一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构制造技术

本发明专利技术应用于温室骨架结构设计领域，具体的说是一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构。包括圈梁、中间立柱、主梁、温室门、天窗，所述圈梁是将圆均分20等份，在每个等份及圆的四个象限点均匀设置立柱，圈梁上方设置主梁，所述主梁共四层，由竖直方向1/4圆弧四等分获得，整体结构为三角形和四边形桁架单元，圈梁上部第四层正视方向在两根竖直主梁之间设有温室门，第一层主梁设有四个可开合的天窗，本发明专利技术通过借鉴芡实叶脉脉络结构，提供一种高强度、强光照、省材料、便于机械化操作的穹顶温室骨架结构，分析证明，芡实叶脉的分叉结构及分叉角度不仅可以转移集中应力的作用，提高整体结构强度，而且在保证温室足够强度的前提下，可节省材料。

【技术实现步骤摘要】
一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构
本专利技术应用于温室骨架结构设计领域，具体的说是一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构。
技术介绍
钢筋结构无柱拱圆形温室，采光性能好，便于机械化操作，可以达到空间利用最大化与表面积最小化的构架效果，是生态农业立体耕作的最佳模式，由于立柱的减少，温室的承载力则是设计圆形温室的首要考虑因素。目前，现有的穹顶温室主要结构类似鸟巢结构，其主梁由正三角形、正六边形或四边形桁架单元构成。主梁为正三角形、正六边形桁架单元的鸟巢结构温室具有较大的强度，但是横梁数量多，影响光照，经济性差，而主梁为四边形桁架单元结构的温室多在内部垂直主梁下面设有桁架支撑结构，以保证足够的强度，增大了人力材料的消耗。在保证温室足够强度、光照的前提下，也应省时、省力和经济性也是重要考虑因素，因此，对于穹顶温室主梁结构的优化设计具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有穹顶温室光照、经济性差等问题，提供了一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构，包括圈梁、中间立柱、主梁、温室门和天窗，所述圈梁是将一个半径为6000mm的圆均分20等份，在每个等份及圆的四个象限点均匀设置立柱，圈梁上方设置主梁，所述主梁共四层，由竖直方向1/4圆弧四等分获得，整体结构为三角形和四边形桁架单元，主梁第一层是将辅助圆均分成8等份，将交点与中间立柱顶部相连，形成三角形单元，主梁第二层是将第一层主梁呈45°辐射状延伸到第二层辅助圆，获得交点绕圆周依次相连，形成三角形单元和四边形单元相间形式，主梁第三层在西南、西北、东北、东南四个方向将第二层主梁呈45°辐射状延伸到第三层辅助圆，获得交点相连，主梁第四层与圈梁通过立柱相连，圈梁上部第四层正视方向在两根竖直主梁之间设有温室门，第一层主梁设有四个可开合的天窗。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术所述的仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构跨度为12m，在同样跨度下，提高了机械化操作能力，为立体耕作农业提供了可靠的设施环境；（2）本专利技术所述主梁第一层设有四个天窗，配合下侧方通风口即可任由自然通风，达到节能之效果，能使热空气的上下对流通风发挥出最佳的效能；（3）本专利技术通过借鉴芡实叶脉脉络结构，提供一种高强度、强光照、省材料、便于机械化操作的穹顶温室骨架结构，分析证明，芡实叶脉的分叉结构及分叉角度不仅可以转移集中应力的作用，提高整体结构强度，而且在保证温室足够强度的前提下，可节省材料。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1仿芡实叶脉穹顶温室架构正视图；图2仿芡实叶脉穹顶温室架构俯视图；图3仿芡实叶脉穹顶温室架构参数图；图4仿芡实叶脉穹顶温室主梁参数图；附图标记：1、圈梁，2、中间立柱，3、主梁，4、温室门，5、天窗。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细的描述：如图所示，一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构，包括圈梁1、中间立柱2、主梁3、温室门4和天窗5，所述圈梁1是将一个半径为6000mm的圆均分20等份，在每个等份及圆的四个象限点均匀设置立柱，圈梁1上方设置主梁3，所述主梁3共四层，由竖直方向1/4圆弧四等分获得，整体结构为三角形和四边形桁架单元，主梁3第一层是将辅助圆均分成8等份，将交点与中间立柱2顶部相连，形成三角形单元，主梁3第二层是将第一层主梁3呈45°辐射状延伸到第二层辅助圆，获得交点绕圆周依次相连，形成三角形单元和四边形单元相间形式，主梁3第三层在西南、西北、东北、东南四个方向将第二层主梁3呈45°辐射状延伸到第三层辅助圆，获得交点相连，主梁3第三层南向横梁是由主梁3第二层竖直向下获得，以连接主梁3第四层的温室门4，主梁3第三层东、西、北三个方向横梁一端与西南、西北、东北、东南四个方向横梁相连，另一端以主梁3第二层横梁竖直向下方向呈与之对称结构，主梁3第四层与圈梁1通过立柱相连，圈梁1上部第四层正视方向在两根竖直主梁之间设有温室门4，主梁3第一层设有四个可开合的天窗5。由于地区差异及实际客观需要，各地区不同的温室用途对温室骨架大小有不同的要求，另外，不同的覆盖材料选择也因不同地区不同温室用途而有所区别，本专利技术只提供一种便于机械化操作的温室结构。可以确定的是用本专利技术的架构方法，在同样大小具有同等承载能力的温室骨架，本专利技术设计的用材更省，光照更强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构，其特征在于：具体包括以下步骤：/nS1、仿叶脉脉络分布穹顶温室骨架结构的建模：采用逆向工程技术提取叶脉典型支撑结构，基于结构仿生方法，利用AutoCAD软件建立穹顶温室骨架结构的三维模型，包括圈梁、中间立柱、主梁、温室门和天窗，穹顶温室骨架结构为半球形，由三角形和四边形单元组合而成，网壳单元由上至下采用逐层分级形式，第一层主梁由辅助圆均分8等份所得；/nS2、荷载组合分析：查找相应的规范和标准，综合考虑企业、地理环境等对穹顶温室骨架结构的设计要求，荷载组合采用恒载+风载，恒载+雪载的组合形式，各荷载的取值方法为：恒载按第1-4层最大多边形单元自重与其覆盖材料的重量之和，作用方向为水平投影方向，风载的计算公式为W

【技术特征摘要】
1.一种仿芡实叶脉穹顶温室骨架结构，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、仿叶脉脉络分布穹顶温室骨架结构的建模：采用逆向工程技术提取叶脉典型支撑结构，基于结构仿生方法，利用AutoCAD软件建立穹顶温室骨架结构的三维模型，包括圈梁、中间立柱、主梁、温室门和天窗，穹顶温室骨架结构为半球形，由三角形和四边形单元组合而成，网壳单元由上至下采用逐层分级形式，第一层主梁由辅助圆均分8等份所得；
S2、荷载组合分析：查找相应的规范和标准，综合考虑企业、地理环境等对穹顶温室骨架结构的设计要求，荷载组合采用恒载+风载，恒载+雪载的组合形式，各荷载的取值方法为：恒载按第1-4层最大多边形单元自重与其覆盖材料的重量之和，作用方向为水平投影方向，风载的计算公式为Wk＝W0(μzμs-K0)，雪载的计算公式为S...

【专利技术属性】
技术研发人员：关姝杰，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21