設施塑料大棚的優化方向范文

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[摘要]設施塑料大棚作為現代設施農業的分支，因其蔬果反季節充足的供應量得到迅速大范圍推廣，隨著大跨度大空間的發展，溫室結構在風荷載作用下的承載要求也隨之提高。根據風荷載的作用特點，結合研究現狀，提出風荷載下設施塑料大棚的優化方向，對提高設施塑料大棚的抗風能力有一定的參考價值。

[關鍵詞]風荷載；設施大棚；優化方向

近年來，設施農業已成為農業現代化發展水平的一個標志。通過不斷改進的生產方式和生產技術，設施農業的經濟效益較傳統農業得到顯著提高。溫室大棚作為典型的農業設施，解決了低溫下作物生長困難的問題，憑借寒冷時段充足的反季蔬菜供給為城市蔬果供應提供了堅實的后盾，在我國得到迅速推廣使用。隨著溫室大棚的興起和發展，溫室結構的空間大型化、高效性和標準性需求隨之提高，設施溫室更強的抗災害能力成為人們關注的焦點。設施塑料大棚作為普遍采用的溫室形式，受風荷載影響頻率較高，災害程度較重，可能導致較大經濟損失。本文針對風荷載下設施塑料大棚的性能研究現狀進行分析，找出優化方向，為提高其抗災害能力提供參考。

1研究現狀

目前，關于風荷載的研究主要集中在航空工程、交通設施工程、建筑結構等受風力影響較大的領域。其中，關于建筑結構的研究主要集中在懸挑結構和受風力作用易引起過大水平位移和風振的煙囪、高塔等柔性細長類建筑。當流動的空氣遇到建筑物表面時會形成壓力氣幕，從而形成風荷載。風荷載作用的風力大小受風速影響，其作用形式、方向隨時間而變化，因此不確定性較高。風荷載屬于作用原理相對復雜的動態建筑荷載。目前，涉及風荷載的研究方法主要包括實地測算、風洞試驗及利用流體力學理論形成的計算方法。宮婉婷[1]、王東霞[2]等針對溫室結構考慮風荷載因素時的設計取值和對整體結構承載能力的影響程度進行了研究，認為風荷載對溫室結構作用時可作為準靜態荷載考慮；王篤利等[3]對上海、北京在內的10個地區氣象統計數據資料進行了分析，提出了3s的瞬時風速與10min時距的平均風速最大值之間的轉換關系，即可通過3s的瞬時風速確定基本風壓的方法。建筑結構荷載規范認為輕型鋼木類做主體的結構的建筑受風荷載影響較大，宜將基本風壓值適度提高。

2優化方向

風是由空氣流動產生的，流動的空氣遇到建筑物后，會繞行通過建筑物。當風吹向設施塑料大棚時，大棚表面可分成迎風面、側面和背風面三種受風面。風從迎風面吹來時，迎風面承受壓力，背風面承受吸力。迎風面的周邊區域空氣流動變化較明顯，風壓分布梯度線是相對密集的。背風面風速逐漸減小而受到負壓的作用。風向角轉動45°后設施塑料大棚的上端最高處達到最大吸力，從不同角度作用風荷載時，壓力區與吸力區的過渡區會產生受力真空區[4]。一般情況下，風作用的角度是隨時可能發生變化的，而大棚的頂部和兩側作為受風時風力的過渡區和風向角可能變化的區域，受力最復雜，相對容易發生破壞。大棚頂端和兩側均為棚膜的邊緣區域，發生破壞時易造成棚膜的局部缺口，一旦形成進風口可能造成整體棚膜的掀翻脫落，進一步影響內部鋼骨架的穩定性和承載力，損失巨大。因此風荷載作用下，應對設施塑料大棚的頂部和兩側進行優化和加固，確保設施塑料大棚的整體封閉性和穩定性。

3結語

對于設施塑料大棚來說，風荷載是眾多荷載中一種較為復雜的動態荷載。根據目前的研究現狀，風荷載可能造成棚膜的大面積脫落和整體結構的失穩傾覆，后果嚴重。因此，為避免入風口的形成，較好地保護內部承載骨架，設施塑料大棚的頂部和兩側的進一步強化加固可作為風荷載作用下設施塑料大棚的優化方向。

【參考文獻】

[1]宮婉婷，梁宗敏.新型日光溫室表面風壓的數值模擬[C]//姚振漢.北京力學會第17屆學術年會論文集，北京：北京力學會，2011：73－74.

[2]王東霞.溫室結構風振效應研究[D].北京：中國農業大學，2006.

[3]王篤利，陳青云，曲梅.溫室基本風壓取值方法探討[J].農業工程學報，2005，21(11)：171－174.

[4]楊再強，張波，薛曉萍，等.設施塑料大棚風洞試驗及風壓分布規律[J].生態學報，2012，32(24)：7730－7737.

作者：侯瑩瑩 單位：山東省高校設施園藝實驗室