熱帶新型抗臺風大跨度平頂網棚設計

楊小鋒+劉建+曹明+楊光華+張雪彬

著海南設施農業的不斷發展，設施利用也逐步趨向周年性，但設施塑料大棚的抗風性能與建造質量良莠不齊，致使農業設施遭受臺風影響和破壞越來越大，如康森、山神、威馬遜等多個臺風從海南登陸，給當地設施農業造成嚴重影響。而針對海南臺風季節設施抗風性的研究還較少，因此加強海南設施抗風性研究，研發海南專用抗風型設施成為亟待解決的問題。筆者通過實際調研，結合熱帶氣候條件和棚型結構的幾何尺寸、材料、力學分析、種植需要及功能等因素，開發出了一種熱帶新型抗臺風大跨度平頂網棚。

平頂網棚的設計

設計參數

恒荷載：0.06 kN/m2，含鋼骨架自重；

活荷載：0.05 kN/m2，平棚主要針對海南番木瓜和蔬菜設施生產，不考慮作物吊重；

風荷載：0.75 kN/m2，相當于12級風速。

幾何尺寸

平頂網棚跨度12 m，開間5 m，頂高3 m（圖1），連棟和開間數可根據實際地形情況確定，但單個平頂網棚的建設面積應小于3000 m2。側墻副立柱高度2.5 m，平頂網棚四周斜拉索距四周立柱距離為2.5 m。

力學分析計算

◆ 荷載標準值分析計算

恒荷載q1、活荷載q2、風荷載q3分別計算如下：

（1）恒荷載q1：0.06 kN/m2；

（2）活荷載q2：0.05 kN/m2；

（3）風荷載q3：根據網棚外覆蓋的形式，防蟲網在直立墻面與屋頂平面，防蟲網的阻風系數λ按0.3計取，荷載體形系數分別為：迎風面us1=0.8、背風面us2=-0.5、屋頂面us3=-1.3[1]，風壓高度變化系數uz=1.0、基本風壓w0按前述風荷載值取0.75 kN/m2。則迎風面、背風面、屋頂面風荷載計算值分別為：

q31=λw0uzus=0.3×0.75×1.0×0.8=0.18 kN/m2

q32=λw0uzus=0.3×0.75×1.0×（-0.5）=-0.1125 kN/m2

q33=λw0uzus=0.3×0.75×1.0×（-1.3）=-0.2925 kN/m2

◆ 荷載設計值計算

考慮最不利組合為：恒載+風荷載。……