日光温室规划设计课件

项目二项目二 设施规划与设计设施规划与设计任务一任务一 基址的选择与规划基址的选择与规划任务二任务二设施荷载设施荷载 任务三任务三设施设计与施工设施设计与施工项目二 设施规划与设计任务一 基址的选择与规划1 1任务一任务一 基址的选择与规划基址的选择与规划一、基址选择一、基址选择 主要考虑气候，地形、地质，土壤，以及水、暖、电、交通运输等条件。（一）气候条件 包括：气温、光照、风、雪、冰雹、空气质量等。1.气温：估算冬季加温和夏季降温的能源消耗；无气候资料时，根据影响气温的主要因素综合分析评价。任务一 基址的选择与规划一、基址选择2 22.光照 光照强度、光照时间 影响因素：地理位置、空气质量。3.风 风速、风向、风带的分布 冬季生产或高寒地区的设施：背风向阳。全年生产温室：避免强风口或强风；避免冬季强风地带；利用夏季主导风向。设施群：北面有天然、人工屏障，其它三面开阔。2.光照 光照强度、光照时间3 34.雪 雪压 连栋设施：避免大雪地区。5.雹 玻璃设施：避免可能发生雹情的地区。6.空气质量 大气污染物：臭氧、过氯乙酰硝酸酯类（PAN）、二氧化硫、二氧化氮、氟化氢、乙烯、氨、汞蒸汽等。避开城市污染区；选污染源的上风向或空气流通好的地区。4.雪 雪压4 4日光温室规划设计课件5 5（二）地形、地势与地质条件 以地面有1%的坡度为宜；避免在向北倾斜的坡地上建造设施群。玻璃温室：应进行地质调查和勘探，避免因局部软弱带、不同承载能力等导致不均匀沉降。（二）地形、地势与地质条件6 6（三）土壤条件 土壤栽培 选择土质疏松、吸热能力强、透水性好，富含有机质，保肥能力强，地下水位低的地带。选择改良费用较低而产量较高的土壤。（三）土壤条件 土壤栽培7 7（四）水、电及交通1.水 水量、水质 用水：灌溉、水培、供热、降温等。具备排灌方便的水利设施；避免污染水源的下游；冬季水温高。2.电 用于：采暖、降温、人工光照、营养液循环系统等。具备可靠、稳定的电源，保证不间断供电。3.交通 交通方便；避开主干道路。（四）水、电及交通8 8（五）其他 远离污染或避开工业污染源的下风方，以减少设施的尘染。设施群最好靠近有大量有机肥料供应的场所，如工厂化养鸡场、养猪场、养牛场等。（五）其他9 9二、布局设计二、布局设计 设施群（一）建筑组成及布局 优先考虑设施群，使其处于通风、透光的最佳位置；按不同设施类型由小向大由南向北依次设置。辅助设备系统：仓库、锅炉房、水塔等建在设施群北面；烟囱设在主导风向下方；加工、保鲜室等要方便与种植区联系，并便于运输。二、布局设计 设施群1010（二）设施的间距 前后排间距不宜过大；冬至日前排对后排不遮荫。计算标准：冬至日12点前排设施阴影不影响后排采光。纬度越高，间距越大。（三）设施的方位 设施屋脊走向 日光温室、阳畦、风障畦东西向。北纬40以北，东西向；北纬40以南，南北向。（二）设施的间距1111日光温室规划设计课件1212任务二设施荷载任务二设施荷载 荷载荷载：作用在园艺设施结构上的外力的统称。一、荷载的种类一、荷载的种类（一）按荷载的性质分1.1.恒载恒载（永久性荷载）：指作用在结构上长期不变的荷载。如：设施结构的自重、设备的自重、植物荷载等。2.2.活载活载（可变性荷载）：指设施使用过程中产生的临时荷载。如：积雪荷载、风荷载、地震荷载、检修荷载等。任务二设施荷载 荷载：作用在园艺设施结构上的外力的统称。1313（二）按力的作用方向分垂直荷载：垂直荷载：指垂直作用在结构上的荷载。如恒载、雪载。水平荷载：水平荷载：指水平作用在结构上的荷载。如风载、地震力。（二）按力的作用方向分1414（三）按力的作用状态分 集中荷载：集中荷载：当横向荷载在梁上的分布范围远小于梁的长度时，便可简化为作用于一点的集中力。分布荷载：分布荷载：沿梁的全长或部分长度连续分布的横向荷载。（三）按力的作用状态分1515（四）按产生的途径分 自然荷载：自然荷载：风载、雪载、地震力等。人为荷载：人为荷载：堆物、吊重、检修荷载等。（四）按产生的途径分1616 二、恒载二、恒载（永久荷载）（一）设施的结构重量 采用建筑物的实际重量或根据材料比重、单位面积质量（覆盖材料）和尺寸计算。钢架自重（kNm2）0.12+0.011跨度（m）玻璃覆盖（含框架）取0.3 kNm2 二、恒载（永久荷载）1717（二）固定设备重量 包括：加温设备、通风降温设备、电器与照明设备、灌溉与除湿设备、帘幕设备等。（三）其他 包括：吊篮、种植器、高架喷灌设备和一切悬挂在设施结构上，连续超过30d的重物。（二）固定设备重量1818三、活载三、活载（一）植物荷载（V）：植物因栽培需要吊挂在设施上形成的荷载。其大小与植物种类与吊挂方式有关，一般按均布荷载考虑，采用0.15kN/。（二）屋面均布活载 设计屋面均布活载的计算结果应在0.50.7kNm2之间取值。与雪荷载相比较，取其中最大值。三、活载1919（三）集中活载 所有设施骨架构件，应能安全承受不少于0.45kN的作用于构件中部的垂直向下的集中活载。任意节点，也应能承受不少于0.45kN的垂直向下集中活载。（四）活载限制 设施设计者应将设计活载向设施建造和设施使用者说明，设施使用者应避免将超过设计活载的重物（包括维修安装人员）作用到骨架或支撑构件上。（三）集中活载2020四、雪荷载四、雪荷载（S S）：）：作用在设施屋面上的雪压，kN/m2 影响其大小与分布的因素：降雪量、屋面坡度、屋面受热状况等。Sk=rS0 Sk：雪荷载标准值；S0：基本雪压（以当地一般空旷平坦地面上统计所得30年一遇最大积雪的自重确定）。四、雪荷载（S）：作用在设施屋面上的雪压，kN/m22121 r：屋面积雪分布系数（屋面坡度系数）；r取值：东西方位设施，南向屋顶取0，北屋面取1；设施纵向与风向垂直时，迎风面屋顶取0.5，背风面屋顶取1.5。r：屋面积雪分布系数（屋面坡度系数）；2222五、风荷载五、风荷载 kN/m2 WkzszW0 z Wk：风荷载标准值；W0：基本风压（按50年一遇的风压采用，但不得小于0.3 kN/m2）；z：高度z处的风振系数（反映风的波动性及引起结构振动的影响作用）；s：风荷载体形系数（设施在稳定风压作用下的压力分布规律）；z：风压高度变化系数；h：各结构距离地面的高度。五、风荷载 kN/m22323 影响因素：风速（一定时间内的平均风速和瞬时风速，设计时常用平均风速）温室抗风主体结构的设计风荷载不得小于0.25kN/m2。风荷载是设施结构设计的控制荷载。影响因素：风速（一定时间内的平均风速和瞬时风速，设计时常用2424（六）地震荷载（K）：作用于结构各部分的地震力。用各部分的固定荷载（自重与设备荷载）、植物荷载之和，乘以水平地震系数0.2求得。（六）地震荷载（K）：作用于结构各部分的地震力。2525六、荷载组合六、荷载组合 在设施结构上往往同时作用着几种不同性质的荷载，应考虑它们总的作用和对结构产生最不利的情况进行设计：1.恒载（D）+雪载（S）+植物荷载（V）2.恒载（D）+风载（W）+植物荷载（V）3.恒载（D）+活载（P）（设施施工或维修时的吊重荷载）4.载（D）+植物荷载（V）六、荷载组合2626任务三设施设计与施工任务三设施设计与施工一、塑料大棚的设计一、塑料大棚的设计（一）大棚方位 南北方向，光照分布均匀，利于保温防风。（二）大棚间距 东西间距2.0-2.5 m，南北间距加道路在4m以上。（三）大棚面积 一般0.5-0.6亩，钢架大棚0.8-1亩，向北可加大。（四）大棚长度 一般50-80m。任务三设施设计与施工一、塑料大棚的设计2727（五）大棚的宽度 竹木结构6-8m，水泥或钢架8-10m，向北可更宽。（六）高度 一般3m，由曲率决定。曲率（顶高肩高）跨度，一般以0.15-0.20为宜。（七）大棚通风口 多为3道放风，顶部中缝和两侧离地1-1.2m高处边缝。（五）大棚的宽度2828二、日光温室的设计二、日光温室的设计（一）温室方位 坐北朝南，东西走向。正南或向东、向西偏5-10。注意冬季主导风向和周围环境地形情况。罗盘仪：用当地磁偏角修正。（二）日光温室间距 原则：前排温室对后排温室不形成遮荫。南北间距：L0=L-后屋面水平投影距离H/tgh-后屋面水平投影距离；东西间距：4-6m。纬度越高，间距越大。二、日光温室的设计2929（四）日光温室的长度 一般50-100m。（五）日光温室的跨度 北墙内侧至前沿底脚的距离。一般6-8m，向北应减小。（六）日光温室的脊高 一般3-3.5m，高跨比0.4-0.5。（四）日光温室的长度3030（七）日光温室的屋面角1.后屋面角 原则：冬至后屋面和北墙有阳光照射。冬至日太阳高度角加5-7，一般35-45。2.前屋面角 40：前屋面角；：地理纬度；：太阳赤纬（23.5）。（七）日光温室的屋面角3131（八）日光温室的后墙、山墙的建造 一般高为1.8-2.2m，基础0.5m高。一般厚0.8-1m，砖制空心墙厚0.5-0.6m；向北加厚。（九）日光温室的后屋面 草层厚0.7m；前部可当薄些，后部可厚些。（八）日光温室的后墙、山墙的建造3232（十）日光温室的防寒沟 防寒沟：宽4050，深4080。保温覆盖材料：导热系数小，易于卷放，防风性好，防水性好，保温性持久稳定，寿命长。（十）日光温室的防寒沟3333三、现代化温室的设计三、现代化温室的设计 包括：基础、钢骨架、覆盖材料、环境控制设备等。（一）现代化温室的方位 东西方位比南北方位平均透光率增大（5%-20%）；纬度越高，差异越显著。南北方位比东西方位光照平衡，无固定弱光带。三、现代化温室的设计3434（二）温室基础设计1.基础设计的内容 要求：满足荷载；有足够的稳定性和抵抗不均匀沉降的能力；有足够的传递水平力作用和空间稳定性。步骤：选择材料、类型，进行基础平面布置；选择基础的埋置深度；确定地基承载力设计值；确定基础的底面尺寸；必要时进行地基变形与稳定性验算；进行基础结构设计（按基础布置进行内力分析、截面计算和满足构造要求）；绘制基础施工图。（二）温室基础设计35352.基础底面尺寸确定（按持力层地基承载力计算）（1）轴心荷载作用 对称布置 基底压力设计值p（kPa）=（F+G）/A（F+rGdA）/A F：上部结构传至基础顶面的竖向力设计值，kN；G：基础及其上方土的重力，kN；A：基础底面积，；rG：基础及其上方土的平均重度，通常取rG20kN/m3；d：基础埋深，为设计室外地面到基础底面的距离，m。2.基础底面尺寸确定（按持力层地基承载力计算）3636 按地基承载力计算时，要求pfa fa：地基承载力设计值，kPa。基础底面积：AF/（fa-20d）条形基础以1m长计算，基底宽：BF/（fa-20d）正方形基础，基底宽B 矩形基础，取基础底面长l与宽B的比例为：=n（一般取n2），A=lB=nB2，则底宽：B=按地基承载力计算时，要求pfa3737（2）偏心荷载作用 Pmax=（F+G）/A+M/W Pmin=（N+G）/A-M/W p1.2fa M：作用于基础地面的力矩设计值，kNm；W：基础底面的抵抗矩；Pmax、Pmin：基础底面边缘的最大和最小压力设计值，kN。（2）偏心荷载作用38383.基础的设计要求（1）基础埋深 砖砌条形基础，其埋深在北方地区要求在冻土层以下，南方可浅一些。采暖温室可根据气候和土质情况考虑采暖对基础冻深的影响。南方温室工程中，若地质条件较好，条形基础深度可选在400左右；一般基础底面应低于室外地面500以上，基础顶面与室外地面的距离应大于100，以防止基础外露和对栽培的不利影响。除特殊要求外，温室基础顶面与室内地面的距离宜大于400。3.基础的设计要求3939（2）变形缝设计 为防止温度变形和地基的不均匀沉降对基础产生破坏，要求每隔50m左右设置一条变形缝。对于温室外的散水也需每隔10m左右设置一个变形缝，并避免将变形缝设在有雨水管处。（3）埋件 与温室钢结构连接的埋件都设置在基础顶部。埋件与上部结构连接方式主要有铰接、固接及弹性连接等。连接方式不同，设计和构造方法也不一样，但所有埋件必须保证与基础的良好连接，并保证将上部结构传来的力正确地传给基础。（2）变形缝设计4040（三）温室结构设计 原则：坚固、安全、经济、实用。设计内容和步骤：结构计划、结构计算、完成设计文件、工程造价计算。（三）温室结构设计41411.结构计划 按给定条件，通过初步的分析比较，对温室的结构形式、几何尺寸、结构用材、设计荷载等初步确定。注意：选择结构形式时应综合考虑温室的功能特点、计划寿命、投资规模、管理模式等因素，温室形式应与当地气候条件及温室内部环境要求相适应，并力求简洁、实用、经济、美观、大方。1.结构计划42422.结构计算 结构构件应有足够的强度、刚度和稳定性。1.梁 梁的最大应力不超过它的容许应力（），最大挠度不超过容许挠度，即满足梁的强度公式和刚度公式。2.结构计算4343（1）强度公式 正应力强度条件 剪应力强度条件 主应力强度 或（1）强度公式4444 ：分别为梁的最大拉应力、压应力、剪切力；：分别为梁的容许拉应力、容许压应力、容许剪切力；M、Q：分别为梁的计算横截面弯距、剪力，Wz：梁横截面的抗弯截面模量；：梁横截面中性轴以上截面面积对中性轴的静矩；Iz：梁的整个横截面对中性轴的惯性矩；b：梁的截面宽度，对工字形钢取腹板厚度；：分别为第三、第四强度理论折算应力强度；：分别为计算应力点正应力、剪切力。4545（2）刚度公式 ：梁的最大挠度；：梁的容许最大挠度；L：梁的跨度。当已知荷载和容许应力而需要设计梁的截面时，可先算出所需的截面抵抗矩Wz。然后选择截面的形状和尺寸，对于型钢梁就是选择型钢的号码，型钢号一经选定，截面的尺寸和各项几何特性也就确定了。（2）刚度公式 46462.柱：把上层结构的荷载传递给基础。强度、稳定性2.柱：把上层结构的荷载传递给基础。强度、稳定性4747柱子横截面的设计步骤如下：方法一：（1）先假定长细比 ，并且由它查出 相应的稳定系数 值，求出需要的截面面积 ；柱子横截面的设计步骤如下：4848（2）根据假定的 值求得截面所需要的惯性半径 ，再根据 和初选的A，并且利用已有的规格图表和实践经验选择型钢的号码或求得截面的周边尺寸；（3）在选定了压杆的截面尺寸以后，必须重新进行强度、刚度和稳定验算，如果不满足要求，调整 重复前述步骤，直到满足要求为止。（2）根据假定的 值求得截面所需要的惯性半径 4949 方法二：（1）先直接假定一个 值（一般假定 0.5），再用公式 求得初选的A；（2）根据初选的A，利用已有的图表或根据实践经验选择型钢号码或求得截面的具体尺寸；方法二：（1）先直接假定一个 值（一般假定 0.5）5050（3）据选定的截面尺寸，查得或算得惯性半径 ，算出压杆的长细比 ，根据 重新计算 值，如果这个 值和在（1）中假定的值相差较大，则需在这两个 值之间再选一个 值，重复以上步骤进行计算，直到求得的 值与假定的 值较接近为止，最后根据求得的 值，按公式 验算是否满足稳定条件，如果满足且又不过于安全，则所选得的截面就是所需截面，如果不满足或过于安全，就应参考验算结果，对截面尺寸做适当的调整，然后再进行验算，直到满足要求为止。（3）据选定的截面尺寸，查得或算得惯性半径 ，算出压杆的51513.拱 拱在竖向荷载作用下的水平反力方向是指向内的，称为推力。推力的存在，使拱结构任意截面内的弯距，比相当的梁在相同截面内的弯距小，故拱结构比梁结构经济。拱结构可跨越较大的跨度。拱结构形式3种：三铰拱、两铰拱和无铰拱。3.拱5252（三）完成设计文件 包括：设计图、说明书、结构计算书等。（四）进行工程造价计算（三）完成设计文件5353 思考与练习思考与练习1.简述园艺设施场地选择的基本原则。2.说明园艺设施群规划的要求。3.什么是荷载？园艺设施的荷载有哪些类型？4.什么是活载限制？怎样进行荷载的组合？5.温室的基础设计有何要求？思考与练习1.简述园艺设施场地选择的基本原则。5454