裝配式單棟鋼管大棚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及搭建技術(shù)

1、裝配式單棟鋼管大棚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及搭建技術(shù)概述：裝配式單棟鋼管大棚是我們南方地區(qū)使用比擬廣泛的一種保護(hù)地設(shè)施類(lèi)型，這類(lèi)大棚以熱鍍鋅鋼管為主拱管，其主要特點(diǎn)是：第一，整體主架及聯(lián)接采用鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)鞏固，抗風(fēng)雪荷載能力大。如我地常見(jiàn)的二種類(lèi)型的單棚(GP-C622 GP-C825)，抗雪荷載能力達(dá)20千克/米2相當(dāng)于15厘米厚度的積雪，抗風(fēng)能力到達(dá)26米/秒相當(dāng)于10級(jí)臺(tái)風(fēng)。第二，鋼管及配件外表均采用熱鍍鋅處理，耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命一般在10年以上。第三，棚架之間采用專(zhuān)用卡件聯(lián)接，裝配、拆卸方便。第四，具有較好的通風(fēng)換氣性能和一定的保溫性能，為創(chuàng)造適宜作物生長(zhǎng)的最正確環(huán)境提供條件。第五，常見(jiàn)的、比擬經(jīng)

2、濟(jì)實(shí)用的幾種棚型已屬于定型產(chǎn)品，統(tǒng)一規(guī)格，列入中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4176-84?農(nóng)用塑料棚裝配式鋼管骨架?中的規(guī)定： 鋼棚骨架按以下規(guī)定編號(hào)說(shuō)明：農(nóng)用塑料棚裝配式鋼管骨架結(jié)構(gòu)整體，其代號(hào)用漢語(yǔ)拼音字母GP表示。管棚骨架型是指管棚骨架解剖面的幾何形狀。分別用漢語(yǔ)拼音字母Y、C、D、L表示。Y指圓弧落地拱形管棚骨架C具有平面?zhèn)缺诘墓芘锕羌蹹單坡屋面形管棚骨架L聯(lián)棟管棚骨架管棚骨架寬是指管棚骨架兩外側(cè)壁鋼管與地面接觸部位中心線(xiàn)之間的距離。其代號(hào)用拉丁字母B表示。管棚骨架高是指管棚骨架最高處與棚內(nèi)自然地面之間的距離，其代號(hào)用拉丁字母H表示。管棚骨架寬長(zhǎng)是指管棚骨架縱

3、向兩端部鋼管與地面接觸部中心線(xiàn)之間的距離，其代號(hào)用拉丁字母L表示。一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：大棚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先必須考慮的是整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和使用壽命，其次還要考慮大棚的通風(fēng)、采光等其它性能。使其充分發(fā)揮設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在自然災(zāi)害中的損失，提高經(jīng)濟(jì)效益。大棚的穩(wěn)固性主要是指大棚抗擊風(fēng)、雪的最大承載能力。它與大棚的骨架材料、大棚外形、大棚結(jié)構(gòu)參數(shù)包括頂高、肩高、跨度、拱間距、大棚的整體構(gòu)造有關(guān)。1、主骨架及鋼材沖壓配件。我地區(qū)單棟鋼管大棚的主骨架取材，主要有二種：熱鍍鋅鑄鐵管和熱鍍鋅帶鋼管，其中熱鍍鋅帶鋼管又分為帶鋼成型再熱鍍鋅管和帶鋼一次性成型補(bǔ)縫熱鍍鋅管。熱鍍鋅鑄鐵管一般為符合熱鍍鋅企業(yè)行業(yè)質(zhì)

4、量標(biāo)準(zhǔn)的合格管，用戶(hù)選用時(shí)只須認(rèn)清鋼管壁上的企標(biāo)或國(guó)標(biāo)代號(hào)即可，其優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量上完全符合裝配式骨架大棚的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但價(jià)格偏高。帶鋼一次性成型補(bǔ)縫熱鍍鋅管價(jià)格明顯低于熱鍍鋅鑄鐵管，但由于是一次性成型，鍍鋅質(zhì)量難以符合裝配式骨架大棚的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，主要是焊縫的內(nèi)外壁鍍層厚度、均勻度難以保證，影響鋼管使用壽命。至于帶鋼成型再熱鍍鋅管價(jià)格上介于上述二者之間，但其缺乏之處是材質(zhì)過(guò)軟從而大大降低了大棚的抗風(fēng)，承雪能力。根據(jù)GB417684?農(nóng)用塑料棚裝配式鋼管骨架?的要求，我們選用熱鍍鋅鋼管時(shí)應(yīng)符合以下要求：為保證一定厚度的鍍鋅層，要求鋼管熱鍍鋅后增重613%。直徑不得超過(guò)YB24263?直徑5152毫米電焊鋼

5、管?普通級(jí)規(guī)定的范圍。壁厚偏差為：上偏差+22%，下偏差-5%。圓度偏差不應(yīng)超過(guò)直徑的公差范圍。外壁外表應(yīng)有完整的鍍鋅層，不得有漏鍍、氣泡。內(nèi)壁外表不得有漏鍍。外外表應(yīng)光潔，允許有長(zhǎng)度不超過(guò)100毫米非包容面局部粗糙外表存在，但每米長(zhǎng)度內(nèi)只允許有1處，最大突起高度不應(yīng)大于2毫米，并不得影響安裝。根據(jù)此國(guó)標(biāo)要求，我們對(duì)裝配式鋼管大棚中用鋼管制造的零件、鋼材沖壓件、及局部零件外表的電鍍鋅應(yīng)符合以下要求：所有零件應(yīng)按設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的尺寸、材料和技術(shù)要求制造。鋼管壁厚在2毫米及其以下的，均需進(jìn)行內(nèi)外壁熱鍍鋅。鍍鋅前后的鋼管不得有裂縫、燒傷及其他影響強(qiáng)度的缺陷。沖壓零件所有沖切邊不應(yīng)有明顯的毛刺，外表不得

6、有明顯的壓傷和劃痕。未注明公差要求的尺寸應(yīng)按GB180479?公差與配合未注明公差尺寸的極限偏差?的規(guī)定執(zhí)行。電鍍鋅的零件，鍍鋅層厚度不得小于。外表應(yīng)光潔，允許存在直徑不大于10毫米的暗斑，但在一個(gè)零件外表不得多于兩處。外表允許存在未損壞鍍鋅層的鋅疤和壓印。2、大棚的外形。大棚的外形是指大棚的合理棚型，也就是說(shuō)使用一定材料，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)拱桿弧度，使棚面的流線(xiàn)結(jié)構(gòu)能最大限度地承受風(fēng)雪載荷。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷開(kāi)展，越來(lái)越多的農(nóng)戶(hù)采用大棚設(shè)施，但筆者發(fā)現(xiàn)部份農(nóng)戶(hù)，也包括一些大棚生產(chǎn)企業(yè)，在生產(chǎn)制作過(guò)程中嚴(yán)重地忽略了這點(diǎn)，對(duì)大棚外形盲目仿造、隨意成型，更有甚者是粗制濫造。我們先看看大棚在遭遇大風(fēng)夾雨

7、時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況。依據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，空氣壓強(qiáng)與風(fēng)速的關(guān)系通過(guò)伯努力方程可以表達(dá)為： (1+V2/2)P=C式中：C為常數(shù)，V為風(fēng)速值，P為空氣壓強(qiáng)。當(dāng)風(fēng)速等于0，此時(shí)棚內(nèi)外空氣壓力相等。當(dāng)風(fēng)速加大，從式中可以看出，棚外空氣壓強(qiáng)要減小，而棚內(nèi)由于空氣風(fēng)速不變，所以棚內(nèi)的空氣壓強(qiáng)不變，這樣就導(dǎo)致棚內(nèi)外就出現(xiàn)了空氣壓強(qiáng)差，這個(gè)壓強(qiáng)差會(huì)使薄膜向上煽動(dòng)。風(fēng)速越大薄膜向上舉的力也越大，就這樣風(fēng)速的不斷變化，導(dǎo)致薄膜不斷鼓起落下，一方面會(huì)使壓膜線(xiàn)變松，另一方面由于不斷的與拱管發(fā)生磨擦、擊打，至使薄膜破損。最終會(huì)導(dǎo)致整棟大棚膜扯破報(bào)費(fèi)。另外南方地區(qū)，特別象我地沿海一帶，多臺(tái)風(fēng)雨季，大風(fēng)往往伴隨大雨，這種薄

8、膜的不斷鼓起落下，向上的舉力會(huì)使整棟大棚產(chǎn)生一個(gè)向上的力，這時(shí)如果雨水滲入拱管插地處，加上大棚這樣一上一上的牽力，最終可能會(huì)導(dǎo)致拱管根部松動(dòng)而連根拔起。由于單棟大棚不象連棟那樣有預(yù)埋件做根底，單棟大棚只是簡(jiǎn)單的插入泥土，臺(tái)風(fēng)時(shí)大棚的“吹跑就是這樣產(chǎn)生的。設(shè)計(jì)合理的大棚棚型，可以加強(qiáng)大棚的抗風(fēng)雪能力。流線(xiàn)型的大棚，棚面弧度大，可以減弱風(fēng)速，壓膜線(xiàn)壓得牢固，可以承受比擬大的風(fēng)雪荷載，所以裝配式單棟鋼管大棚理論上的設(shè)計(jì)是按合理軸線(xiàn)設(shè)計(jì)而成的穩(wěn)固性最強(qiáng)的流線(xiàn)型大棚。流線(xiàn)型大棚，是參照合理軸線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其計(jì)算公式:Y=4(B-X)HX/B2 ，式中Y為各弧點(diǎn)的高度，H為棚高，B為棚寬。X為水平距離。以

9、8米棚為例，依據(jù)以上公式，8米棚的流線(xiàn)型設(shè)計(jì)，各弧點(diǎn)的的高度如下:Y1=48-131/82=1.32 Y2=48-232/82 Y3=48-333/82=2.82 Y4=48-434/82完全按合理軸線(xiàn)設(shè)計(jì)的大棚穩(wěn)固性最強(qiáng)。但有一個(gè)問(wèn)題就是近底處不適合栽培稍高點(diǎn)的作物，而且對(duì)大棚機(jī)械而言也是作業(yè)盲區(qū)。所以在實(shí)際使用中我們一般把8米棚設(shè)計(jì)成如下帶肩的弧度。把Y1改為Y1+ Y2/2=1.793.大棚的結(jié)構(gòu)參數(shù)流線(xiàn)型大棚按合理軸線(xiàn)設(shè)計(jì)，其二個(gè)重要參數(shù)，肩高與頂高，他們的關(guān)系為:頂高0.3。 小于0.25，棚面就比擬平坦，抗風(fēng)能力差，大于0.3棚面比擬陡峭，風(fēng)荷載加大。但兼于實(shí)際情況，我們通常采用的

10、是設(shè)計(jì)成帶肩的大棚，其高跨比就小得多。(表)型 號(hào)拱桿長(zhǎng)度管壁mm跨度m拱間距m肩高m頂高mGP-C622/支6GP-C625/支6GP-C825/支84.大棚的整體構(gòu)造。GP-C825裝配式單棟鋼管大棚示意圖:大棚主要部件：1.大棚主體: 拱桿、縱向拉桿、斜拉撐、棚門(mén)組合、棚頭立桿、卡槽等。2.主要配件：管槽固定器、U型卡、壓頂簧、卡槽連接片、拱管接頭、固定夾圈、地勾等。主要部件示意圖：二、搭建技術(shù)1、農(nóng)業(yè)園區(qū)大棚基地的規(guī)劃。規(guī)劃和布局是否合理，關(guān)系到大棚設(shè)施性能能否充分發(fā)揮利用，關(guān)系到田間的生產(chǎn)和作業(yè)能否正常開(kāi)展以提高生產(chǎn)效率，關(guān)系到園區(qū)和基地能否產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)起到樣板作用，關(guān)系到大棚搭建本

11、錢(qián)能否在保證正常運(yùn)行的情況下節(jié)約開(kāi)支。所以在搭建大棚前應(yīng)對(duì)大棚生產(chǎn)基地進(jìn)行嚴(yán)格而科學(xué)的規(guī)劃、布局，就大棚技術(shù)及要求而言主要應(yīng)考慮以下幾方面：?jiǎn)螚澟锏牟季謶?yīng)以南北走向?yàn)楹谩３诵枰紤]基地的土質(zhì)肥沃疏松、地勢(shì)平坦、光照充足等因素外，還要考慮園區(qū)水源條件要好，有利于灌溉和排水。同時(shí)還要注意交通是否方便，便于管理。大棚長(zhǎng)度。在盡可能利用土地資源的同時(shí)，除了要考慮棚區(qū)內(nèi)大棚之間的布局外，考慮大棚的合理長(zhǎng)度。一般單棚長(zhǎng)度盡量不要超過(guò)60米，過(guò)長(zhǎng)的棚不利于棚內(nèi)的空氣流通，影響大棚的密封性，同時(shí)也不利于灌溉設(shè)施的安裝使用。大棚間的間隔距離。一般相鄰二棟單體大棚之間的間隔距離最少為，過(guò)小不利于大棚的通風(fēng)換氣、

12、排水及采光。兩排大棚之間的間隔距離應(yīng)在以上。棚頭如果有明溝，那么棚頭離明溝的距離應(yīng)在1米以上。2、大棚的搭建。棚位定線(xiàn)按規(guī)劃位置，進(jìn)行平面放樣。按施工要求打出橫線(xiàn)，可以利用水平尺把兩根橫線(xiàn)定在同一水平線(xiàn)上，以貼近地面，但有一定空隙為宜。然后按施工要求把大棚跨度、大棚與大棚之間的距離在橫線(xiàn)上定位，根據(jù)定位在拉上豎線(xiàn)，橫豎線(xiàn)之間要保持90度角的正位，并必須拉緊拉直，同時(shí)在線(xiàn)上標(biāo)出打眼的位置。拱管、縱拉桿及卡槽的安裝第一步，沿記號(hào)垂直打拱管插入的眼，深度要一致，地勢(shì)硬的地方要稍微向內(nèi)傾斜。第二步，標(biāo)出每根拱管入土深度。第三步，在平地上把二根拱管接上頂接管，然后立起，把拱管插入預(yù)先打好的眼中。第四步，

13、在大棚兩門(mén)頭分別在正中間插一根正門(mén)針一定要與水平線(xiàn)垂直。然后利用正門(mén)針把每對(duì)接上頂接管的拱管調(diào)成垂直，并調(diào)出統(tǒng)一的指定高度。第五步，安裝縱向拉桿及斜拉撐，縱向拉桿依次接好后，可以通過(guò)左右調(diào)節(jié)盡可能的把其調(diào)直。第六步安裝卡槽及其它卡件。棚頭的安裝將棚頭端立柱按規(guī)定插入土中，上端與拱管高度吻合。棚門(mén)安裝在棚頭，把規(guī)定規(guī)格的門(mén)裝在門(mén)框內(nèi)。安裝完成后，門(mén)框應(yīng)平整，開(kāi)關(guān)要方便，關(guān)閉需嚴(yán)密。薄膜及壓膜線(xiàn)安裝安裝薄膜的總體要求是密封、繃緊。安裝時(shí)最好選擇晴朗無(wú)風(fēng)的清晨，一步到位。氣溫不宜太高，否那么不容易拉緊?？ɑ煽ㄈ肟ú蹓耗r(shí)，正確的操作方法是：把卡簧一節(jié)一節(jié)的左右扭動(dòng)由卡槽口部壓入卡槽，同時(shí)要注意安裝力度，防止卡簧壓入時(shí)，在卡槽口部造成薄膜的破損。為了減少卡簧、卡槽與膜的摩擦，防止薄膜受到損傷，裝膜時(shí)可在卡簧和薄膜之間加墊一層舊薄膜，這層舊薄膜也可以減少卡槽中固定局部薄膜在炎熱氣溫下，受灼熱的卡簧及卡槽的燙傷。特別需要強(qiáng)調(diào)的是薄膜落地局部應(yīng)該完