雪載荷工況下圓拱形連棟塑料溫室的結(jié)構(gòu)分析與試驗(yàn)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(diǎn),在我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。但是作為一種特殊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性建筑設(shè)施,我國(guó)在溫室結(jié)構(gòu)方面的研究仍然不足,以致國(guó)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(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此,加強(qiáng)溫室結(jié)構(gòu)方面的研究,提高國(guó)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(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的當(dāng)務(wù)之急。
　　 本文以圓拱形連棟塑料溫室為研

2、究對(duì)象,采用有限元方法來(lái)進(jìn)行溫室結(jié)構(gòu)分析,研究溫室結(jié)構(gòu)的受力特性和失穩(wěn)特點(diǎn),并且針對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的薄弱部位進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),提高國(guó)產(chǎn)連棟塑料溫室抵抗惡劣天氣(暴雪)的能力。同時(shí),探討溫室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響因素,并且進(jìn)行量化分析,完善我國(guó)溫室結(jié)構(gòu)方面的研究。
　　 首先,根據(jù)圓拱形連棟塑料溫室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),簡(jiǎn)化溫室結(jié)構(gòu)的幾何模型和邊界條件,并且對(duì)使用單元和材料力學(xué)特性指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明和相關(guān)的測(cè)試。在上述基礎(chǔ)上,建立了合理的有限元模型。

3、>　　 其次,對(duì)圓拱形連棟塑料溫室的有限元模型進(jìn)行靜力分析,并且采用定義單元表來(lái)提取單元應(yīng)變。通過(guò)基于非線性靜力分析的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算,得到了0.30kN／m2雪載荷工況下構(gòu)件的最大變形量為12.005mm,最大應(yīng)力為124.1MPa,滿足正常使用極限狀態(tài)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。同時(shí),針對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的薄弱部位(拱架)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后拱架的最大變形量和最大應(yīng)力分別減小81.7％和74.2％,提高了國(guó)產(chǎn)連棟塑料溫室抵抗惡劣天氣(暴

4、雪)的能力。
　　 最后,對(duì)圓拱形連棟塑料溫室的有限元模型進(jìn)行屈曲分析,并且采用弧長(zhǎng)法來(lái)跟蹤整個(gè)結(jié)構(gòu)載荷-位移全過(guò)程的平衡路徑。通過(guò)基于非線性屈曲分析的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算,得到了該類型溫室結(jié)構(gòu)可以承受的最大雪載荷為0.63kN／m2,略大于實(shí)際值。同時(shí),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(yù)應(yīng)力對(duì)溫室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響作用,完善了我國(guó)溫室結(jié)構(gòu)方面的研究。
　　 此外,為了驗(yàn)證圓拱形連棟塑料溫室的建模方式和計(jì)算