圓拱頂連棟塑料薄膜溫室屋面拱架結(jié)構(gòu)形式

圓拱頂屋面是單棟塑料大棚和連棟塑料薄膜溫室最常用的一種屋面形式。為了增大屋面坡度，尤其是屋脊部位的坡度（標(biāo)準(zhǔn)的圓拱頂屋面屋脊部位坡度為0°），以減少或避免屋脊部位室內(nèi)結(jié)露水滴的滯留量（由于坡度小，即使使用流滴膜，這一區(qū)域的結(jié)露水滴也難以自流）、增強(qiáng)屋面排除雨水和積雪的能力，也有圓拱頂屋面塑料大棚和塑料薄膜溫室采用對(duì)稱或非對(duì)稱半屋面結(jié)構(gòu)在屋脊處形成對(duì)接或局部延伸加大屋脊處屋面坡度的做法，作為一種變形結(jié)構(gòu)，此類溫室屋面也可一并歸類到本文的圓拱頂屋面中。

支撐屋面透光覆蓋材料并將屋面荷載傳遞到天溝或立柱上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件總稱為溫室屋面拱架結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱拱架。由于溫室跨度和屋面承載能力的不同，圓拱屋面溫室的拱架結(jié)構(gòu)有多種形式，歸納起來(lái)大體可分為5種類型：①僅有屋面拱桿沒(méi)有其他任何腹桿的單拱桿拱架（無(wú)腹桿但帶弦桿的結(jié)構(gòu)也劃歸在這類結(jié)構(gòu)中）;②腹桿為豎向彼此平行（或雖不完全平行但在拱架內(nèi)不交匯）的吊桿拱架;③豎向吊桿和傾斜腹桿間隔布置的吊桿加強(qiáng)拱架;④腹桿全部?jī)A斜布置的腹桿拱架;⑤在以上4種拱架基礎(chǔ)上的局部變形或衍生拱架1。本文匯集了筆者在走訪考察中所看到過(guò)的各種類型拱架形式以及在溫室結(jié)構(gòu)中的布置方式和節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造，可供溫室設(shè)計(jì)人員結(jié)構(gòu)選型和溫室結(jié)構(gòu)研究人員進(jìn)行溫室結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化研究時(shí)參考。

單拱桿拱架

單拱桿拱架，根據(jù)拱桿的截面尺寸和布置間距不同可分為小截面密布和大截面疏布兩種形式;根據(jù)拱桿兩端的固定連接位置不同可分為天溝側(cè)板連接、天溝下柱頂橫梁連接和天溝托架連接3種形式（圖1）。

小截面密布的拱桿可直接采用相應(yīng)跨度塑料大棚的拱桿，拱桿直徑Ф22～32 mm、間距0.75～1.0 m，兩端可直接固定在承重天溝的側(cè)板上（圖1a），但也有的溫室天溝采用非承重構(gòu)件（天溝只承擔(dān)屋面排水和固定屋面塑料薄膜的功能），這種情況下需要在天溝下沿天溝方向設(shè)置一道連接溫室立柱柱頂?shù)目v向水平承重連系梁，屋面拱桿也將自然地連接到該承重連系梁上（圖1b），該承重連系梁可以是圓管、方管、槽鋼等不同規(guī)格的型材，可根據(jù)結(jié)構(gòu)的承載要求確定。小截面密布的拱桿布置位置，一種是立柱位置處的拱桿與立柱對(duì)應(yīng)，其他拱桿均勻布置于溫室開(kāi)間內(nèi);另一種是全部拱桿均勻布置，與立柱沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系。這種結(jié)構(gòu)溫室屋面荷載完全通過(guò)天溝或柱頂縱向承重連系梁傳遞到溫室立柱。

大截面疏布的拱桿，由于拱桿端部傳遞荷載大，直接固定在承力天溝的側(cè)板上可能會(huì)造成天溝的局部變形甚至過(guò)載，所以屋面拱桿直接固定在天溝托架上并通過(guò)天溝托架將拱桿端部的內(nèi)力傳遞到溫室立柱（圖1c）。這種屋面拱桿的布置位置有兩種方式：一種是拱桿與立柱一一對(duì)應(yīng)，拱桿間距即是溫室開(kāi)間的距離;另一種是拱桿間距為開(kāi)間距離的一半或1/3，在立柱位置拱桿通過(guò)天溝托架與立柱相連，不在立柱位置的拱桿也用與立柱處同樣的天溝托架將拱桿通過(guò)天溝托架連接到天溝上。這種連接方式雖然也是將拱桿直接連接在天溝上，但與直接連接在天溝側(cè)板的小截面密布拱桿的情況相比，其向天溝傳力的承力面大，一般不會(huì)造成天溝側(cè)板局部變形或過(guò)載。

為了減小拱桿兩端對(duì)承力天溝側(cè)壁和溫室立柱柱頂?shù)耐屏?，增?qiáng)溫室結(jié)構(gòu)的整體承載能力，單拱桿拱架可在拱桿上設(shè)置水平拉桿或在柱頂設(shè)置水平弦桿（圖2）。前者是在屋面拱桿上距離屋脊1/3左右拱桿矢高位置（圖2a）或靠近拱桿端部設(shè)置水平拉桿，可直接減小拱桿自身的內(nèi)力以及兩端對(duì)天溝側(cè)板或柱頂?shù)耐屏?后者在溫室天溝下靠近柱頂位置設(shè)置沿溫室跨度方向的水平拉桿（圖2b），可直接平衡屋面拱桿對(duì)溫室立柱柱頂?shù)耐屏?，其作用的效果以及?duì)溫室結(jié)構(gòu)承載能力的提升都要比在溫室屋面拱桿上設(shè)置水平拉桿的作用效果更強(qiáng)，而且該水平弦桿還可用于室內(nèi)種植作物和設(shè)備的吊掛以及室內(nèi)遮陽(yáng)/保溫幕拉幕系統(tǒng)的固定，更拓展了其功能和用途。嚴(yán)格講，這種水平拉桿因?yàn)椴皇侵苯舆B接在屋面拱桿上，所以不應(yīng)劃歸為屋面拱架的構(gòu)件，但為方便表述，本文也將這種水平構(gòu)件統(tǒng)一劃歸到溫室屋面拱架的構(gòu)件中。在屋面拱架上同時(shí)設(shè)置拱桿水平拉桿和柱頂水平弦桿也是工程設(shè)計(jì)中的一種選擇，不僅能夠減小屋面拱桿自身的內(nèi)力，提高拱架的整體承載能力，而且還能為作物和設(shè)備吊掛以及遮陽(yáng)/拉幕系統(tǒng)提供有效的支撐結(jié)構(gòu)。

單拱桿拱架結(jié)構(gòu)構(gòu)件少、安裝速度快、屋面構(gòu)件遮光少、室內(nèi)空間開(kāi)闊，但沒(méi)有柱頂水平弦桿的單拱桿拱架不方便室內(nèi)作物吊掛，室內(nèi)遮陽(yáng)/保溫幕安裝也沒(méi)有依靠的結(jié)構(gòu)，栽培高秧作物和安裝室內(nèi)遮陽(yáng)/保溫幕的溫室還需要另外配置支撐結(jié)構(gòu)（圖3），因此，這種溫室結(jié)構(gòu)更適合于種植非吊掛的盆栽作物以及非吊蔓的低矮作物。當(dāng)然，作物的吊掛若采用直接支撐在地面的支架支撐[1]，則這種形式的結(jié)構(gòu)將不受種植作物的限制。

上述單拱桿拱架都是基于標(biāo)準(zhǔn)的單立柱溫室而言的，實(shí)踐中還有一種互插雙立柱結(jié)構(gòu)溫室形式（圖4a）。從形式上看，這種溫室好似兩棟獨(dú)立的塑料大棚通過(guò)相鄰側(cè)墻立柱的交叉固定并附加天溝后形成的連棟溫室;從承力結(jié)構(gòu)看，這種連棟溫室的拱架也正是將塑料大棚的單管結(jié)構(gòu)完全移植而來(lái)，自然形成了本文中的單拱桿拱架結(jié)構(gòu)（圖4b）。這種結(jié)構(gòu)拱桿與立柱為一體結(jié)構(gòu)，因此，拱桿與立柱自然也將是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，天溝可以是非承重構(gòu)件。為了增強(qiáng)溫室的整體承載能力，有的設(shè)計(jì)還在其中的一些溫室屋面拱桿上增設(shè)了水平拉桿和吊桿（圖4c），形成了主副拱架布置形式，增設(shè)的拱桿水平拉桿自然也可成為溫室作物吊掛或安裝遮陽(yáng)/保溫幕系統(tǒng)的支撐構(gòu)件。

吊桿拱架

吊桿拱架的特征是在屋面拱桿和拱架弦桿（柱頂拉桿）之間設(shè)置豎直的拱架腹桿（稱為吊桿），以增加屋面拱桿的支撐點(diǎn)，縮短構(gòu)件凈跨間距，減小其平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比，提高屋面拱架的承載能力。

根據(jù)每跨拱架設(shè)置吊桿數(shù)的多少，吊桿拱架分為單吊桿拱架、雙吊桿拱架和三吊桿拱架（圓拱屋面連棟塑料薄膜溫室中幾乎沒(méi)有采用3根以上吊桿的拱架）;根據(jù)吊桿與弦桿的垂直度不同或者吊桿之間的平行度不同又區(qū)分為平行吊桿和非平行吊桿兩種拱架形式（圖5～6）。

單吊桿一般設(shè)置在拱架的跨中，上端連接到屋面拱桿的脊部，下端連接到拱架弦桿的跨中，形成垂直弦桿的中心吊桿。

雙吊桿拱架，吊桿與屋面拱桿的連接端一般設(shè)置在屋面拱桿半跨的中部或盡量與屋面拱桿上縱向系桿所在位置以及屋面窗口的上沿（天溝側(cè)卷膜通風(fēng)開(kāi)窗系統(tǒng)）或下沿（屋脊齒條開(kāi)窗系統(tǒng)）支撐桿相結(jié)合;與拱架弦桿的連接部位平行吊桿拱架和非平行吊桿拱架則有所不同，前者位于距離天溝1/4弦桿長(zhǎng)度的位置，后者則在超過(guò)距離天溝1/4弦桿長(zhǎng)度的位置（盡量使弦桿3等分），兩根吊桿形成向上開(kāi)口的“八字”結(jié)構(gòu)（圖6a）。

三吊桿拱架，實(shí)際上是單吊桿拱架和雙吊桿拱架的結(jié)合，中吊桿設(shè)置位置同單吊桿，而中吊桿兩側(cè)的兩根側(cè)吊桿設(shè)置位置基本與雙吊桿拱架吊桿的設(shè)置方法相同，也有平行吊桿（3根吊桿全部平行，如圖5c）和非平行吊桿（中心吊桿兩側(cè)吊桿相互呈“倒八字”結(jié)構(gòu)，圖6b）之分。

吊桿加強(qiáng)拱架

吊桿加強(qiáng)型拱架，就是在單吊桿、雙吊桿或三吊桿拱架的基礎(chǔ)上，增加傾斜布置的腹桿而形成的屋面拱架。對(duì)應(yīng)單吊桿、雙吊桿和三吊桿拱架，其加強(qiáng)型拱架分別稱為單吊桿加強(qiáng)拱架、雙吊桿加強(qiáng)拱架和三吊桿加強(qiáng)拱架。

單吊桿加強(qiáng)拱架，根據(jù)傾斜腹桿的數(shù)量和布置形式，可進(jìn)一步分為V形腹桿加強(qiáng)拱架、倒W形腹桿加強(qiáng)拱架和以中心吊桿為對(duì)稱的“雙之字”腹桿加強(qiáng)拱架（圖7）。單吊桿加強(qiáng)拱架的吊桿與單吊桿拱架相同，也是布置在拱架的中部，而傾斜腹桿則對(duì)稱布置于吊桿的兩側(cè)，其中V形腹桿和倒W形腹桿布置是將屋面拱桿分為4等分（與屋面拱桿縱向連系梁或屋面開(kāi)窗支撐梁相結(jié)合時(shí)可以不完全等分，下同），而倒W形腹桿和“雙之字”腹桿布置則是將拱架弦桿分為4等分，“雙之字”腹桿布置對(duì)屋面拱桿則分為了6等分。

雙吊桿加強(qiáng)拱架，在具體生產(chǎn)中應(yīng)用較少，變形也不多。筆者曾見(jiàn)到過(guò)一種在雙吊桿之間增設(shè)W形腹桿的雙吊桿加強(qiáng)拱架（圖8）。這種結(jié)構(gòu)將屋面拱桿分為了4等分，將拱架弦桿分為了5等分，使弦桿的內(nèi)力分布更均勻。

三吊桿加強(qiáng)拱架，傾斜腹桿的布置形式主要有正V形和倒V形兩種（圖9a、圖9b），其共同的特點(diǎn)是兩傾斜腹桿的兩端與相鄰豎直吊桿的一端（上端或下端）都交匯連接。這種結(jié)構(gòu)傳力清晰，屋面拱桿內(nèi)部產(chǎn)生的彎矩最小，基本不會(huì)出現(xiàn)次應(yīng)力，是生產(chǎn)應(yīng)用中普遍采用的一種結(jié)構(gòu)形式。

但如果溫室屋面上縱向系桿和屋面開(kāi)窗的窗框支撐梁數(shù)量較多時(shí)（屋面雙側(cè)開(kāi)窗），為了能將縱向系桿或窗框支撐梁的荷載直接傳遞到屋面拱架中，避免在屋面拱桿上形成局部集中荷載，有的設(shè)計(jì)采用了一種變形的V形腹桿布置方式，即減小V形的開(kāi)口，將傾斜腹桿和豎直吊桿在屋面拱桿上分別連接到屋面系桿或窗框支撐梁與屋面拱桿的交匯點(diǎn)上，傾斜腹桿和豎直吊桿不再交匯連接在一點(diǎn)（圖9c）。這種連接方法減小了屋面拱桿的凈跨，也避免了屋面拱桿上的集中荷載，對(duì)提高屋面拱桿的承載能力具有積極的作用。

腹桿拱架

腹桿拱架，就是拱架內(nèi)所有的腹桿與拱架弦桿都形成一定的角度，也就是說(shuō)所有腹桿都傾斜布置且首尾相連。

按照腹桿布置的數(shù)量和形式，腹桿拱架可分為V形腹桿拱架、W形腹桿拱架、對(duì)稱“雙之字”腹桿拱架和對(duì)稱倒“雙之字”腹桿拱架，如圖10。腹桿與弦桿之間的傾斜角度一般為45°，但根據(jù)拱架跨度和矢高不同，傾斜角可在30°～60°之間變化。

從屋脊節(jié)點(diǎn)看，腹桿拱架有兩種形式：一種是腹桿在屋脊處有交匯點(diǎn);另一種是腹桿在屋脊處沒(méi)有交匯點(diǎn)。腹桿與屋脊交匯，還可進(jìn)一步與屋脊梁相連，更有利于溫室屋脊窗的設(shè)置。拱架跨度大，屋面拱桿上布置的縱向系桿或窗框支撐梁多時(shí)，多采用“雙之字”腹桿結(jié)構(gòu)。

兩種特殊變異結(jié)構(gòu)

以上述4種典型的拱架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，實(shí)踐中還發(fā)展出一些衍生的變異結(jié)構(gòu)。

弦桿移位結(jié)構(gòu)? 一種變異結(jié)構(gòu)是將傳統(tǒng)安裝在溫室柱頂?shù)墓凹芟覘U上移（高度在拱架矢高的一半左右位置），直接連接到屋面拱桿上（圖11）。這種結(jié)構(gòu)對(duì)消除屋面拱桿對(duì)溫室柱頂?shù)耐屏哂蟹浅７e極的效果，也能明顯提高溫室的室內(nèi)凈空高度，但會(huì)給室內(nèi)遮陽(yáng)/保溫幕的安裝帶來(lái)一定的困難。也有的設(shè)計(jì)將拱架弦桿下移，安裝在距離溫室柱頂一定距離的立柱上（圖2b），這種設(shè)計(jì)主要出現(xiàn)在單拱桿拱架結(jié)構(gòu)中，立柱與弦桿實(shí)際上形成了門(mén)式剛架承力結(jié)構(gòu)，為屋面拱桿形成了不動(dòng)基礎(chǔ)支座。

立柱斜撐結(jié)構(gòu)? 另一種變異結(jié)構(gòu)是在立柱與拱架弦桿間增設(shè)短斜撐，稱為立柱斜撐。根據(jù)立柱斜撐在拱架弦桿上的連接部位不同以及拱架弦桿在拱架或立柱上的安裝位置差異，立柱斜撐也有不同的連接方式（圖12）。對(duì)于弦桿連接在柱頂?shù)臉?biāo)準(zhǔn)型拱架，立柱斜撐應(yīng)盡量與拱架最外側(cè)腹桿（包括吊桿或傾斜腹桿）連接在同一位置（圖12a），避免二者錯(cuò)位連接，以便拱架內(nèi)力能直接傳遞到溫室立柱。對(duì)弦桿上移的拱架，立柱斜撐應(yīng)連接到弦桿的端部，盡量減小弦桿對(duì)屋面拱桿的局部?jī)?nèi)力（圖12c）;對(duì)弦桿下移的拱架，立柱斜撐的作用主要是連接立柱與弦桿使其形成力學(xué)計(jì)算模型中的固結(jié)連接，所以不論與立柱的連接節(jié)點(diǎn)還是與弦桿的連接節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該做成固結(jié)連接構(gòu)造（圖12b）。

平面拱架的空間布置與連接

平面拱架的空間布置? 平面拱架在溫室屋面上有2種布置方式：一種是屋面拱架全部采用同一規(guī)格型號(hào)，等間距均勻布置;另一種是屋面拱架采用兩種不同規(guī)格的拱架，在立柱對(duì)應(yīng)位置安裝承載能力較強(qiáng)的拱架（稱為主拱），在相鄰立柱（主拱）間布置承載能力較弱的拱架（稱為副拱），整體上形成主副拱結(jié)構(gòu)體系（圖13a）。主拱之間可以布置1道副拱，也可以布置2道或3道副拱，主要根據(jù)溫室開(kāi)間尺寸和副拱的承載能力確定。平面結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算模型中一般不考慮副拱的承力，而只驗(yàn)算主拱的承載強(qiáng)度，副拱主要起支撐塑料薄膜的作用，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可按單拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部強(qiáng)度驗(yàn)算?？臻g結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算模型中應(yīng)將副拱作為重要的承重構(gòu)件參與結(jié)構(gòu)整體承載。實(shí)踐中也有屋面拱架結(jié)構(gòu)完全相同，但立柱斜撐間隔布置的情況（圖13c），嚴(yán)格意義上講也是一種主副拱結(jié)構(gòu)。

平面拱架的空間連接? 平面拱架只有相互連接在一起形成空間體系才能承載來(lái)自溫室內(nèi)部和外部各個(gè)方向和各種形式的外力。從平面拱架的空間連接形式看，不同位置的拱架有不同的連接要求。所有的溫室屋面拱架都必須用屋面拱桿縱向系桿連接;溫室邊跨拱架（一般要延伸到邊跨若干拱架）除了屋面拱桿縱向系桿連接外尚應(yīng)增加屋面拱桿斜撐連接，包括屋面拱桿斜撐和拱架間空間斜撐;在大風(fēng)地區(qū)的溫室，內(nèi)部拱架還需附加平面拱架間的空間斜撐連接。

屋面拱桿縱向系桿連接的方法是在溫室屋面拱桿上設(shè)置沿溫室開(kāi)間方向通長(zhǎng)的縱向系桿，將全部屋面拱架串聯(lián)在一起，系桿之間相互平行不交叉。為取材方便和便于連接，縱向系桿多為圓管。為不影響屋面塑料薄膜的鋪設(shè)和壓緊、不阻擋溫室屋面順暢排水，一般屋面縱向系桿總是布置在屋面拱桿的下部，而且最好能在塑料薄膜壓深較深的位置將縱向系桿離開(kāi)屋面拱桿一定距離通過(guò)連桿與屋面拱桿相連接[2-3]?？v向系桿的布置位置應(yīng)根據(jù)溫室的跨度確定，間距一般不大于2 m，并盡量與拱架腹桿在屋面拱桿上的連接點(diǎn)以及屋面開(kāi)窗窗口的上沿或下沿窗框位置相結(jié)合。需要指出的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不能用屋面拱桿上的固膜卡槽代替屋面拱桿縱向系桿，因?yàn)榭ú鄣倪B接和自身強(qiáng)度遠(yuǎn)較以圓管為代表的縱向系桿的強(qiáng)度低。

邊跨拱架屋面拱桿斜撐一般設(shè)置2道，從邊跨拱架屋脊部位（或離開(kāi)屋脊一定距離）開(kāi)始向溫室屋面兩側(cè)緊鄰邊跨的3～5個(gè)開(kāi)間拱架的屋面拱桿傾斜延伸，形成溫室屋面上的“八字”形布局，保證排架結(jié)構(gòu)的屋面拱架不發(fā)生側(cè)向傾覆。

對(duì)于風(fēng)荷載比較大的地區(qū)，為加強(qiáng)屋面拱架之間的連接和傳力，除了設(shè)置上述屋面拱桿縱向系桿和邊跨屋面拱桿斜撐連接外，還應(yīng)在相鄰平面拱架間設(shè)置從一榀拱架屋面拱桿到另一榀拱架弦桿之間的空間斜撐（圖14）。根據(jù)空間斜撐在每跨拱架內(nèi)布置的排數(shù)，可分為單排斜撐、雙排斜撐和三排斜撐，一般單排斜撐位于拱架的跨中（圖14a），雙排斜撐位于距離天溝1/4拱架跨度的布置（圖14b），三排斜撐則是單排斜撐和雙排斜撐的結(jié)合。根據(jù)空間斜撐在溫室開(kāi)間方向與屋面拱桿的連接方式不同，空間斜撐又分為連接到屋面拱桿和不連接屋面拱桿（連接到支撐屋面拱桿的縱向系桿上，圖14c）兩種情況，其中連接到屋面拱桿的斜撐又分為相鄰斜撐相互交匯（圖14a）和相鄰斜撐在屋面拱桿不交匯（圖14b）兩種情況。

溫室邊跨拱架與溫室內(nèi)部緊鄰邊跨拱架若干拱架（多為緊鄰的第1跨，也有延伸到第3～5跨的案例）之間空間斜撐的設(shè)置，筆者曾做過(guò)專題總結(jié)[4-5]，這里不多贅述。

桿件連接節(jié)點(diǎn)

拱架上各桿件的連接節(jié)點(diǎn)包括屋面拱桿與腹桿的連接、弦桿與腹桿的連接、屋面拱桿與天溝側(cè)板的連接、屋面拱桿與縱向系桿的連接以及天溝托架與天溝、屋面拱桿、立柱及弦桿之間的連接。

屋面拱桿與腹桿的連接? 屋面拱桿與腹桿（包括吊桿和傾斜腹桿）的連接方式大體可以分為抱箍連接、抱盒連接和套管連接3類，如圖15。每個(gè)連接點(diǎn)可以只連接一根腹桿，也可以連接多根腹桿。

抱箍連接是將一條鋼帶板制成一個(gè)底部為圓環(huán)的“長(zhǎng)嘴”開(kāi)口卡，底部圓環(huán)的內(nèi)徑與拱桿外徑相匹配，底部圓環(huán)套在拱桿上，形成對(duì)拱桿的連接，伸出的“長(zhǎng)嘴”夾住腹桿端頭后用螺栓固定，即形成拱桿與腹桿的牢固連接。這種連接方式的最大特點(diǎn)是一個(gè)連接件可以連接多根腹桿（圖15a2），結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、用材省、通用性強(qiáng);但這種連接需要將腹桿的端頭壓平，在腹桿加工程序上需要增加一道工序，相應(yīng)也增加了腹桿的制造成本。為此，后續(xù)改進(jìn)的無(wú)論是抱盒連接還是套管連接都在努力減少或完全省去對(duì)腹桿端頭壓平的工序。

抱盒連接是將抱盒套到拱桿上，將腹桿端頭直接插入抱盒的凹槽中，用螺栓將抱盒和腹桿連接固定即實(shí)現(xiàn)對(duì)拱桿與腹桿的牢固連接，無(wú)論連接單根腹桿還是多根腹桿，都完全消除了對(duì)腹桿端頭加工的要求（圖15b），而且在套盒背部附加“耳環(huán)”（圖15b2），還可將屋面拱桿的縱向連接系桿（屋脊梁）也一同連接在一個(gè)節(jié)點(diǎn)，更節(jié)省了屋面拱桿連接構(gòu)件。在一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接多根腹桿，只要改變套管的長(zhǎng)度和在套管上開(kāi)設(shè)螺栓孔的數(shù)量即可適應(yīng)不同數(shù)量的腹桿連接。

套管連接，如果連接多根腹桿時(shí)全部用套管連接，則連接件的加工工序多，制造成本高，而且連接件的體積也大，為此，對(duì)連接多根腹桿的套管連接件只保留了一根腹桿用套管連接，其他腹桿仍然采用了端部壓平后與套管“耳朵”對(duì)接再用螺栓固定的辦法連接（圖15c2）。

弦桿與腹桿的連接? 弦桿與腹桿的連接形式基本和屋面拱桿與腹桿的連接形式相同，實(shí)踐中主要采用抱箍和抱盒的連接方式（圖16），不僅適用于單根腹桿的連接，而且也適用于多根腹桿的連接。

屋面拱桿與天溝側(cè)板的連接? 屋面拱桿與天溝側(cè)板直接連接大體有3種方法：一是用Ω抱箍;二是用U形螺栓;三是用套管。其中Ω抱箍是最常用，也最經(jīng)濟(jì)的一種連接方式。

Ω抱箍實(shí)際是上述連接拱桿與腹桿的“長(zhǎng)嘴”開(kāi)口卡抱箍的一種變形，只要將其“長(zhǎng)嘴”的兩個(gè)邊向外折90°即可，加工方便，用材節(jié)省。抱箍的圓環(huán)部位緊抱屋面拱桿，兩邊側(cè)翼緊貼天溝側(cè)板并通過(guò)螺栓連接。為保證屋面拱桿在抱箍中不出現(xiàn)滑動(dòng)，一種做法是在抱箍的圓環(huán)背部附加一個(gè)自攻自鉆螺釘，將抱箍與屋面拱桿牢固固定;另一種做法是在天溝的側(cè)板加工一個(gè)折彎，屋面拱桿的端頭正好對(duì)位到天溝側(cè)板的折彎邊，形成對(duì)屋面拱桿的支點(diǎn)或端頭封堵（圖17a）。

U形螺栓固定天溝側(cè)板與拱桿端頭的方法是用U形螺栓緊抱拱桿后穿過(guò)天溝側(cè)板，在天溝槽（天溝板的外側(cè)）內(nèi)配套墊片和螺母，擰緊螺母即實(shí)現(xiàn)二者的牢固固定。為了增強(qiáng)連接的牢固和可靠性，每個(gè)連接節(jié)點(diǎn)采用2套U形螺栓固定（圖17b）。

插管連接是一種專用的連接件（圖17c）。屋面拱桿插入圓管插座內(nèi)，用自攻螺釘固定。圓管插座的兩側(cè)伸出兩翼與天溝側(cè)板緊貼，并用螺栓將其與天溝側(cè)板相連。這種連接方法，連接牢固、連接件專用。

弦桿與立柱的連接? 弦桿與立柱單獨(dú)的連接方式大都采用抱箍的連接方法（圖17）。根據(jù)立柱的截面形狀，抱箍可以是圓環(huán)抱箍（圖17a），也可以是折板抱箍（圖17b）。根據(jù)連接點(diǎn)弦桿端頭是否壓平，也分為壓平連接（主要配套圓環(huán)抱箍）和不壓平連接（主要配套折板抱箍）兩種方式。折板抱箍連接，節(jié)省加工成本，可以保持弦桿的截面特性不變，但抱箍的加工成本較圓環(huán)抱箍高，而且通用性差。

拱桿與縱向系桿的連接? 拱桿與縱向系桿的連接方式從兩者的空間位置分有緊貼交叉連接和分離交叉連接兩種方式。前者大都采用塑料大棚拱桿與縱向系桿連接的標(biāo)準(zhǔn)連接件，包括彈簧卡絲連接件（圖18a）和抱箍與U形螺栓結(jié)合的組合連接件（圖18b）;后者則設(shè)計(jì)了一種立體連接卡[3]，將兩個(gè)方向相互垂直的卡扣通過(guò)連桿連接在一起，兩個(gè)不同方向的卡扣分別抱卡屋面拱桿和縱向系桿，將兩者固定在一起（圖18c），并通過(guò)更換不同連桿長(zhǎng)度連接扣的卡件或用螺桿作連桿，通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿上絲扣的距離來(lái)調(diào)節(jié)兩卡扣之間的間距，從而實(shí)現(xiàn)拱桿和縱向系桿不同位置兩者之間距離的控制。

上述屋面拱架各構(gòu)件之間的連接都是兩種類型構(gòu)件之間的連接（拱桿與腹桿、弦桿與腹桿、拱桿與天溝、弦桿與立柱），但在具體實(shí)踐中為增強(qiáng)連接節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和連接的可靠性，經(jīng)常采用天溝托架連接件，將天溝、屋面拱桿、弦桿和立柱集中連接在一個(gè)節(jié)點(diǎn)。關(guān)于天溝托架的形式及與各構(gòu)件之間的連接方式將另文敘述。

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[引用信息]周長(zhǎng)吉.周博士考察拾零（一百零七）圓拱頂連棟塑料薄膜溫室屋面拱架結(jié)構(gòu)形式[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2020，40（22）：40-48.