改进的大跨度venlo温室屋盖结构体系

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1、改进的大跨度VenIo温室屋盖结构体系【摘要】温室建筑从最初的生产型向商业型方向发展。Venlo温室是传统的生产型温室，结构体系受力合理，传力明确，用钢量经济。对传统Venlo温室进行改进，开发出一种新型的大跨度Venlo型温室屋盖体系。与传统温室进行对比分析，验证新型温室结构的合理性，用钢量的经济性。通过此研宂可显著扩人温室结构的适用跨度，促进商业型温室的研究及工程应用。近年来，现代设施农业温室的建设和使用已经从单一生产型温室发展到多元化商业型温室［1］。温室不再仅仅种植蔬菜和花卉，而是出现了集农业园艺生产和休闲娱乐餐饮于

2、一体的商业温室，也可称为温室类公共建筑。商业型温室有别于生产型温室，其对通风采光等方面的要求有很大放松的同时，对结构的安全性、经济性、适用跨度等方面都提出了更高的要求。将传统生产型温室结构用于商业温室后，安全性需要提高，跨度和室内空间需要扩大。因此有必要对传统温室结构进行改进。Venlo型温室是中国大型连栋温室采用的主要结构形式。笔者对传统Venlo型温室结构进行了改进，提出一种新型大跨度温室屋盖结构体系，以适应温室商业化的发展趋势。最后结合温室实际工程项目，通过SAP2000有限元软件对传统Venlo温室和改进的Venlo

3、温室进行了受力分析和对比，验证了新型大跨度温室结构受力的合理性，用钢量的经济性，为今后温室类公共建筑推广应用提供了一种高性价比的结构。传统Vcnlo温室结构组成及特点Venlo?厥沂粲谒?坡多屋面连栋温室，起源于荷兰，在20世纪70年代末引入中国［2］。温室主要由柱子、桁架、三角形屋妞龙骨和天沟组成，其中屋面覆盖在屋面龙骨上并与天沟连接，天沟连接在桁架上的小立柱或柱子上，而桁架则与柱子连接。国内生产型标准Venlo型温室跨度为6.4m，进深为4m,每个单元包括2个小屋顶［3］。目前常用的商业型Venlo温室跨度可以做到8、9

4、.6、12m，进深为8m，每个结构单元可以为二尖顶、三尖顶、四尖顶。如图1所示为传统二尖顶Venlo型温室结构组成示意图。横向和纵向平面桁架组成一级骨架，支撑在桁架之上的天沟及屋面龙骨小屋架等组成二级骨架。图2为某Venlo温室内景图。Vcnlo型温室屋盖主要受力骨架为平行弦平面桁架结构。Venlo型温室标准化程度高，桁架跨度不超过12m，可以在工厂制作完成，运输至现场进行安装。当Venlo型温室以玻璃为覆盖材料时，可产生蒙皮效应，刚度冇所增加但并不是很显著［4］。传统Venlo温室由于采用的是平面结构体系，空间受力传力作用

5、差，跨度受限，内部空间不能灵活布置。Venlo温室跨度超过12m时，若仍采用传统体系，结构用钢量会大幅度提高，从而增加了温室的建筑成木。改进大跨度温室屋盖结构体系空间管桁架结构是目前大跨度空间结构中应用最广泛的结构形式之一，通常采用三角形断面，与平面桁架相比具有跨度大、稳定性好、抗扭转刚度大、外表美观等优点。侧向刚度和稳定性的提高，可显著减少侧向支撑构件数量。跨度大时，经济效果更显著。通过研宂，笔者采用空间桁架结构对传统Vcnlo温室结构进行改进，开发出一种新型的大跨度Vcnlo型温室屋盖体系。新型大跨度温室屋盖结构体系由横

6、向布置的空间倒三角形空间管桁架，以及在屋盖周边沿纵向布置的空间桁架组成，纵、横向空间桁架形成闭合框，有效地增加了屋盖结构的整体刚度，并能提高温室的纵横向刚度。横向空间桁架间距可为6m,跨度可在15m以上。两榀横向空间桁架之间布置三角形平面小屋架，作为屋面龙骨。屋面坡度可依据采光和排水的要求而定。柱子布置在整个结构的周边，由于跨度的增加，内部柱子数量大大减少，内部空间增大，布置灵活。屋面的排水可在横向空间桁架上弦平面找坡，根据跨度大小设为单坡或双坡，坡度为5%。，屋面找坡可借鉴平板网架结构屋面排水的做法（图3）,通过在桁架上弦

7、节点设置不等高小支托，屋面檩条及屋面板安装后，即可形成排水坡度。屋面排水的路径是先由三角形屋脊排入倒三角形桁架的上弦平面，1.5m宽的上弦平面作为一个“大天沟”，然后再利用屋面横向坡，将水排到温室两侧，利用雨水管排出。遮阳网支架也安装在纵、横向空间桁架上弦节点。由此可见，改进的Venlo型温室屋盖体系（图4）省去了天沟及其支撑次桁架，结构布置更加简洁，传力途径简单明确，构件种类数量减少，骨架阴影率降低，有效改善了温室的透光率；桁架跨度增大，立柱数量减少，室内可形成更大的自由空间，很好地适应了温室商业化的需求。改进大跨度温室屋

8、盖受力分析对比木文以某传统Venlo温室实际工程为对比分析对象，将其改进为新型大跨度空间桁架Vcnlo温室屋盖结构，对改进前后2个温室屋盖的受力性能进行对比和用钢量分析，验证新型温室屋盖受力性能及经济指标的合理性。传统venlo温室屋盖受力分析某传统Venlo连栋温室实际工程，平面尺寸48