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1、日光温室结构性能的计算机辅助分析侯丽薇 吴 巍 卢 锷摘 要 借助于计算机辅助工程分析手段,对不同几何形状的日光温室进行受力分析,初步揭示了高度、跨度、间距等几何尺寸对温室结构性能的影响,为日光温室的优化设计提供理论根据,为实际设计与应用提供科学依据。关键词 日光温室 结构性能 有限元中图分类号 TP391.72,S123 文献标识码 A文章编号 1004-924X(1999)06-0081-04ComputerAidedAnalysisonStructuralPerformanceofGreenhouseHOULi-Wei,WUWei(Collegeo
2、fEngineeringandTechnology,JilinAgriculturalUniversity,Changchun130118)LUE（ChangchunInstituteofOpticsandFineMechanics,ChineseAcademyofSciences，Changchun130022）Abstract Bymeansofcomputeraidedengineeringanalysis,themechanicalanalysisofgeenhouseofdifferentshapeswereperformed.Theinflue
3、ncesofheight,spanandspaceonstructuralperformanceofgreenhousewerepresentedtentativelysoastoprovidethetheoreticalfoundationforoptimizationdesignofgreenhouse.KeyWords：Greenhouse,Structuralperformance,FEM1 有限单元模型 选用长30m,La=5m,Lb=3m,间距为1m,Dia22×1.2有立柱形日光温室作为研究对象。其后墙为砖墙,后坡为钢筋混凝土板,而前屋面骨
4、架刚度比其他部分小得多,所以日光温室的技术参数见表1。骨架有限元模型如图1所示。其中,骨架选用梁单元,每个骨架由10个梁单元组成,塑料选用壳单元,每两个骨架之间共有32个壳单元,总共650个壳单元。Fig.1 FEAmodelofgreenhouseTable1 ParametersofframeMaterialdia22×1.2steelYang′smodule200GPa2Poissonratio0．27Criterionof0.16GPastressDensity7.85×103kg/m32 不同几何参数对结构性能影响 对日光温室进行结构性能分析的
5、目的是探求在不同载荷的作用下,应力变化情况,找出薄弱环节,为下一步的优化设计提供理论依据。2．1 不同前屋面形状对结构性能影响 对以下七种前屋面形状列出曲线方程 对几种日光温室进行有限元分析,所受荷载为恒载+雪载+保温草毡重(湿草毡卷在屋脊),分析结果见图表2。Fig.2 GreenhouseofdifferentheightTable2 Stressoffrontframeofdifferentshapes107Pa ShapeNode12345678910Ellipse22．347.019．611．034．938．430．54．528．77．
6、88Parabola10．322．845．525．921．516．441．639．90．216．26Oneslope15．110．490．115．017．1151．590．210．3151．615．6Two159．3248．792．513．2slope28．761．721．2100．7145．7156．2Hyperbola1002．971．3109．611794．146．146．410．26．53Powerfunction44．1154．640．941．593．6115．6107．469．10．189．63Circle64．73．121．744．364．0
7、57．014．327．115．59．7 对于抛物线形状,骨架的应力值于节点3处最大;椭圆形在节点2和节点6处应力值较大;一面坡形在节点6和节点9处应力值较大;双曲线形在节点5处应力值最大;幂函数在节点2处应力值较大;对于圆形在节点5处应力值较大。比较上述各曲线的最大应力值,抛物线形的最大应力值最小,(0.454GPa),说明其结构性能最好;一坡一立形的最大应力值最大,为2.486GPa,超出了材料的许用应力。在相同载荷作用下,可见骨架的形状对日光温室的结构性能相差特别大,存在优化形状的问题。2．2 不同拱间距离对结构性能的影响 拱间距离是指相邻两骨架距
8、离,对抛物线的日光温室进行有限元分析,其他参数同2.1,得出分析结
