需要同時(shí)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(jì)載荷由于溫室屋面的傾角一般小于30 0，此時(shí)，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(jì)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(jì)時(shí)，為了避免無謂的浪費(fèi)，可參照溫室工程設(shè)計(jì)手冊1表25給出的幾種玻璃設(shè)計(jì)允許應(yīng)力和表26給出的不同玻璃板厚對應(yīng)的圓柱剛度進(jìn)行計(jì)算校核。查表分別得到普通玻璃的設(shè)計(jì)允許應(yīng)力15.2Mpa；4mm厚的普通玻璃的圓柱剛度為172n.m3. 設(shè)計(jì)計(jì)算傾斜玻璃屋面的設(shè)計(jì)校核一般對其應(yīng)力和剛度進(jìn)行驗(yàn)算，應(yīng)求玻璃的最大應(yīng)力不超過其設(shè)計(jì)應(yīng)力，最大撓度不超過跨度的1/70。根據(jù)玻璃的設(shè)計(jì)載荷、玻璃支撐情況及玻璃的種類，應(yīng)在設(shè)計(jì)玻璃的板面尺寸和鋼度的情況下，驗(yàn)算玻璃最大應(yīng)力是否超過其設(shè)計(jì)應(yīng)力要求。如果超過，則應(yīng)重新設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)算。由于該設(shè)計(jì)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（49）和（410）計(jì)算。 （49） （410）式中 最大撓度，m； 最大應(yīng)力，Mpa； 、計(jì)算參數(shù)，其數(shù)值與玻璃的長度比有關(guān)，見表27和表28； q均布載荷，pa； a玻璃短邊長，m； t玻璃厚度，mm； D圓柱剛度，n.m見表26。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49和410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(gè)安裝結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐久性，安裝時(shí)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(jì)。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(hào)尊GB11614中的有關(guān)規(guī)定。為減少安裝時(shí)玻璃的損耗和現(xiàn)場加工量，玻璃采購時(shí)應(yīng)認(rèn)真分時(shí)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(jì)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(shí)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(gè)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(chǔ)存和維護(hù) 玻璃應(yīng)儲(chǔ)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(shí)，應(yīng)在玻璃之間墊上一層紙，以防在此搬運(yùn)時(shí)，兩塊玻璃相互吸附在一起，絕對禁止玻璃之間凈水，因?yàn)椴Ａеg的水膜幾乎不會(huì)蒸發(fā)，會(huì)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(xiàng) 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。在施工工程中，不要讓玻璃碰上堅(jiān)硬的物體，不應(yīng)在玻璃下面墊堅(jiān)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(shí)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(shí)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(jì)5.1 側(cè)開窗系統(tǒng)設(shè)計(jì) 溫室開窗系統(tǒng)是指在溫室中使用電力或人工，通過開窗傳動(dòng)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(dòng)的推拉開窗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 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(dòng)效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)精確、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因此是大型連棟溫室側(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(jì)手冊1表44；鏈輪和鏈條的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)見表36、37及38；圓鋼的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)見表39；渦輪減速器的規(guī)格和技術(shù)參數(shù)見表310。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)1302.60.041380,3相減速電機(jī)302.60.033380，3相鏈輪與鏈條技術(shù)參數(shù)表：名稱參數(shù)型號(hào)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.1L3200/750240017.362.7640.8414.5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）24019.635:111GWL240渦輪減速箱（L）24019.635:1112. 系統(tǒng)參數(shù)選則 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(jì)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(jì)手冊1圖311、表315、316得到，得到的結(jié)果如下表：參數(shù)名稱代號(hào)數(shù)值單位覆蓋材料：玻璃4mm載荷115N/m2圓鋼1Rf1.6m圓鋼1Rg2.25m每窗格長度1ra1.6m每窗格長度2Rb2.25m窗分格數(shù)1rn窗分格數(shù)2Rm窗寬度1rd0.8m窗寬度2Re1.125m開間距離LV0.5m風(fēng)速v22.8m/s5.4 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(dòng)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(gè)窗扇中部的立柱上，安裝時(shí)，按照設(shè)計(jì)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(jì)手冊圖316.2. 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(dòng)軸與鏈輪連接，鏈條與鏈輪嚙合。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(dòng)窗戶時(shí)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(jì)手冊1。5.5 齒輪電機(jī)的校核 在此設(shè)計(jì)中，由于所建造的溫室比較大，因此在側(cè)窗上共用了8個(gè)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(gè)不同電機(jī)，因此共用到了8個(gè)電機(jī)。 在校核中兩個(gè)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，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(gè)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(huì)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(cái)富，實(shí)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(jì)。 在此溫室設(shè)計(jì)中，主要闡述了溫室設(shè)計(jì)基本原理。設(shè)計(jì)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(jì)，學(xué)到了很多知識(shí)，對溫室有了從原來膚淺的皮毛知識(shí)到系統(tǒng)的了解和認(rèn)識(shí)。更加清楚我們以后的溫室設(shè)計(jì)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(jì)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 500092001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(jì)風(fēng)雪載荷分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)初探.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2000，16，（4）10. 周長吉 楊振聲.對中國溫室型號(hào)規(guī)范化編制的探討.工業(yè)工程學(xué)報(bào)，2000，16， （4）11. Robert A.Aldrich and john W. Bartok, Greenhouse Engineering, Northeast Regional Agricultural Engineering Service, 3th revision, 199412. National Greenhouse Manufacturers Association, Atandards For ventilation and cooling greenhouse structures,199713. 美國溫室制造業(yè)協(xié)會(huì).溫室設(shè)計(jì)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.中國溫室工程技術(shù)理論與實(shí)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(jì)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(jì)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(shí)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(jì)中給我的指導(dǎo)、肯定和鼓勵(lì),感謝徐波老師對我的溫室設(shè)計(jì)方面的指導(dǎo),尤其是在設(shè)計(jì)和計(jì)算過程中的指導(dǎo)。 同時(shí)還要感謝同組的同學(xué)，他們在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我很多幫助。在這里,我要對所有的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(jì)的，非常謝謝！指導(dǎo)教師評(píng)語（主要評(píng)價(jià)論文的工作量、試驗(yàn)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(huì)評(píng)語及論文成績（主要評(píng)價(jià)論文的性質(zhì)、難度、質(zhì)量、綜合訓(xùn)練、答辯情況、不足等。評(píng)定論文成績）：主任委員簽名： 年 月 日 23