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文檔簡介
農用鋼架大棚設計與安裝規范一、范圍本規范規定了農用鋼架大棚設計與安裝的術語和定義、設計要求、材料選擇、安裝流程、質量檢驗及驗收等內容。本規范適用于各類以鋼架為主體結構的農用大棚的設計與安裝工作,旨在為高效、安全、耐用的農用鋼架大棚建設提供技術指導,以滿足農業生產中對設施環境的需求,促進農業生產的現代化發展。二、規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本規范必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本規范;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規范。《鋼結構設計標準》(GB50017)《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》(GB50018)《建筑結構荷載規范》(GB50009)《農業溫室結構荷載規范》(NY/T7-2004)三、術語和定義(一)農用鋼架大棚以熱鍍鋅鋼材等為骨架材料,通過特定的結構設計搭建而成,用于農業生產,如種植蔬菜、花卉、水果等作物,或進行畜禽養殖等活動,可調節內部環境以滿足作物生長或養殖需求的設施。(二)跨度農用鋼架大棚橫向兩側立柱或基礎之間的水平距離,是衡量大棚空間大小的重要參數。(三)肩高從大棚地面到大棚肩部(即大棚兩側立柱與拱桿連接點處)的垂直高度。(四)頂高從大棚地面到大棚頂部最高點的垂直距離。(五)拱桿呈弧形或拱形,沿大棚縱向布置,主要承受屋面荷載,并將其傳遞至立柱或基礎的主要受力構件。(六)立柱垂直于地面,用于支撐拱桿及整個大棚結構,承受上部傳來的荷載并將其傳遞至基礎的豎向構件。四、設計要求(一)荷載計算恒荷載:包括大棚骨架材料自重、覆蓋材料自重(如塑料薄膜、遮陽網、保溫被等)、內部懸掛設備(如滴灌系統、補光燈等)自重等。根據材料的實際密度和構件尺寸,準確計算恒荷載大小。活荷載:考慮雪荷載、風荷載、屋面檢修荷載等。雪荷載應根據當地的積雪深度和積雪分布情況,按照《建筑結構荷載規范》或《農業溫室結構荷載規范》的規定進行計算。風荷載需結合當地的基本風壓、地形條件以及大棚的體型系數等因素確定。屋面檢修荷載一般按人員及工具重量進行估算,取值不宜小于規定的標準值。特殊荷載:對于可能存在的作物吊重(如種植葡萄等需要吊蔓的作物)、懸掛重物(如懸掛防蟲網等)以及地震作用等特殊荷載,應根據實際情況進行分析和計算。在地震設防地區,需按照相關抗震設計規范對大棚進行抗震驗算,確保大棚在地震作用下具有足夠的穩定性。(二)結構設計整體結構選型:根據使用功能、種植或養殖需求、場地條件以及荷載情況等因素,選擇合適的大棚整體結構形式。常見的有單拱大棚、連棟大棚等。單拱大棚結構簡單、造價較低,適用于小規模農業生產;連棟大棚空間大、土地利用率高,便于規模化作業和環境調控,但結構較為復雜,對設計和施工要求較高。拱桿設計:拱桿的截面形狀和尺寸應根據大棚跨度、頂高、荷載大小等因素進行設計。一般采用冷彎薄壁型鋼,如圓管、方管或異形管等。通過力學計算,確定拱桿的合理壁厚和截面尺寸,以保證拱桿在承受各種荷載時具有足夠的強度和穩定性。拱桿的間距應均勻布置,且不宜過大,以免影響大棚的承載能力和覆蓋材料的安裝效果。立柱設計:立柱的直徑、壁厚和高度應根據其承受的荷載以及大棚的整體結構要求進行確定。立柱應具有足夠的抗壓強度和穩定性,以支撐整個大棚的上部結構。對于較高或跨度較大的大棚,可能需要設置斜撐或加強立柱的連接構造,以提高大棚的整體穩定性。立柱的底部應與基礎可靠連接,基礎的設計應滿足承載能力和抗拔、抗傾覆的要求。連接件設計:大棚各構件之間的連接件,如螺栓、螺母、卡槽、卡簧等,應具有足夠的強度和可靠性,確保連接牢固。連接件的材質應與主體結構材料相適配,防止因電化學腐蝕而影響連接性能。連接件的設計應便于安裝和拆卸,同時要考慮在長期使用過程中的耐久性。(三)通風與降溫設計通風口設置:為保證大棚內空氣流通,降低溫度和濕度,應合理設置通風口。通風口的位置、大小和數量應根據大棚的面積、種植作物的種類以及當地的氣候條件等因素確定。一般在大棚的頂部和兩側設置通風口,頂部通風口可采用電動或手動卷膜器控制開啟和關閉,兩側通風口可采用手動或電動卷簾裝置。通風口的總面積應滿足大棚通風換氣的要求,一般不小于大棚總面積的15%-20%。降溫系統設計:對于夏季高溫地區,為滿足作物生長對溫度的要求,需設置降溫系統。常見的降溫方式有自然通風降溫、遮陽降溫、濕簾風機降溫等。自然通風降溫通過合理設置通風口,利用熱壓和風壓實現空氣流通降溫;遮陽降溫通過在大棚頂部覆蓋遮陽網,減少太陽輻射進入大棚內,從而降低溫度;濕簾風機降溫則利用水蒸發吸熱的原理,通過在大棚一側安裝濕簾,另一側安裝風機,強制空氣通過濕簾,實現降溫。在設計降溫系統時,應根據當地氣候條件、大棚使用功能和經濟成本等因素綜合考慮,選擇合適的降溫方式或多種方式組合使用。(四)保溫設計覆蓋材料選擇:選用具有良好保溫性能的覆蓋材料,如雙層或多層塑料薄膜、保溫被等。雙層塑料薄膜之間形成的空氣層可起到較好的隔熱保溫作用;保溫被一般采用保溫性能好的材料制成,如棉氈、泡沫板等,可在夜間覆蓋在大棚表面,減少熱量散失。覆蓋材料的厚度和質量應符合相關標準要求,確保其保溫效果。保溫構造設計:加強大棚的密封性能,減少縫隙散熱。在大棚的周邊、門窗、通風口等部位設置密封條或密封膠,確保大棚內部形成相對封閉的空間。對于連棟大棚,還應注意棟與棟之間的連接部位的保溫處理。此外,可在大棚內部設置二道幕或保溫幕,進一步提高大棚的保溫性能。二道幕一般采用輕質的塑料薄膜或遮陽網,在夜間或低溫時段展開,可有效減少熱量向上散失。(五)排水設計屋面排水坡度:大棚屋面應具有一定的排水坡度,以確保雨水能夠順利排出。排水坡度一般根據大棚的跨度和覆蓋材料的類型確定,對于塑料薄膜覆蓋的大棚,排水坡度一般不小于2%-3%;對于陽光板等其他覆蓋材料的大棚,排水坡度可適當增大。屋面排水坡度應均勻一致,避免出現積水現象。天溝設計:對于連棟大棚,應設置天溝用于收集和排放屋面雨水。天溝的尺寸和坡度應根據大棚的面積、當地的降雨量以及排水要求等因素進行設計。天溝的材質一般采用熱鍍鋅鋼板或鋁合金材料,具有足夠的強度和耐腐蝕性。天溝的底部應設置排水口,并通過落水管將雨水引至地面排水系統。落水管的直徑和數量應根據天溝的排水量進行確定,確保排水順暢。地面排水系統:在大棚內部和周邊設置地面排水系統,以排除大棚內的積水和雨水。大棚內部地面應設置一定的排水坡度,向排水口方向傾斜。排水口應與外部排水管道連接,確保排水暢通。外部排水管道的管徑和坡度應根據排水量進行設計,防止出現積水和倒灌現象。五、材料選擇(一)鋼架材料熱鍍鋅鋼材:大棚骨架宜選用熱鍍鋅鋼材,如熱鍍鋅圓管、方管、異形管等。熱鍍鋅鋼材具有良好的耐腐蝕性,可有效延長大棚的使用壽命。鋼材的材質應符合《鋼結構設計標準》或《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》的要求,其屈服強度、抗拉強度、伸長率等力學性能指標應滿足設計要求。熱鍍鋅層的厚度應均勻,一般不小于規定的標準值,以確保鋼材在長期使用過程中不受腐蝕。鋼材規格:根據大棚的設計要求,選擇合適規格的鋼材。拱桿和立柱的直徑、壁厚等規格應根據大棚的跨度、高度、荷載等因素確定。一般來說,單拱大棚的拱桿可選用直徑20-32mm、壁厚1.2-2.0mm的熱鍍鋅圓管;連棟大棚的拱桿和立柱可選用直徑32-50mm、壁厚1.5-2.5mm的熱鍍鋅圓管或方管。鋼材的規格尺寸應符合相關國家標準或行業標準,誤差應控制在允許范圍內。(二)覆蓋材料塑料薄膜:常用的塑料薄膜有聚乙烯(PE)薄膜、聚氯乙烯(PVC)薄膜等。塑料薄膜應具有良好的透光性、保溫性、抗老化性能和抗撕裂性能。透光率一般應不低于85%,以滿足作物光合作用的需求;保溫性能應滿足大棚的保溫設計要求;抗老化性能好,使用壽命一般不低于1-3年;抗撕裂強度應符合相關標準要求,防止在使用過程中因風吹、積雪等外力作用而破裂。塑料薄膜的厚度一般為0.08-0.15mm,可根據大棚的使用要求和當地氣候條件選擇合適的厚度。陽光板:陽光板具有透光率高、保溫性能好、強度高、抗老化等優點,適用于對透光性和保溫性要求較高的大棚。陽光板的材質一般為聚碳酸酯(PC),其透光率可達到80%-90%,保溫性能優于塑料薄膜。陽光板的厚度一般為4-10mm,有單層、雙層和多層結構可供選擇。在選擇陽光板時,應注意其質量和品牌,確保產品符合相關標準要求。保溫被:保溫被應選用保溫性能好、重量輕、防水性好、耐用性強的材料制作。常見的保溫被材料有棉氈、泡沫板、無紡布等。棉氈保溫被具有保溫性能好、價格相對較低的優點,但重量較大,防水性較差;泡沫板保溫被保溫性能優良,重量輕,但抗穿刺性能較弱;無紡布保溫被具有防水、透氣、耐用等特點。在選擇保溫被時,應根據大棚的使用要求和經濟成本等因素綜合考慮,選擇合適的材料和厚度。(三)連接件材料金屬連接件:如螺栓、螺母、墊圈、卡槽、卡簧等,應選用熱鍍鋅或不銹鋼材質,以保證其耐腐蝕性和連接強度。金屬連接件的規格尺寸應與大棚骨架材料相適配,確保連接牢固。螺栓、螺母的強度等級應符合相關標準要求,一般不應低于4.8級。卡槽、卡簧的材質和尺寸應根據覆蓋材料的類型和安裝要求進行選擇,確保能夠有效固定覆蓋材料。非金屬連接件:如橡膠密封條、塑料連接件等,應具有良好的耐候性、耐老化性能和密封性能。橡膠密封條用于大棚的密封部位,可有效防止熱量散失和雨水滲漏;塑料連接件用于一些對金屬腐蝕較為敏感的部位,或用于連接一些輕質構件。非金屬連接件的質量應符合相關標準要求,在使用過程中不應出現變形、老化、破裂等現象。六、安裝流程(一)基礎施工場地平整:在大棚安裝前,應對場地進行平整,清除場地內的雜物、雜草和障礙物等。根據大棚的設計圖紙,確定大棚的位置和邊界,并進行測量放線。場地平整度應滿足大棚基礎施工的要求,誤差一般不超過±50mm。基礎開挖:按照設計要求,進行大棚基礎的開挖。基礎的深度和寬度應根據大棚的結構形式、荷載大小以及地質條件等因素確定。一般來說,單拱大棚的基礎深度為0.5-0.8m,寬度為0.3-0.5m;連棟大棚的基礎深度為0.8-1.2m,寬度為0.5-0.8m。基礎開挖應保證坑壁垂直,底面平整,避免超挖或欠挖。基礎澆筑:在基礎坑內鋪設一定厚度的碎石或砂墊層,然后支設模板,進行混凝土澆筑。混凝土的強度等級應符合設計要求,一般不低于C20。澆筑過程中應振搗密實,確保混凝土的質量。基礎頂面應平整,標高誤差一般不超過±10mm。在混凝土基礎中應預埋地腳螺栓或預埋件,用于連接大棚骨架。地腳螺栓或預埋件的位置應準確,誤差一般不超過±5mm。(二)骨架安裝立柱安裝:將加工好的立柱按照設計位置和間距,通過地腳螺栓或預埋件與基礎連接固定。立柱應垂直于地面,垂直度誤差一般不超過立柱高度的1/1000。安裝過程中可使用經緯儀或鉛垂線進行測量和校正,確保立柱的安裝精度。立柱安裝完成后,應對地腳螺栓或預埋件進行二次緊固,防止立柱松動。拱桿安裝:在立柱頂部安裝拱桿,拱桿與立柱之間可采用焊接、螺栓連接或專用連接件連接。安裝時應確保拱桿的弧度符合設計要求,拱桿的中心線應與立柱的中心線重合。拱桿的間距應均勻一致,誤差一般不超過±20mm。拱桿安裝完成后,應對連接部位進行檢查和緊固,確保連接牢固。橫向拉桿安裝:為增強大棚骨架的整體穩定性,應在立柱和拱桿之間安裝橫向拉桿。橫向拉桿一般采用熱鍍鋅圓管或方管,通過連接件與立柱和拱桿連接。橫向拉桿的安裝位置和數量應根據大棚的結構設計要求確定,一般在大棚的肩部和頂部設置2-3道橫向拉桿。橫向拉桿應水平安裝,水平度誤差一般不超過±10mm。(三)覆蓋材料安裝塑料薄膜安裝:在骨架安裝完成后,進行塑料薄膜的安裝。首先將塑料薄膜展開,覆蓋在大棚骨架上,注意薄膜的正反面和安裝方向。薄膜的邊緣應留出足夠的長度,以便進行固定。使用卡槽、卡簧將薄膜固定在骨架上,卡槽應安裝牢固,卡簧應嵌入卡槽內,確保薄膜固定緊密,不出現松動和褶皺。在大棚的周邊、通風口、門窗等部位,應使用密封條或密封膠進行密封處理,防止薄膜漏氣。陽光板安裝:陽光板的安裝一般采用專用的鋁合金壓條和防水膠進行固定。先在骨架上安裝鋁合金壓條,然后將陽光板放置在壓條上,調整好位置后,使用自攻螺絲將壓條與骨架固定。陽光板之間的縫隙應均勻一致,一般為5-10mm,縫隙內填充防水膠,防止雨水滲漏。陽光板的安裝應注意板面的清潔,避免劃傷和損壞。保溫被安裝:保溫被一般安裝在大棚的外部,用于夜間保溫。保溫被的安裝方式有多種,可采用卷簾式、平鋪式等。卷簾式保溫被通過安裝在大棚頂部的卷簾機進行收放,安裝時應確保卷簾機的安裝位置準確,卷簾機與保溫被的連接牢固。平鋪式保溫被則直接覆蓋在大棚表面,通過繩索或掛鉤等方式固定。保溫被的安裝應保證覆蓋嚴密,不出現漏洞和縫隙。(四)通風、降溫與保溫系統安裝通風系統安裝:按照設計要求,安裝通風口的卷膜器、卷簾裝置等設備。卷膜器和卷簾裝置應安裝牢固,操作靈活,能夠順利實現通風口的開啟和關閉。通風口的邊框應安裝密封條,確保通風口關閉時的密封性。在通風口處還可安裝防蟲網,防止害蟲進入大棚內。降溫系統安裝:對于濕簾風機降溫系統,應先安裝濕簾,濕簾一般安裝在大棚的一側,安裝時應保證濕簾的平整度和垂直度。然后安裝風機,風機安裝在大棚的另一側,風機的出風口應朝向濕簾。濕簾和風機之間應通過風
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