农机化研究连栋塑料温室雪荷载取值的分析孙德发，苗香雯，崔绍荣（浙江大学农业生物环境工程研究所，浙江杭州310029根据国内外温室设计及工业与民用建筑设计规范，以华东型连栋塑料温室为例，对在相同的基本雪压作用下，采用不同的设计标准，拱杆承受雪荷载的能力进行了对比分析；同时结合工程实践，提出了温室结构设计中的注意事项。

　　连栋塑料温室；雪荷载；承载力雪荷载就是作用在温室屋面上的雪压。在温室结构设计中，雪荷载作为活荷载中一种特殊作用形式，对温室结构产生影响。与其它荷载不同，雪荷载的数值除受温室建设地点的自然条件影响外，还受到温室使用功能、维护结构的热工特性及荷载组合方式等因素影响。与单栋温室比较，连栋塑料温室积雪分布不均匀，因此在温室设计时，必须充分重视雪荷载作用。1998年，建于杭州下沙华农现代化农业示范园区的、以色列A.V.I公司生产的10000m2连栋塑料温室（用钢量7.3kg/m2），全部被大雪压塌；建于杭州蔬菜所的、以色列AZRON公司生产的连栋塑料温室（用钢量13.lkg/m2），发生结构纵梁扭曲和变形，*后不得不捅破薄膜来保全主体结构；而建于该基地的12连栋华东型连栋塑料温室（用钢量6.7kg/m2），则完好无损。本文将结合华东型连栋塑料温室，对在相同的基本雪压作用下，采用不同的设计标准，拱杆承载能力的变化进行对比分析。

　　1工程简介华东地区的气候特点是：冬春季低温、寡照和多雨雪；夏秋季高温、高湿及多台风、暴雨。为此，华东型连栋塑料温室拱顶采用粗拱杆、大拱距的结构形式及双圆弧拱顶曲线，选取优化的圆弧半径和曲率中心位置，从而使坡顶的坡度角加大，顶部积雪易于滑下，有利于提高拱杆的抗雪荷载能力。温室主体结构技术参数：跨度7m，肩高3m，顶高5m，柱距3m，拱距lm.立柱为80x60X2.5矩形钢管，拱杆为4*32X1.5镀锌圆管，天沟为1.5mm锌板压制，山墙及边侧横梁为60x30X10X2.75C型钢，山墙加强斜撑为40X1.8镀锌圆管，中间立柱斜撑为40X4角钢，卡槽为0.75潘锌板轧制，卡簧为￠2涂塑钢丝。温室内部配备设施有自然通风设备、遮阳及保温幕帘机构、防虫网装置、作物生长架和电器控制设备等。

　　2结构计算采用有限元方法，以3连栋塑料温室为研究对象，取其标准计算单元，根据结构布置和实际受力情况，得出雪荷载作用下的计算模型，见所不。

　　国家自然科学基金资助项目（59775046）孙德发（1969-），男，黑龙江木兰人，黑龙江八一农垦大学讲师，浙江大学农业生物环境工程研究所99级博士生，主要从事农业生产环境与能源的研究；苗香雯（193），女，山东济南人，浙江大学农业工程与食品科学学院教授、博士生导师，主要从事农业生物环境与能源工程的研究。

　　农机化研究屋面积雪分布系数表1杆件*不利内力（N/mtrf）杆件内力中国建筑规范美国温室设计标准工况1作用下145.781.6工况2作用下176.7347.2按照美国温室制造业协会温室设计标准，对雪荷载进行验算根据实际情况，取重要性因子/=0.8；雪荷载暴露因子=0.7；热因子=1.。对于均匀分布雪荷载作用，连栋温室无论坡度大小，屋面积雪分布系数一律取1.0；对于非均匀分布雪荷载作用，其屋面积雪分布系数取线性分布，从屋脊的0. 5增至天沟处的3.0.屋面积雪分布系数详见所示。

　　从上表可以看出，连栋塑料温室在工况1作用下，按中国建筑规范计算出的结果，较按美国温室设计标准计算出的结果要大，说明在此工况下，按中国建筑规范计算出的结果偏于安全；在工况2作用下，按美国温室设计标准计算出的结果，较按中国建筑规范计算出的结果要大，说明在此工况下，按美国温室设计标准计算出的结果偏于安全。

　　这样一来，就出现了矛盾，究竟采用哪个标准较适宜呢，根据大量模拟分析和经验，对于不加温连栋塑料温室，由于天沟处积雪较多，雪荷载分布不均匀，一般情况下是工况2对结构杆件起控制作用。

　　因此，按照美国温室设计标准计算较为适宜。

　　按照中国工业与民用建筑标准，对雪荷载进行验算积雪分布系数按有关规定选用。由于本温室拱形屋面的矢跨比//z=0. 286>0.1，故应考虑均布和非均布积雪两种荷载。对多连栋拱形屋面，用屋脊与肩相连平面和水平面夹角a =29.7°作为坡屋面角度，从而定出=0.8.根据使用过程中可能出现的几种情况进行荷载组合，对于雪荷载作用来讲，本设计仅考虑以下两种基本工况（由于作物荷载是通过立柱直接传递的，因此不必考虑其对拱杆的影响）：一是恒载乃十均布雪荷载二是恒载十非均布雪荷载3计算内容及比较分析在上述两种工况作用下，按不同设计标准计算出的拱顶杆件*不利内力，见表1所示。

　　4结论在温室的设计中，要综合考虑光照、结构受力及加工安装等特点，要因地制宜，有所侧重。对于以薄壁型钢为主要承重构件的温室，必须注意等强度和等稳定设计，这是结构优化设计的基础。对于不加温或间断加温的连栋塑料温室，可按照美国温室设计标准进行设计计算。因为美国温室设计标准对此考虑得比较全面和周到，偏于安全。现阶段，在我国温室设计标准尚未正式出台的情况下，采用这种方式是合理的。

　　中国工业与民用建筑标准组。现行建筑结构规范大全（1）。北京：中国建筑工业出版社，1994.78-85.美国温室制造业协会。温室设计标准。北京：中国农业出版社，1998.12-18.俞永华，崔绍荣。华东型连栋塑料温室结构设计。农业工程学报，1999，吴德让。农业建筑学。北京：中国农业出版社，1994.