2.2 溫室常用的建筑材料
1. 鋼材
用于溫室建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼材種類一般是ST37,含硅低。為防止腐蝕,最終的產(chǎn)品總是要鍍鋅的,不同的部件采用不同的鍍鋅方法。
1) 電鍍鋅方法
由于用這種方法鍍鋅的鋼構(gòu)件,具有非常光滑而良好的表面,因而常用于那些直接與柔性覆蓋材料接觸的構(gòu)件,例如屋頂?shù)膱A拱與檁條。使用這種材料的缺點是全部加工制造過程如彎曲、鉆孔或焊接等都還要在鍍鋅材料上進行,易破壞鍍鋅層,影響使用壽命。
2) 熱浸鍍鋅
這種處理是在普通鋼材上加上一厚層鋅保護層。進行熱浸鍍鋅時,構(gòu)件是在彎曲、鉆孔或焊接等都已完成以后進行的,以便加保護以后的構(gòu)件可直接用螺栓安裝。為確保較長的使用壽命,包括直接與聚乙烯膜接觸的所有構(gòu)件都應(yīng)用熱浸鍍鋅法。圓拱與檁條不用熱浸鍍鋅件的理由是,與電鍍法相比,熱浸鍍鋅構(gòu)件的表面質(zhì)量很粗糙,這可能引起撕破覆蓋的薄膜。
2. 鋁材
鋁材的抗銹蝕能力好、重量輕,且易于加工成任何一種所期望的斷面形狀。但在另一方面,鋁的強度不如鋼,且比鋼材貴得多。在溫室建筑上使用的許多構(gòu)件都是由鋁制成的,如:
1) 與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)的所有構(gòu)件,包括屋脊檁條;
2) 用于玻璃覆蓋的所有椽子;
3) 用于固定塑料薄膜的各種構(gòu)件;
4) 用于小跨度玻璃溫室的天溝。
3. 塑料
用于溫室的塑料材料有聚氯乙烯(PVC),高密度聚乙烯(HDPE),聚丙烯和聚碳酸酯(PC)。其它一些PVC部件常用于代替鋁構(gòu)件或配件領(lǐng)域,如用于卷幕機構(gòu)的連接部件、保溫與遮光幕、格架系統(tǒng)等。
2.3 溫室的主要構(gòu)件組成
1. 柱
用于溫室立柱的斷面形狀主要有圓管、矩形方管、C型鋼或工字鋼等開口斷面。
1) 圓管
在輕型溫室中,圓管是使用非常普遍的一種斷面形狀。大多數(shù)法國和荷蘭塑料溫室的制造商常用圓管,且大部分用電鍍處理。圓管的優(yōu)點是各向同性,斷面標(biāo)準(zhǔn)且取材容易。其缺點是:
難于加工制造;鉆孔之處無鍍鋅保護;幾乎不可能知道或看清管子的內(nèi)部狀況;由于可能產(chǎn)生滑動,管與管之間不能采用簡單的夾板裝置連接來確保固定不動。
2) 矩形方管
矩形方管的特點與圓管很相似,但比圓管容易加工與連接。
3) 開口斷面
特點:很容易加工,所有孔口都由沖孔完成;最終成品尺寸較精確;更易于裝配;通常是加工好后再熱浸鍍鋅;各斷面狀況都可以監(jiān)視,且若觀察到有問題,可以很容易地加以解決。
2. 圓拱與拱架
圓拱也可用封閉的或開口的斷面形狀制成。幾乎上述對柱的所有優(yōu)缺點也同樣適用于拱架。但要用封閉的斷面焊接拱架并合理的熱浸鍍鋅幾乎是不可能的。
3. 天溝
天溝是溫室最重要的構(gòu)件之一。它作為縱向結(jié)構(gòu)構(gòu)件起支撐作用,應(yīng)能排泄走所有雨水,并且其強度應(yīng)至少滿足2名工人站在天溝中部進行覆蓋材料的安裝與檢修等。
天溝的長度為3米到5米。塑料溫室的天溝一般用熱浸鍍鋅鋼板制成,有的小跨屋面(如:Venlo型)溫室采用擠壓成型的鋁材天溝。非常簡易的木結(jié)構(gòu)溫室則主要用塑料天溝。
4. 基礎(chǔ)
基礎(chǔ)是連接結(jié)構(gòu)與地基的構(gòu)件,它必須將全部重力、吸力和傾覆荷載,如風(fēng)、雪和作物荷載等安全地傳到地基。
基礎(chǔ)底部應(yīng)低于凍土層,并應(yīng)設(shè)置在原狀土層平面上,而不能設(shè)在填充土上?;A(chǔ)底面的大小和深度應(yīng)根據(jù)溫室的尺寸和土壤條件而定,最小深度為低于自然地面600mm。
基礎(chǔ)之間的安裝尺寸及水平面上的準(zhǔn)確性將影響溫室上部結(jié)構(gòu)總體裝配過程的簡易程度和裝配速度。
預(yù)制基礎(chǔ)底座是很好的方案,因為就砼和鋼筋的質(zhì)量而言,要準(zhǔn)確地按照標(biāo)準(zhǔn)要求來制作基礎(chǔ)是不可能的。另一方案就不太好,它是將鍍鋅鋼材構(gòu)件的底部插入基礎(chǔ)墩里,再用砼現(xiàn)澆上部基礎(chǔ)。
在安置基礎(chǔ)時,非常重要的一點是沿天溝方向要有1-2%的坡度;而在垂直天溝方向,其坡度應(yīng)盡可能為0%,坡度不應(yīng)超過2%。
對天溝較長的溫室,在地平上設(shè)置基礎(chǔ)的坡度為從中間向兩端方向逐漸降低。
5. 結(jié)構(gòu)節(jié)點
一個結(jié)構(gòu)框架的強度只等同于其最弱的節(jié)點的強度,所以就連接方法和自身的連接強度而言對所有構(gòu)件的連接都必須有合適的連接件。真正使溫室堅固和安全的是不同結(jié)構(gòu)節(jié)點的設(shè)計與施工質(zhì)量。
有些節(jié)點是由焊接而成,但主要節(jié)點應(yīng)用螺栓和螺絲將各連接構(gòu)件相互連接在一起的。
2.4 溫室的設(shè)計荷載
溫室的結(jié)構(gòu)設(shè)計在考慮透光量的同時,還必須確保安全。因此,不透明的溫室骨架在滿足一定的強度要求以抵御在溫室設(shè)計壽命期間的荷載作用的同時,應(yīng)取其最小截面尺寸。
設(shè)計荷載包括結(jié)構(gòu)的自重(恒載)、由于建筑物使用帶來的荷載(活載),以及雪、冰雹和風(fēng)等荷載
1) 恒載——支撐結(jié)構(gòu),墻和屋面的重量,不包括永久性設(shè)備的重量。
2) 雪載和冰雹——雪荷載是根據(jù)地面預(yù)計的積雪量、屋面坡度、溫室是否有天溝連接、以及是否加熱等確定的。(在有雪地區(qū),相鄰溫室的最小距離應(yīng)保持3m,用于堆積雪。)
3) 風(fēng)載——溫室所設(shè)計的抗風(fēng)載能力應(yīng)符合當(dāng)?shù)亟ㄖ?guī)范的要求。實際的風(fēng)荷載大小取決于風(fēng)向角度(風(fēng)向是指產(chǎn)生風(fēng)荷載的風(fēng)向)、溫室形狀和尺寸以及當(dāng)?shù)赜袩o障礙物等。
4) 作物荷載(對西紅柿和黃瓜來說,通常假定作物縱向荷載為150N/m2。
5) 安裝設(shè)備荷載:(包括在屋頂上施工檢修的人等)
包括:加熱設(shè)備;降溫通風(fēng)設(shè)備和遮陰設(shè)備;輸送管道,電纜線和照明設(shè)備;運輸軌道,玻璃清掃裝置;灌溉系統(tǒng)。
注意:在溫室設(shè)計中應(yīng)采用上述各項荷載中最不利的荷載組合。
1. 鋼材
用于溫室建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼材種類一般是ST37,含硅低。為防止腐蝕,最終的產(chǎn)品總是要鍍鋅的,不同的部件采用不同的鍍鋅方法。
1) 電鍍鋅方法
由于用這種方法鍍鋅的鋼構(gòu)件,具有非常光滑而良好的表面,因而常用于那些直接與柔性覆蓋材料接觸的構(gòu)件,例如屋頂?shù)膱A拱與檁條。使用這種材料的缺點是全部加工制造過程如彎曲、鉆孔或焊接等都還要在鍍鋅材料上進行,易破壞鍍鋅層,影響使用壽命。
2) 熱浸鍍鋅
這種處理是在普通鋼材上加上一厚層鋅保護層。進行熱浸鍍鋅時,構(gòu)件是在彎曲、鉆孔或焊接等都已完成以后進行的,以便加保護以后的構(gòu)件可直接用螺栓安裝。為確保較長的使用壽命,包括直接與聚乙烯膜接觸的所有構(gòu)件都應(yīng)用熱浸鍍鋅法。圓拱與檁條不用熱浸鍍鋅件的理由是,與電鍍法相比,熱浸鍍鋅構(gòu)件的表面質(zhì)量很粗糙,這可能引起撕破覆蓋的薄膜。
2. 鋁材
鋁材的抗銹蝕能力好、重量輕,且易于加工成任何一種所期望的斷面形狀。但在另一方面,鋁的強度不如鋼,且比鋼材貴得多。在溫室建筑上使用的許多構(gòu)件都是由鋁制成的,如:
1) 與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)的所有構(gòu)件,包括屋脊檁條;
2) 用于玻璃覆蓋的所有椽子;
3) 用于固定塑料薄膜的各種構(gòu)件;
4) 用于小跨度玻璃溫室的天溝。
3. 塑料
用于溫室的塑料材料有聚氯乙烯(PVC),高密度聚乙烯(HDPE),聚丙烯和聚碳酸酯(PC)。其它一些PVC部件常用于代替鋁構(gòu)件或配件領(lǐng)域,如用于卷幕機構(gòu)的連接部件、保溫與遮光幕、格架系統(tǒng)等。
2.3 溫室的主要構(gòu)件組成
1. 柱
用于溫室立柱的斷面形狀主要有圓管、矩形方管、C型鋼或工字鋼等開口斷面。
1) 圓管
在輕型溫室中,圓管是使用非常普遍的一種斷面形狀。大多數(shù)法國和荷蘭塑料溫室的制造商常用圓管,且大部分用電鍍處理。圓管的優(yōu)點是各向同性,斷面標(biāo)準(zhǔn)且取材容易。其缺點是:
難于加工制造;鉆孔之處無鍍鋅保護;幾乎不可能知道或看清管子的內(nèi)部狀況;由于可能產(chǎn)生滑動,管與管之間不能采用簡單的夾板裝置連接來確保固定不動。
2) 矩形方管
矩形方管的特點與圓管很相似,但比圓管容易加工與連接。
3) 開口斷面
特點:很容易加工,所有孔口都由沖孔完成;最終成品尺寸較精確;更易于裝配;通常是加工好后再熱浸鍍鋅;各斷面狀況都可以監(jiān)視,且若觀察到有問題,可以很容易地加以解決。
2. 圓拱與拱架
圓拱也可用封閉的或開口的斷面形狀制成。幾乎上述對柱的所有優(yōu)缺點也同樣適用于拱架。但要用封閉的斷面焊接拱架并合理的熱浸鍍鋅幾乎是不可能的。
3. 天溝
天溝是溫室最重要的構(gòu)件之一。它作為縱向結(jié)構(gòu)構(gòu)件起支撐作用,應(yīng)能排泄走所有雨水,并且其強度應(yīng)至少滿足2名工人站在天溝中部進行覆蓋材料的安裝與檢修等。
天溝的長度為3米到5米。塑料溫室的天溝一般用熱浸鍍鋅鋼板制成,有的小跨屋面(如:Venlo型)溫室采用擠壓成型的鋁材天溝。非常簡易的木結(jié)構(gòu)溫室則主要用塑料天溝。
4. 基礎(chǔ)
基礎(chǔ)是連接結(jié)構(gòu)與地基的構(gòu)件,它必須將全部重力、吸力和傾覆荷載,如風(fēng)、雪和作物荷載等安全地傳到地基。
基礎(chǔ)底部應(yīng)低于凍土層,并應(yīng)設(shè)置在原狀土層平面上,而不能設(shè)在填充土上?;A(chǔ)底面的大小和深度應(yīng)根據(jù)溫室的尺寸和土壤條件而定,最小深度為低于自然地面600mm。
基礎(chǔ)之間的安裝尺寸及水平面上的準(zhǔn)確性將影響溫室上部結(jié)構(gòu)總體裝配過程的簡易程度和裝配速度。
預(yù)制基礎(chǔ)底座是很好的方案,因為就砼和鋼筋的質(zhì)量而言,要準(zhǔn)確地按照標(biāo)準(zhǔn)要求來制作基礎(chǔ)是不可能的。另一方案就不太好,它是將鍍鋅鋼材構(gòu)件的底部插入基礎(chǔ)墩里,再用砼現(xiàn)澆上部基礎(chǔ)。
在安置基礎(chǔ)時,非常重要的一點是沿天溝方向要有1-2%的坡度;而在垂直天溝方向,其坡度應(yīng)盡可能為0%,坡度不應(yīng)超過2%。
對天溝較長的溫室,在地平上設(shè)置基礎(chǔ)的坡度為從中間向兩端方向逐漸降低。
5. 結(jié)構(gòu)節(jié)點
一個結(jié)構(gòu)框架的強度只等同于其最弱的節(jié)點的強度,所以就連接方法和自身的連接強度而言對所有構(gòu)件的連接都必須有合適的連接件。真正使溫室堅固和安全的是不同結(jié)構(gòu)節(jié)點的設(shè)計與施工質(zhì)量。
有些節(jié)點是由焊接而成,但主要節(jié)點應(yīng)用螺栓和螺絲將各連接構(gòu)件相互連接在一起的。
2.4 溫室的設(shè)計荷載
溫室的結(jié)構(gòu)設(shè)計在考慮透光量的同時,還必須確保安全。因此,不透明的溫室骨架在滿足一定的強度要求以抵御在溫室設(shè)計壽命期間的荷載作用的同時,應(yīng)取其最小截面尺寸。
設(shè)計荷載包括結(jié)構(gòu)的自重(恒載)、由于建筑物使用帶來的荷載(活載),以及雪、冰雹和風(fēng)等荷載
1) 恒載——支撐結(jié)構(gòu),墻和屋面的重量,不包括永久性設(shè)備的重量。
2) 雪載和冰雹——雪荷載是根據(jù)地面預(yù)計的積雪量、屋面坡度、溫室是否有天溝連接、以及是否加熱等確定的。(在有雪地區(qū),相鄰溫室的最小距離應(yīng)保持3m,用于堆積雪。)
3) 風(fēng)載——溫室所設(shè)計的抗風(fēng)載能力應(yīng)符合當(dāng)?shù)亟ㄖ?guī)范的要求。實際的風(fēng)荷載大小取決于風(fēng)向角度(風(fēng)向是指產(chǎn)生風(fēng)荷載的風(fēng)向)、溫室形狀和尺寸以及當(dāng)?shù)赜袩o障礙物等。
4) 作物荷載(對西紅柿和黃瓜來說,通常假定作物縱向荷載為150N/m2。
5) 安裝設(shè)備荷載:(包括在屋頂上施工檢修的人等)
包括:加熱設(shè)備;降溫通風(fēng)設(shè)備和遮陰設(shè)備;輸送管道,電纜線和照明設(shè)備;運輸軌道,玻璃清掃裝置;灌溉系統(tǒng)。
注意:在溫室設(shè)計中應(yīng)采用上述各項荷載中最不利的荷載組合。