نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی؛ سازمان تحقیقات،‌آموزش و ترویج کشاورزی؛ کرج، ایران

2 کارشناس ارشد شرکت آبتین ارگانیک، تهران، ایران

3 دانشیار، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی؛ سازمان تحقیقات،‌آموزش و ترویج کشاورزی؛ کرج، ایران

چکیده

سازۀ گلخانه یکی از عوامل مهم و تأثیرگذار در کشت­ های گلخانه­ ای است که افزایش استحکام و کاهش قیمت آن همیشه مورد توجه گلخانه‌سازان بوده است. در این پژوهش، یک گلخانۀ هشت وجهی طراحی و شبیه‌سازی و با پروفیل مقاوم در برابر بارهای استاندارد ساخته شده است. طراحی و بهینه­ سازی اجزای سازۀ این گلخانه شامل انتخاب ضخامت حداقل پروفیل­ ها و ستون­ ها و چیدمان خرپاها بر اساس  استانداردهای سازه­ای در شرایط مختلف آب و هوایی کشور  بوده ­است. ابتدا با استفاده از محاسبات دینامیک سیالاتی، اثر نیروهای ناشی از بار باد بر ستون­ های سازه به ­دست ­آمد. پس از آن،  با توجه به بارهای ذکر شده در استاندارد سازه­ های گلخانه­ ای شامل بار ناشی از باد، برف و آویز، چارچوب اصلی سازه و ستون­ ها، تیرهای افقی و خرپاها طراحی شدند.بر اساس نتایج به­ دست ­آمده، ارتفاع نهایی و ارتفاع ستون گلخانۀ هشت وجهی به ­ترتیب 6 و 4 متر و وزن واحد سطح 8/5 کیلوگرم به ­دست آمد که نسبت به گلخانه ­های رایج موجود در کشور، با حجم مشابه و با وزنی در حدود 10 کیلوگرم در واحد سطح، بسیار مطلوب است. نتیجۀ مقاومت خوب این سازۀ گلخانه در برابر بارهای وارده به صورت مجزا و ترکیبی، با شکل­ هایی به نمایش گذاشته شده است.

کلیدواژه‌ها

Achref, H., Foudi, M., & Cherif, B. (2019). Higher buckling and lateral buckling strength of unrestrained and braced thin-walled beams: Analytical, numerical and design approach applications. Journal of Constructional Steel Research, 155, 1-19.
 
Anon. (2008). The principles and criteria for development of greenhouses: design principles and regulations. President Deputy Strategic Planning and Control of Greenhouses in Iran. Technical Report. (in Persian)
 
Anon. (2018). Greenhouse structures and equipments, Part 1: greenhouse structures Iranian National Standardization Organization, 15565-1.
 
Anon. (2010). Actions on structures. European Standard. Eurocode 1. BS EN 1991-1-4:2005.
 
Auffray, N., Le Quang, H., & He, Q. C. (2013). Matrix representations for 3D strain-gradient elasticity. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 61(5), 1202-1223.
 
Beheshti, A. (2017). Finite element analysis of plane strain solids in strain-gradient elasticity. Acta Mechanica, 228(10), 3543-3559.
 
Briassoulis, D., Dougka, G., Dimakogianni, D., & Vayas, I. (2016). Analysis of the collapse of a greenhouse with vaulted roof. Biosystems Engineering, 151, 495- 509.
 
Bronkhorst, A. J., Geurts, C. P. W., Bentum, C. A., Knaap, L. P. M., & Pertermann, I. (2017). Wind loads for stability design of large multi-span duo-pitch greenhouses. Frontiers in Built Environment, 3, 1-21.
 
Ghani, S., Bakochristou, F., Bialy, E. M. A. E., Gamaledin, S. M. A., Rashwan, M. M., Abdelhalim, A. M., & Ismail, S. (2019). Design challenges of agricultural greenhouses in hot and arid environments- A review. Engineering in Agriculture, Environment and Food, 12(1), 48-70.
 
Ha, T., Kim, J., Cho, B. H., Kim, D. J., Jung, J. E., Shin, S. H., & Kim, H. (2017). Finite element model updating of multi-span greenhouses based on ambient vibration measurements. Biosystems Engineering, 161, 145-156.
 
Hur, D. J., & Kwon, S. (2017). Fatigue analysis of greenhouse structure under wind load and self-weight. Applied Sciences, 7(12): 2-11.
 
Koutromanos, I. (2018). Fundamentals of Finite Element Analysis: Linear Finite Element Analysis. 1st Ed. Wiley.
 
Na, W. H., Lee, J. W., Rasheed, A., Kwak, C. S., Lee, S. Y., Yoon, Y. C., Lee, H. W. (2017). Calculation of crop loads for structural design of greenhouse. Protected Horticulture and Plant Factory, 26(4), 301-309.
 
Ochoa, J. D. A. (2013). Stability of slender columns on an elastic foundation with generalised end conditions. Ingeniería e Investigación, 33(3), 34-40.
 
Pepper, D. A., Kassab, A., & Divo, E. (2014). An Introduction to Finite Element, Boundary Element, and Meshless Methods with Applications to Heat Transfer and Fluid Flow. New York, NY: ASME Press.
 
Song, J., Xu, W., Hu, G., Liang, S., & Tan, J. (2019). Non-Gaussian properties and their effects on extreme values of wind pressure on the roof of long-span structures. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 184, 106-115.
 
Sun, X., Yu, R., & Wu, H. (2019. Investigation on wind tunnel experiments of ridge-valley tensile membrane structures. Engineering Structure, 187, 280-298.
 
Teitel, M., Montero, J. I. W., & Baeza, E. J. (2012). Greenhouse design: concepts and trends. Acta Horticulture, 952, 605-620.
 
Verma, S. K., Roy, A. K., Lather, S., & Sood, M. (2015). CFD simulation for wind load on octagonal tall buildings. SSRG International Journal of Civil Engineering (SSRG – IJCE), 239, 129-134.
 
Wegst, C. W. (1992). Key to Steel. ISBN 3-922599-09-5. 16th Ed. Asm Intl.
 
Wilcox, D. C. (2006). Tubulence Modeling for CFD.  3rd Ed. DCW Industries.
 
William, B., & Brower, Jr. (1999). A Primer in Fluid MechanicsDynamics of Flows in One Space Dimension. CRC Press.
 
Xu, X. J., Wang, X. C., Zheng, M. L., & Ma, Z. (2017). Bending and buckling of nonlocal strain gradient elastic beams. Composite Structure, 160, 366-377.
 
Yang, Z. Q., Yong, X. Li., Xiao, P. X., Huang, C. R., and Zhang, B. (2013). Wind Loads On Single-Span Plastic Greenhouses And Solar Greenhouses. Hort Technology, 5, 622-628.
 
Zienkiewicz, O. C., Taylor, R. L., & Fox, D. (2014). The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics. Elsevier Ltd.
 
Zingoni, A. (2010). Advances and Trends in Structural Engineering, Mechanics and Computation. CRC Press.