中原型连栋温室抗雪荷载分析及优化设计研究

【摘要】农业设施是指在人为可控的环境保护设施下开展农业生产,是农业实现产业化经营和工业化生产、摆脱自然客观条件的束缚、由传统型向集约型农业转变的有效帮手,温室是农业设施中至关重要的一部分。现代化连栋温室作为一个行业发展,虽然在国内起步较晚,但是发展迅速。温室研究的侧重点主要在建筑环境上,却不注重对温室结构稳定性和安全性问题的研究,以至于现阶段国内许多已完工和在建的温室存在或多或少的安全隐患。近些年由于暴风雪等特殊恶劣气候条件引发的温室结构破坏事故屡见不鲜,带来巨大的经济损失。本文主要对温室结构的抗雪能力进行分析和研究。文章开始概括出国内外连栋温室结构的研究现状,然后从目前比较常用的中原型连栋温室结构中,比选出一种受力合理的结构类型作为研究对象。在参考国内外温室结构设计规范的前提下,应用程结构力学理论知识,对所选温室的受力情况进行荷载分析,确定出多种不利荷载效应组合。本文利用ANSYS有限元分析软件对该温室结构进行静力学模拟,对多种荷载效应组合进行加载及求解处理,得出相应的应力应变图。利用ANSYS软件对温室结构屋面风致雪漂移产生积雪不均匀分布情况进行数值模拟分析,从不同角度模拟风吹作用,得出相应的积雪不均匀分布云图和雪荷载分布云图。结构造价问题作为限制现代化连栋温室推广和普及的主要制约因素。本文集中讨论了结构优化的一般方法,在保证结构构件强度、刚度和稳定性等约束条件的前提下,选择从优化构件截面尺寸、减小结构用材量的角度出发,利用ANSYS软件的结构优化模块对所选温室结构进行分析,得到优化后的杆件截面尺寸,与优化前结构杆件用材量进行对比。本文提出了针对于中原型连栋温室结构进行抗雪荷载分析的方法,并从静态和动态两方面对温室结构进行有限元分析,然后对所选结构进行优化设计。得出一种适用于中原地区的建筑合理、抗雪荷载能力强、用材较省、便于推广普及和系列化施工的温室类型,为现代化大型连栋温室结构提供一定的理论贡献和工程实用价值。
【作者】邵九龙；
【导师】彭义；
【作者基本信息】西南大学，农业生物环境与能源工程，2014，硕士
【关键词】连栋温室；雪荷载；有限元分析；风致雪漂移；结构优化；

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