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全玻璃钢温室的优化研究设计

作　者: 谭静芳
导　师: 赵立新
学　校: 山东农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 全玻璃钢温室力学分析 PKPM 结构优化验算
分类号: S625
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 240次
引　用: 5次
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内容摘要

现代化温室作为一个行业发展,在我国的发展史仅有十几年。至今还没有专门的适合我国国情的温室结构安全标准出台,目前温室结构设计主要参照工业与民用建筑规范和国外有关标准,缺乏统一的设计标准及规范,致使温室结构设计自成体系,导致产品规格、质量、性能、适用范围无法统一监控,既造成资源、资金的浪费,又严重影响生产者的效益和温室行业的发展。综观发达国家温室产业发展的历程可以看出,温室要形成产业,必须首先具备从设计配套到施工安装以及运行管理等各个质量环节的标准规范。本文在综述国内外温室发展现状的前提下,针对目前我国现代化温室发展的现状以及我省的实际情况,阐述了全玻璃钢温室结构优化的必要性和重要性,从理论上探讨了全玻璃钢温室设计应考虑的主要因素和具体方法。从结构受力的角度出发,首次把目前广泛用于工业与民用建筑结构优化的方法用于全玻璃钢温室结构优化。对几种常用的温室结构形式进行了优选和改进,得出了一种受力合理的结构形式。按照“先整体,后局部”的原则,全玻璃钢温室结构设计要处理好整体与局部的关系,重视结构整体方案的确定、结构及构件设计等,以保证全玻璃钢温室具有高透光率、低热损失、足够的通风效率、适当的结构强度、低的建筑费用和运行成本。应用工程力学理论,按照建筑规范的要求,进行了全玻璃钢温室的荷载分析,确定了荷载组合方式,建立了计算模型,并利用 PKPM 系列软件对其进行了力学分析。讨论了结构优化的一般过程,并就温室的特殊情况确定了温室结构优化的一般方法。应用 PKPM 的优化工具箱中的函数对温室结构进行优化,并对优化后的温室结构进行了验算,结果表明:优化设计后,在较大范围内减少温室建造用材的情况下,还能满足其强度要求和结构的稳定性。本文提出了一种针对于全玻璃钢温室进行受力分析的方法,并利用这种方法对组装拱形全玻璃钢温室进行受力分析,然后进行优化设计。最后设计出了一种受力、布局合理,节省材料、易于建造,适合于推广的全玻璃钢温室结构,以供参考。

全文目录

中文摘要  9-11
英文摘要  11-13
1 引言  13-19
  1.1 本课题研究的目的和意义  13
  1.2 国内外温室发展现状  13-15
  1.3 我国常用温室存在的问题  15
  1.4 本课题的主要研究内容  15-16
  1.5 国内外文献综述及本课题的依据  16-19
2 温室结构的荷载计算  19-28
  2.1 温室的荷载及传力途径  19
  2.2 玻璃钢温室荷载的分析计算  19-24
  2.3 温室的荷载组合  24-28
3 温室的建筑设计  28-42
  3.1 温室场地的选择  28-29
  3.2 温室建筑方位的确定  29-31
  3.3 平面单元的划分  31-32
  3.4 平面和空间尺度的确定  32-33
  3.5 剖面设计  33-37
    3.5.1 室内地坪高程  33
    3.5.2 跨度  33
    3.5.3 檐高  33-34
    3.5.4 采光面的设计  34-37
  3.6 温室结构形式的优选  37-42
4 全玻璃钢温室框架结构的力学分析  42-60
  4.1 PKPM 简介  42
  4.2 用 PKPM 对温室框架结构进行力学分析  42-60
    4.2.1 框架计算简图的确定  43-44
    4.2.2 用 PKPM 进行力学分析  44-58
    4.2.3 对计算结果的分析  58-60
5 温室结构优化设计的方法和特点  60-66
  5.1 结构优化的一般过程  60-62
  5.2 温室结构优化设计是广义的结构优化  62-63
  5.3 温室骨架的优化设计所包含的内容  63-64
  5.4 关于目标函数确定的讨论  64-66
6 温室总体结构的优化设计  66-81
  6.1 本温室结构优化的方法  66-70
    6.1.1 基于最少用材量的温室结构优化数学模型的建立  66-68
    6.1.2 满应力优化方法  68-70
  6.2 截面尺寸的优化设计  70-73
  6.3 连接节点的优化设计  73-75
  6.4 支撑设计  75-76
  6.5 基础设计  76-78
  6.6 优化后结构的验算  78-81
7 结论与展望  81-85
  7.1 结论  81-83
    7.1.1 本文工作的总结  81-82
    7.1.2 全玻璃钢温室和已有其它材料温室的优缺点的比较  82-83
    7.1.3 本文的意义和作用  83
  7.2 今后应继续的工作  83-85
参考文献  85-92
附录  92-98
致谢  98-99
攻读学位期间发表论文情况  99

全玻璃钢温室的优化研究设计

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