张拉型温室大棚基本设计理论及节点构造研究

论文摘要

近年来大雪和冰冻灾害,对我国的经济已造成了巨大的损失。其中温室大棚和经济作物损失较为严重,受灾地区的温室大棚几乎全部倒塌,大棚中的农作物绝收。我国现有温室大棚的落后状况在雪冻灾害中暴露无遗。所以,研究新型温室大棚,提高抵御自然灾害的能力,加强设施农业基础建设,已势在必行。本文将索膜结构体系运用到设施农业领域,既能改善我国现阶段温室大棚强度低,跨度小,机械化程度低等缺点,具有研发新型温室大棚的特殊背景,又能解决索膜结构发展和应用中的基本问题,使索膜结构这种新型的结构体系在我国得到更为广泛的运用和发展。但目前国内并没有这方面的相关研究,基于此类原因,本文在查找大量相关资料的基础上,运用设计分析软件3D3S对张拉型温室大棚基本设计理论和节点构造方面做了一定的研究,希望为以后的设计提供一定的参考。第一章,在查阅大量国内外相关文献资料的基础上,简单介绍了国内外温室大棚结构和索膜结构的发展状况；介绍了张拉型温室大棚结构提出的背景、结构的基本形式及受力特点,并明确了本文的研究方向。第二章,介绍张拉型温室大棚结构的找形分析理论,针对张拉型温室大棚结构的某种特定的结构形式(脊谷式)在不同索预张力、不同边界条件下进行找形分析,找出这两方面对结构产生的影响。第三章,在找形分析的基础上,考虑荷载的作用,对张拉型温室大棚结构进行受力分析,考虑张拉刚度、膜材预张力、索预张力、矢跨比对结构的影响,得到各种因素对结构内力和变形的影响。第四章,根据现有索膜结构剪裁分析理论方法和技术,针对脊谷式张拉型温室大棚结构的膜材进行剪裁分析研究,运用3D3S软件进行模拟分析,找出张拉型温室大棚结构比较实用的剪裁分析方法。第五章,本文将在现有索膜结构节点设计方法的基础上,在考虑张拉型温室大棚结构这一特殊使用情况下：如节点强度、经济性和节点施工安装实现难易程度等方面,对已有的节点设计方式加以继承和改进,提出适合张拉型温室大棚结构节点设计的节点构造的相关设计参数和方案。第六章,对本文所做的研究工作做出总结,并对需要改进之处以及今后需进一步开展的研究工作提出建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 张拉型温室大棚研究背景
• 1.2.1 温室大棚国内外的发展现状
• 1.2.2. 膜结构发展简史
• 1.3 新型张拉型温室大棚结构研究的提出
• 1.4 本文研究的主要内容
• 1.5 论文研究的创新点
• 第二章 张拉型温室大棚结构找形分析
• 2.1 张拉型温室大棚结构设计的基本设计理论简介
• 2.2 张拉型温室大棚结构找形分析概述
• 2.3 张拉型温室大棚结构找形分析的基本理论
• 2.3.1 动力松弛法
• 2.3.2 力密度法
• 2.3.3 非线性有限元法
• 2.3.4 控制点逼近法
• 2.3.5 比拟法
• 2.3.6 极小曲面法
• 2.3.7 几种常用找形分析方法比较
• 2.4 张拉型温室大棚结构找形分析——脊谷体系
• 2.5 本章小结
• 第三章 张拉型温室大棚结构荷载分析
• 3.1 张拉型温室大棚结构荷载分析概述
• 3.2 张拉型温室大棚结构荷载分析基本理论
• 3.2.1 基本方程及求解
• 3.2.2 单元应力及局部松弛和破坏
• 3.3 张拉型温室大棚结构设计荷载、荷载组合及荷载验算
• 3.3.1 张拉型温室大棚结构设计荷载
• 3.3.2 张拉型温室大棚结构荷载组合
• 3.3.3 张拉型温室大棚结构荷载验算
• 3.4 脊谷式张拉型温室大棚结构荷载分析
• 3.4.1 膜初始预张力对结构受力性能的影响
• 3.4.2 膜材张拉刚度对结构受力性能的影响
• 3.4.3 索初始预张力对结构受力性能的影响
• 3.4.4 矢跨比对结构受力性能的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 张拉型温室大棚结构剪裁分析
• 4.1 引言
• 4.2 张拉型温室大棚结构剪裁分析基本理论
• 4.2.1 剪裁分析的要求和校核标准
• 4.2.2 剪裁分析的模型
• 4.2.3 剪裁分析方法
• 4.2.4 膜材规划设计和平面膜材坐标计算介绍
• 4.2.5 确定剪裁线的测地线法
• 4.3 张拉型温室大棚结构剪裁分析步骤
• 4.4 张拉型温室大棚结构剪裁分析设计要素
• 4.5 张拉型温室大棚结构剪裁分析——脊谷体系
• 4.6 本章小结
• 第五章 张拉型温室大棚结构的节点构造
• 5.1 引言
• 5.2 节点设计的基本理论
• 5.2.1 节点设计的一般原则
• 5.2.2 抗拉锚固节体系点设计理论
• 5.3 张拉型温室大棚结构具体连接和节点构造措施
• 5.3.1 膜材与膜材的连接
• 5.3.2 膜材与索（钢构件）的连接
• 5.3.3 柱节点
• 5.3.4 脊谷式张拉型温室大棚结构具体实施方式和节点连接构造
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 （攻读硕士学位期间发表论文目录）