设施塑料大棚的优化方向范文

[摘要]设施塑料大棚作为现代设施农业的分支，因其蔬果反季节充足的供应量得到迅速大范围推广，随着大跨度大空间的发展，温室结构在风荷载作用下的承载要求也随之提高。根据风荷载的作用特点，结合研究现状，提出风荷载下设施塑料大棚的优化方向，对提高设施塑料大棚的抗风能力有一定的参考价值。

[关键词]风荷载；设施大棚；优化方向

近年来，设施农业已成为农业现代化发展水平的一个标志。通过不断改进的生产方式和生产技术，设施农业的经济效益较传统农业得到显著提高。温室大棚作为典型的农业设施，解决了低温下作物生长困难的问题，凭借寒冷时段充足的反季蔬菜供给为城市蔬果供应提供了坚实的后盾，在我国得到迅速推广使用。随着温室大棚的兴起和发展，温室结构的空间大型化、高效性和标准性需求随之提高，设施温室更强的抗灾害能力成为人们关注的焦点。设施塑料大棚作为普遍采用的温室形式，受风荷载影响频率较高，灾害程度较重，可能导致较大经济损失。本文针对风荷载下设施塑料大棚的性能研究现状进行分析，找出优化方向，为提高其抗灾害能力提供参考。

1研究现状

目前，关于风荷载的研究主要集中在航空工程、交通设施工程、建筑结构等受风力影响较大的领域。其中，关于建筑结构的研究主要集中在悬挑结构和受风力作用易引起过大水平位移和风振的烟囱、高塔等柔性细长类建筑。当流动的空气遇到建筑物表面时会形成压力气幕，从而形成风荷载。风荷载作用的风力大小受风速影响，其作用形式、方向随时间而变化，因此不确定性较高。风荷载属于作用原理相对复杂的动态建筑荷载。目前，涉及风荷载的研究方法主要包括实地测算、风洞试验及利用流体力学理论形成的计算方法。宫婉婷[1]、王东霞[2]等针对温室结构考虑风荷载因素时的设计取值和对整体结构承载能力的影响程度进行了研究，认为风荷载对温室结构作用时可作为准静态荷载考虑；王笃利等[3]对上海、北京在内的10个地区气象统计数据资料进行了分析，提出了3s的瞬时风速与10min时距的平均风速最大值之间的转换关系，即可通过3s的瞬时风速确定基本风压的方法。建筑结构荷载规范认为轻型钢木类做主体的结构的建筑受风荷载影响较大，宜将基本风压值适度提高。

2优化方向

风是由空气流动产生的，流动的空气遇到建筑物后，会绕行通过建筑物。当风吹向设施塑料大棚时，大棚表面可分成迎风面、侧面和背风面三种受风面。风从迎风面吹来时，迎风面承受压力，背风面承受吸力。迎风面的周边区域空气流动变化较明显，风压分布梯度线是相对密集的。背风面风速逐渐减小而受到负压的作用。风向角转动45°后设施塑料大棚的上端最高处达到最大吸力，从不同角度作用风荷载时，压力区与吸力区的过渡区会产生受力真空区[4]。一般情况下，风作用的角度是随时可能发生变化的，而大棚的顶部和两侧作为受风时风力的过渡区和风向角可能变化的区域，受力最复杂，相对容易发生破坏。大棚顶端和两侧均为棚膜的边缘区域，发生破坏时易造成棚膜的局部缺口，一旦形成进风口可能造成整体棚膜的掀翻脱落，进一步影响内部钢骨架的稳定性和承载力，损失巨大。因此风荷载作用下，应对设施塑料大棚的顶部和两侧进行优化和加固，确保设施塑料大棚的整体封闭性和稳定性。

3结语

对于设施塑料大棚来说，风荷载是众多荷载中一种较为复杂的动态荷载。根据目前的研究现状，风荷载可能造成棚膜的大面积脱落和整体结构的失稳倾覆，后果严重。因此，为避免入风口的形成，较好地保护内部承载骨架，设施塑料大棚的顶部和两侧的进一步强化加固可作为风荷载作用下设施塑料大棚的优化方向。

【参考文献】

[1]宫婉婷，梁宗敏.新型日光温室表面风压的数值模拟[C]//姚振汉.北京力学会第17届学术年会论文集，北京：北京力学会，2011：73－74.

[2]王东霞.温室结构风振效应研究[D].北京：中国农业大学，2006.

[3]王笃利，陈青云，曲梅.温室基本风压取值方法探讨[J].农业工程学报，2005，21(11)：171－174.

[4]杨再强，张波，薛晓萍，等.设施塑料大棚风洞试验及风压分布规律[J].生态学报，2012，32(24)：7730－7737.

作者：侯莹莹 单位：山东省高校设施园艺实验室