热区沿海设施大棚防台措施及灾后修复方案

《热区沿海设施大棚防台措施及灾后修复方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热区沿海设施大棚防台措施及灾后修复方案（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、热区沿海设施大棚防台措施及灾后修复方案 0 引言热区沿海设施大棚主要以拱棚、荫棚网室、 防雨棚、 圆拱型薄膜温室等类型为主。由于地处沿海、夏秋季节台风暴雨频发、设施大棚建设档次低、管理不到位等多方面因素的影响 力较差。, 使得该区域的设施大棚抵御台风等自然灾害的能如海南三亚的设施大棚在近几年的台风灾害中普遍存在骨架变形损坏、覆盖薄膜撕裂、基础被拔出或由于基础与立柱连接处发生锈蚀而出现断裂的破坏现象 , 甚至出现部分整体倒塌的个案。随着现代农业的进一步发展, 设施农业在海南等热区沿海地区的使用面积日益增加。热区设施大棚使用功能以防雨、 海建造设施大棚时多从上述使用功能出发 棚结构抗风性能方面的设

2、计存在侥幸心理防虫与遮阳降温为主。因此在热区沿 , 但为了降低建造成本 , 往往对设施大 , 考虑不周。同时 , 也由于缺乏针对热区沿海气候特点条件下简易设施抗风措施的研究,大棚建设者也很难对所建设的设施大棚做出准确评估; 一些不负责任的施工企业也会随意夸大所建造设施大棚的抗风性能。上述因素综合影响 , 导致热区沿海的简易设施大棚在台风来临之时不堪一击 农作物也不能幸免。, 在损失设施大棚的同时 , 种植于设施内的1 、设施大棚结构破坏的主要形式1.1 构件材料强度设计不足由于简易设施大棚建设多数没有通过专业设计 经验进行 , 导致大量设施大棚的材料强度设计不足, 或者部分设计只是根据主观 ,

3、 甚至在本身自重或较小的风载作用下就会发生变形 , 更不用说抵御台风了。当然造成这样现状的原因也与行业发展的不健全、从事设施大棚设计研究的专业人员较少、监督更无法满足专业性要求有一定关系。针对这样的现状, 建议建设者要逐步意识到设计的重要性,不要为了节省少量的设计咨询费而造成更大的损失。同时也可以进行自查, 自查主要可从两个方面进行 : 一是材料的外形尺寸 , 二是材料的壁厚。材料的外形尺寸是比较容易理解和注意的 , 但材料的壁厚往往是容易忽视的问题。在与大量设施大棚建设者交流的过程中发现, 他们往往认为管径越大强度自然就越高, 由于忽视了材料的壁厚 , 对大棚强度的理解是不全面的。1.2 节

4、点强度不足如果说构件材料强度对设施大棚结构影响较大是显而易见、容易直观理解的话 , 那么设施大棚节点强度不足就具有一定隐蔽性 大量已建成的设施大棚在使用中破坏的实例来看, 不易引起重视。从热区沿海 , 节点处的破坏已成为破坏的主要形式。这与目前部分施工企业( 队伍 ) 的 “ 弱节点 ” 施工理念有关。1.3 设计不合理, 整体结构是几何可变体系只有当一个构件体系是几何不变体系时才能作为结构使用。在设施大棚设计建造中 , 最容易忽略这个问题。 很多设施大棚在设计建造时不求甚解、依葫芦画瓢 , 没有对整个结构体系做几何组成分析, 使得整个体系是一个几何可变体系。要防止这种状况的出现, 除在设计时

5、候对结构几何组成进行严格分析外, 最有效且直观的方法是重视支撑体系的设置。 设施大棚主要的支撑体系有柱间支撑、墙面支撑、 墙面水平支撑、屋面支撑等。1.4 膜、 网破坏薄膜和防虫网、 遮阳网的破坏是设施大棚在台风中最为常见的破坏内容。 要有以下几个原因 :1) 超过使用年限 , 材料老化而没有及时更换。主2) 没有增加压膜线或固定不到位 结构大幅度拍打造成破坏。, 在风吸力的作用下膜、网等材料与骨架3) 在卡槽连接处由于局部温度过高, 材料沿卡槽的局部老化严重, 加之卡槽位置在风的作用下为主要受力点, 沿卡槽处破坏几近成为热区沿海设施大棚膜、网破坏的主要形式。此时材料的大部分还处于较好使用状态

6、, 而仅局部破坏使得重新更换膜、 网等材料 , 材料和人工浪费极为严重 , 是目前需要迫切解决的问题 之一。2、设施大棚抗风机理2.1 抗风等级的认识设施大棚的风荷载大小常用能抵御的台风等级来描述。在设计计算中是以单 位面积上风作用力的大小来描述风对结构的作用。由于没有准确认识到风荷载与 台风等级之间的关系 , 导致很多设施大棚在设计和使用过程中对抵御风载的能力 认识不清 , 在台风来临之前没有采取相关抗台措施而使得损失扩大。甚至很多的设计图纸盲目地标注抗风等级。 如在图纸上标注的风荷载只相当于8 级风 , 而在向业主汇报时却成了10 级风 , 造成业主认为真正按10 级风设计的图纸造价过高而

7、放弃采用。更有甚者 , 直接在图纸上随意标注风荷载大小。因此必须对风荷载的大小和风速等级之间的关系有一个比较清楚的认识, 才能避免上述情况的发生。同时相关部门也要增强监督和责任意识 究其责任。风压、风速换算按照公式 :, 对于不负责任的设计或施工应严格追式中: W风压, k N/m2;I结构重要性系数,这里取为 1;V风速,m/s。 风压大小和风速、 风力等级之间的关系见表 2。2.2 不同表面的破坏方式2.2.1 设施大棚的墙面设施大棚在墙面上主要依靠四周的立柱承担风荷载。因此重点加强设施大棚四周抗风性 能和抗风措施对设施大棚整体的抗风性能作用较大, 保证墙面的抗风性能可降低设施 大棚在台风

8、作用下发生整体倾倒的危险性。在设计和施工过程中应有意识进行材料分区 设计, 达到以较少成本提高设施大棚的抗风能力。2.2.2 设施大棚的屋顶面根据风荷载体型系数可知屋顶面大部主要承担向外的吸力作用。可从两个方面来来分析 理解设施大棚屋顶面的风吸作用。1) 在风荷载的作用下, 使得覆盖的膜、 网与结构构 件分开, 膜、网完全依靠卡簧将其固定在卡槽的内部, 此时易发生的破坏形式有 3 种: 膜、 网拉坏卡槽而导致其脱落; 由于膜、 网的局部老化而在卡槽处发生的局部破 坏; 由于没有设置压膜线或压膜线固定较差而导致膜、 网反复拍打结构构件而发生 破坏。2) 由于热区沿海设施大棚墙面多采用防虫网覆盖以

9、方便通风, 这使得屋顶面向 外的 “风吸作用” 变得更大, 在膜、 网不发生破坏的前提下, 必将使得设施大棚钢 结构承担斜向上的拉力, 对结构的整体稳定性影响较大, 尤其是立柱。2.3 基础上拔破坏如前所述由于屋顶面承担风吸作用, 向上的力最终传递到基础, 使得基础有被拔出的 危险。而在热区沿海的设施大棚, 特别是大面积的生产性设施大棚,由于造价、 施工等 各方面原因使得基础在设计或施工过程中都较小且埋深浅, 甚至呈 “倒锥形” 。3 、各类设施大棚防台措施与修复方案目前热区沿海的主要设施大棚类型可分为 3 类:单栋拱棚、 连栋拱棚(荫棚)、 圆拱型 塑料连栋温室。不同类型的设施大棚其破坏形式

10、和内容是不一样的,其可修复性和修复 方案也有所区别。根据对台风破坏后设施大棚的调查分析, 部分设施大棚的破坏原因为 结构设计不合理, 甚至是材料使用严重不达标(截面尺寸小、 壁厚薄)。所以对于结构 可用、 材料基本达标的受损设施大棚可进行修复, 而材料不达标的设施大棚则不能也 无法进行修复。由此也可看出规范设施大棚设计、 建造市场已迫在眉睫。3.1 单栋拱棚的防台措施与修复方案单栋拱棚的主要破坏形式为棚膜和骨架破坏。3.1.1 棚膜破坏的防台措施与修复方案由于拱顶上的棚膜仅靠几道卡槽固定, 老化速度快。台风来临时棚膜极易破坏, 台风灌 进大棚, 导致全部棚膜被掀, 卡槽也严重受损。一般情况下,

11、 卡簧从卡槽被拔出后, 卡 槽受到一定程度的破坏, 不能再继续使用, 需要对原卡槽进行清理并重新布置, 并按 相应的种植要求覆盖薄膜。修复费用主要为卡槽、 卡簧及薄膜的材料费、 人工费以及 辅助五金等费用。3.1.2 骨架破坏的防台措施与修复方案单栋大棚的骨架破坏主要有两种形式:1) 由于缺少纵向支撑杆或支撑杆连接不牢固,在 大棚端面受风载时发生纵向整体性倾覆。要抵御这种破坏, 则要加强纵向支撑杆、 纵 向系杆、 端面抗风柱的强度和连接可靠性。对于这种破坏, 骨架基本没有发生变形, 只 需将骨架清理后重新安装并加强上述支撑体系。修复费用主要为人工费、 支撑杆、 卡 槽卡簧、 薄膜及辅助五金等费

12、用。纵向支撑杆在大棚端面的四角布置, 如果大棚整体 长度超过 40m, 建议在中部增加一组纵向支撑杆, 以此类推。2) 沿大棚的侧向发生变形 破坏, 如图 7 所示。这种破坏下的拱棚主要结构材料拱杆发生了变形, 可修复性 差, 建议以防护为主。可间距 35m 布置一加强横杆, 在台风来临之前增加临时加固杆 (建造时预留接口), 以抵抗拱杆的侧向变形 。3.2 连栋拱棚 ( 荫棚 ) 的防台措施与修复方案连栋拱棚四周一般采用防虫网覆盖, 顶部为塑料薄膜覆盖(荫棚为平屋顶, 全部为遮阳 网覆盖), 在风的作用下, 由于立面为网状覆盖物, 风进入大棚内部, 对顶部的棚膜表 现为 “上吸”。这种情况下

13、, 薄膜极易破坏, 或发生立柱折弯、 基础被拔出的破坏形 式。因此对于这种形式的大棚, 在修复建设过程中要特别注意支撑体系布置与横纵梁的 配合, 这是增加这种结构形式大棚抗风性能的关键。同时应严格按照计算进行基础设计, 防止基础被拔出而产生整体性倾覆。如有可能还可增加可拆卸的斜拉索, 如图 9 所示。 斜拉索在平时可收起来置于干燥环境中储存, 防止锈蚀。在台风预警时再安装上去, 可 实现反复使用且不妨碍四周空间的使用, 是一种有效且经济适用的防台措施。3.3 圆拱型薄膜温室的防台措施与修复方案圆拱型薄膜温室一般情况下具备抵御一定风荷载的能力, 但其骨架如果一旦发生破坏, 则修复的可能性比较小。

14、该类型设施大棚常见的破坏情况为外遮阳网或遮阳系统的破 坏。目前常用外遮阳系统有齿轮齿条和钢索系统。齿轮齿条系统传动稳定可靠, 这种系 统的外遮阳在台风作用下一般是遮阳网破坏, 而系统由于具有一定的刚度, 简单修复 即可。钢索系统采用了柔性的钢丝绳作为驱动材料, 钢丝绳在沿海潮湿多盐的气候条件 下易发生锈蚀, 且在风作用下易随风摆动发生破坏。所以钢索外遮阳系统一般是遮阳网 和系统一起破坏, 在热区沿海的适用性较差。虽然钢索外遮阳系统有易锈蚀、 不稳定、 容易破坏的缺点, 但由于造价相对较低, 该区域也有部分采用。对于外遮阳系统的修复, 首先应清理坏掉的遮阳网, 接着检查驱动系统是否发生了损坏,

15、观察系统各部分是否 有脱落或其他脱落组件阻碍其运行,开机密切观察运行是否正常, 在确认系统没有问题 的情况下, 可重新铺设遮阳网。如托幕线、 压幕线使用年限较长、 损坏或间距较大, 还 需更换托幕线、压幕线。托幕线的间距宜小于 0.4m, 压幕线间距宜小于 0.8m。4、 灾前、 灾后管理措施设施大棚一般为轻钢结构, 要完全依靠大棚结构来抵御台风, 则其骨架钢材的用量会 超出农业建设所能承受的范围, 采取经济合理的多种措施共同来抵御台风对设施大棚 造成的损坏显得尤为重要。因此, 在理解台风对设施大棚破坏机理的基础之上, 正确选 用上述防台措施和修改方案, 以预防为主, 同时还可根据使用的实际情

16、况采取一些临 时管理措施。4.1 揭膜所谓揭膜就是在台风来临之前收起、 卷起或剪开棚膜, 可保证大棚骨架的安全。采取 这种措施的前提是气象部门对台风强度和影响范围的准确预报。当然如果考虑到棚内种 植的作物, 将是很难的抉择, 需要管理者权衡其利弊得失。4.2 临时加固如不具备揭膜条件, 而台风的等级已超过大棚的抗风等级, 则可考虑采取临时加固措 施。如在大棚四周增加斜拉撑。斜拉间距宜小于 4m, 采用镀锌钢丝绳或铁丝+地锚的方 式固定(图 10); 屋顶薄膜增设压膜线, 间距小于 2m; 对基础增加临时负重, 如沙袋、 地锚等。4.3 实行避灾栽培热区沿海地区 8、 9、 10 月份易遭受台风袭击,对部分作物茬口安排上可考虑避灾栽培 措施, 避免不必要的损失。通过 23 个月的掀膜措施, 种植露地作物或直接休耕, 既可 避开台风危害, 也有利于淋雨降低棚内土壤盐分及连作障碍。