摘 要: 为了推广可拆卸日光温室, 从基本尺寸确定、荷载条件、结构选型、后墙板和屋面板、截面设计、纵向连接设计及构造设计等方面介绍了可拆卸日光温室的设计; 从部件制作、现场安装及拆卸等方面介绍了可拆卸日光温室的施工技术。可拆卸日光温室最大的特点就是便于装拆, 整个结构分成几个独立的基本单元, 单元相互之间通过承插式连接, 灵活机动, 随时可以组装, 或拆卸, 具有良好的使用功能和广阔的应用前景。
组装日光温室
近20 a 来, 日光温室在我国大面积推广, 广泛应用在农业生产、畜牧、养殖、苗木生产等方面。目前,日光温室的设计已逐步走向定型化, 结构优化和计算机模拟等手段的应用, 对加快日光温室的快速发展起到了很大的促进作用。但是, 目前广泛应用的日光温室基本上是以固定设施的形式进行设计和建造, 属于永久建筑物的范畴, 而以活动、可拆卸形式进行设计和建造的日光温室则很少见到文献报导。
在林业育苗过程中, 由于苗木生长期较长, 苗木就地生长, 在自然温度能满足苗木正常生长的时期内并不需要温室, 只是在冬季、深秋、早春等季节需要生长在温室。如果温室做成固定形式, 在自然气温较高时, 温室虽然可以撤掉塑料薄膜, 但温室的后墙会阻碍通风, 使局部小环境气温过高, 影响苗木生长。如果采用无墙体的棚式温室, 冬季保温性能又差。考虑到林业育苗地点常发生改变, 如果育苗地点转移, 在新育苗地点再建新的温室, 会造成很大的投入和浪费。因此, 在育苗方面迫切需要一种活动式可移动亦可拆卸的日光温室。为了满足这一方面的要求, 笔者曾设计了一种可移动亦可拆卸的日光温室, 称之为装配式日光温室[ 1] 。
该温室最初建在陕西杨陵, 根据育苗的需要, 后又迁至安塞、三原等地, 经过近 10 a 的使用, 目前该温室仍然可以重新组装使用。该日光温室在推广使用过程中, 曾经暴露出一些缺点和不足, 经过改进,现已成熟, 值得进一步推广应用。
1 可拆卸日光温室的设计1. 1 基本尺寸的确定
根据文献[ 2] 和[ 3] 对日光温室结构基本尺寸的全面优化结果和实际使用面积的要求, 基本尺寸确定为( 图 1) : 中脊高度为 3. 3 m, 跨度为 8. 5 m, 后屋面投影为 1. 5 m, 跨高比为 2. 576, 略高于文献[ 4] 所推荐的跨高比, 后屋面仰角为 30, 有利于日光照射, 钢架间距为 0. 8 m。椭圆型的特点是前段起拱较好, 距前脚 1 m 处的高度可达到 1. 7 m, 有利于生产操作, 也方便小型机械的使用。从受力分析看, 其受力比较合理, 且节省材料。
1. 2 荷载条件
根据育苗地点的变化, 确定该温室的荷载条件[ 57] 为: 自重、10 kn m
- 2 的活荷载、0. 35 kn m- 2 基本雪荷载、0. 4 kn m- 2基本风荷载。
1. 3 结构选型
根据文献[ 4] 的优化结果和实际育苗及生产的需要, 可拆卸日光温室选用了椭圆型。椭圆方程为( x- 7)2/ 49+ y2/ 10. 89= 1椭圆型的特点是前段起拱较好, 距前脚 1 m 处的高度可达到 1. 7 m, 有利于生产操作, 也方便小型机械的使用。从受力分析看, 其受力比较合理, 且节省材料。
1. 3 后墙板和屋面板的选用
考虑到日光温室以后的装拆和运输情况, 以及保温要求, 后墙板和屋面板选用 100 mm 厚聚胺脂塑料板。聚胺脂塑料板具有造价低廉、可重复使用、便于安装等优点。
1. 4 截面设计
该日光温室结构材料[ 910] 选用 q235b 钢材, 用焊接钢管制作。根据受力分析和构造要求, 截面选择如下: 前立柱为 38 3 mm; 后立柱由 3 层钢管镶套而成, 里层钢管为 95 3, 中层为 1 02 3. 5,外层为 108 3, 中层和外层管长为 2 m; 拱架上弦为 32 2, 下弦为 10 钢筋, 间距 150 mm; 后屋架杆为 89 3。
1. 5 纵向连接设计
为了保证日光温室的整体稳定, 使其具有空间作用。沿纵向用 5 道 15 2 的焊接钢管将各个单榀刚架连接成整体, 纵向连接管与拱架、立柱等用 8号镀锌铁丝十字交叉绑扎连接。
1. 6 构造设计
由于该日光温室根据实际生产需要, 异地迁建,或冬季过后, 后墙板要拆除, 需要时再组装, 所以, 在构造设计上要充分考虑这个特点。设计时进行了分块考虑, 将日光温室的主体结构及围护结构设计成几个既独立, 又便于组装拆卸的单元。以前立柱、后立柱、拱架、后屋架杆等为基本组成单元, 各基本组成单元之间采用相互承插形式连接。连接时, 拱架上弦前端加长 100 mm, 垂直插入前立柱, 用 5 螺栓连接, 后端加长 100 mm, 通过加套钢管至 86, 插入后屋架杆, 用 10 螺栓连接; 后屋架杆加长 100 mm, 垂直插入后立柱, 用 10 螺栓连接; 后立柱里管与基础地板焊接, 外套 102 3. 5和 108 3 的钢管; 前、后立柱底焊接 200 mm 24mm 500 mm 钢板作为基础底板。
组装温室骨架
2 可拆卸日光温室的施工技术2. 1 部件制作
日光温室各个部件的制作是施工的关键。首先, 拱架要严格按照所要求的椭圆型形状制作, 以保证温室的形状, 满足采光、室内空间尺寸等要求; 其次, 由于前立柱与拱架、拱架与后屋架杆、后屋架杆与后立柱之间采用承插连接, 所以钢管尺寸要严格按照设计选用, 承插部分应磨光, 否则承插连接困难; 第三, 承插连接用螺栓作为卡具, 螺栓位于承插部分的中间, 所以栓孔位置、尺寸要准确。
2. 2 现场安装
现场安装前, 要作好安装准备工作。准备工作包括放线和开挖 500 mm 深的基槽。放线要准确,槽底要夯实、平整。
现场安装首先是安装前、后立柱, 立柱就位后,回填基槽, 回填土要夯实, 回填高度比地面高 200~300 mm; 然后将拱架和后屋架杆连接在一起; 最后将合拢的拱架与柱子连接。第一榀钢架安装完成后, 做好临时支撑, 再安装第二榀钢架。第二榀钢架安装完成后, 再安装纵向连接管, 使两榀钢架连为一体, 形成稳定的结构。这样一榀一榀地安装完所有的钢架。钢架安装完后, 再安装墙板和屋面板。结构安装完成后, 要给钢管涂刷银粉防锈漆。在安装过程中, 从技术角度考虑, 要防止拱架扭曲变形。由于拱架比较细长, 吊装时, 绑扎位置如果不合适, 就会使拱架扭曲变形。这也是拆卸时最应该防止发生的事情。
2. 3 拆卸
拆卸时首先拆卸围护结构的墙板和屋面板, 再拆卸主体结构。拆卸主体结构时, 首先端部开间的纵向连接管, 然后拆卸第一榀刚架的拱架与前立柱、后屋架杆的连接, 吊下拱架后, 再拆卸后屋架杆与后立柱连接。这样一榀一榀地拆卸完所有拱架和后屋架杆, 最后拆卸前、后立柱。整个结构拆卸完后, 将所有构件涂刷银粉防锈漆后归类存放, 以备再次组装。
3 结 论
可拆卸日光温室最大的特点就是便于装拆, 可满足实际生产的需要。选用的结构形式合理, 基本尺寸得当, 构造简单, 施工方便, 可操作性强。整个结构分成几个独立的基本单元, 单元相互之间通过承插式连接, 灵活机动, 随时可以组装, 或拆卸, 具有良好的使用功能和广阔的应用前景。