【摘 要】
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日光温室在我国北方地区被广泛推广使用,也是我国设施农业板块的重要组成部分。对于日光温室采光屋面骨架的研究,主要集中在骨架整体受力性能及优化与新型骨架的开发。日光温室装配式骨架具有自重轻、布置灵活、无焊接、工厂预制现场安装速度快等优点,适合大量推广使用。目前对于日光温室装配式骨架的研究较少,装配式骨架节点关乎整个温室的安全性,重要性不言而喻,因此对日光温室装配式骨架的开发与性能研究至关重要。基于此,
【基金项目】
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陕西省重点研发计划（2018TSCXL-NY-05-05）；
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日光温室在我国北方地区被广泛推广使用,也是我国设施农业板块的重要组成部分。对于日光温室采光屋面骨架的研究,主要集中在骨架整体受力性能及优化与新型骨架的开发。日光温室装配式骨架具有自重轻、布置灵活、无焊接、工厂预制现场安装速度快等优点,适合大量推广使用。目前对于日光温室装配式骨架的研究较少,装配式骨架节点关乎整个温室的安全性,重要性不言而喻,因此对日光温室装配式骨架的开发与性能研究至关重要。基于此,本文首先利用日光温室采光理论设计出适合陕西地区的日光温室骨架曲率;开发出三类装配式骨架（椭圆形、圆钢管、几字型）并为其开发装配节点;通过有限元软件ANSYS WORKBENCH研究装配式骨架受力性能;最后通过静力试验验证有限元数值模拟的可靠性、可行性。研究表明:（1）根据日光温室采光理论与骨架荷载设计理论,推导出适合陕西地区的日光温室前屋面曲率和日光温室骨架荷载设计值,为后文开发装配式骨架提供理论基础。（2）开发了三种日光温室装配式骨架:装配式椭圆型骨架、装配式圆钢管骨架、装配式几字型骨架;为开发出的装配式骨架设计装配件:椭圆型骨架采用内置椭圆管装配件、圆钢管骨架节点采用外套管装配件、几字型骨架节点采用内置空心长方体装配件;且三类装配式骨架节点装配件长度均为10cm,与骨架等厚。（3）通过有限元软件对开发出的三种装配式骨架和装配件进行受力性能分析。发现在最不利荷载作用下,装配式椭圆骨架、装配式圆钢管桁架骨架、装配式几字型骨架所受最大应力远小于钢材设计强度,变形量远小于日光温室允许变形量,且两个装配位置处装配件与螺栓所受应力均小于骨架的最大应力,说明装配节点安全可行。（4）在最不利荷载作用下,对三类装配式骨架与未装配骨架进行受力、变形分析,发现装配式骨架与未装配骨架在整体变形量和所受应力两方面,几乎没有差别,表明装配式骨架可代替未装配骨架使用;施加均布荷载直至三类装配式骨架失效,发现装配式圆钢管桁架结构能承受较大的荷载;装配式几字型骨架表现为为变形失效,椭圆骨架及圆钢管桁架结构骨架表现为达到设计强度失效;对比三类装配式骨架,发现装配式几字型骨架在受力和抵抗变形方面性能较差。（5）对椭圆钢管节点进行静力弯曲试验与有限元数值模拟,将两者输出结果进行对比分析,得出静力试验数据与有限元软件输出数据相对误差在3%以内,证实了ANSYS软件研究日光温室骨架及节点的可行性与可靠性。对椭圆钢管截面进行优化发现主管截面取10°时,装配件所受应力较小;将椭圆钢管主管截面做成咬合状,发现l取15mm时,椭圆钢管装配件受力性能最优。
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