蔬菜大棚骨架

蔬菜大棚和养殖大棚建造技术
天津捷尔泰节能材料研究所
一、大棚的类型和结构
一）、塑料大棚的类型
目前生产中应用的大棚，按棚顶形状可以分为拱圆形和屋脊形，我国绝大多数为拱圆形。

按骨架材料则可分为竹木结构、钢架混凝土柱结构、钢架结构、钢竹混合结构等。

按连接方式又可分为单栋大棚、双连栋大棚和多连栋大棚（图2-1）。

二）、大棚的构造
大棚的结构可大体分为骨架和棚膜，骨架由立柱、拱杆（拱架）、拉杆（纵梁）、压杆（压膜线）等部件组成，俗称“三杆一柱”（图2～2）。

另外，为便于出入，应在棚的一端或两端设立棚门。

大棚是各部分构成的一个整体。

1、立柱
它是大棚的主要支柱，承受棚架、棚膜的重量以及雨雪负荷和受风压的作用。

因此，立柱要垂直，或倾向于引力。

立柱可采用竹竿、木柱、钢筋水泥混凝土柱等，使用的立柱不必太粗，但立柱的基部应设柱脚石，以防大棚下沉或被拔起。

立柱埋置的深度要在40 ～50 厘米左右。

2．拱杆（拱架）
拱杆又叫骨架或支架，是支撑棚膜的部分，横向固定在立柱上，两端插入地下，呈自然拱形，拱杆的间距为1.0～1.2米左右。

骨架分树脂骨架、钢管镀塑骨架、竹木骨架、混凝土骨架、钢管骨架、钢材焊接骨架等。

3．拉杆
纵向连接拱杆和立柱，起固定压杆、使大棚骨架成为一个整体的作用。

使用材料一般与拱杆材料相同，传统的大棚是把拉杆固定在距立柱顶端30 ～40 厘米处，我单位生产的树脂大棚骨架和钢管镀塑大棚骨架由于其抗压强度高，已经取消了中间的支柱，拉杆和拱杆直接由连接件固定在一起。

整体牢固性更好。

棚内实用面积大，生产劳动非常方便，这也是朔料大棚的发展方向，拉杆长度与棚体长度一致。

4．压膜线
扣上棚膜后，于两根拱杆之间压一根压膜线，使棚膜绷平压紧，压膜线的两端，固定在大棚两侧设的“地锚”上。

5．棚膜
是覆盖在棚架上的塑料薄膜。

棚膜可采用0.1～0.12 毫米厚的聚氯乙烯（PVC ）或聚乙烯（PE）薄膜以及0.08 ～0.1 毫米的醋酸乙烯（EV A ）薄膜，这些专用于覆盖塑料薄膜大棚，其耐候性及其他性能均与非棚膜有一定差别。

除了普通聚氯乙烯和聚乙烯薄膜外，目前生产上多使用无滴膜、长寿膜、耐低温防老化膜等多功能膜作为覆盖材料。

6．门窗
门设在大棚的两端，方便人们进出和通风换气。

7．天沟
连栋大棚应在两栋大棚连接处设立天沟。

主要用于排除雨、雪水。

天沟多用水泥、薄铁皮制成落水槽。

二、大棚的结构形式
1、单栋大棚
骨架主要有树脂骨架、钢管镀塑骨架以及传统的竹木、混凝土构件、钢材及薄壁钢管等材料组装或焊接而成。

一般棚高2～3 米，宽8～15 米，长30 ～60 米，占地面积 1 亩左右。

各地建造形式多种多样，有拱圆形和屋脊形两种，以拱圆形为多。

根据骨架材料的不同，单栋大棚主要有以下几种：
①竹木结构大棚。

是初期大棚的一种类型，目前在我国北方仍广为应用。

一般大棚跨度为8～12 米，长度40 ～60 米，中脊高2.4～2.6米，两侧肩高 1.1～1.3 米。

有4～6立柱，横向柱间距2～3 米，柱顶用竹竿连成拱架；纵向间距为1～1.2 米。

其优点是取材方便，造价较低，且容易建造。

缺点是棚内立柱多，遮光严重，作业不方便，不便于在大棚内挂天幕保温，立柱基部易朽，抗风雪能力较差等。

为减少棚内立柱，建造了悬梁吊柱式竹木结构大棚，即在拉杆』：设置小吊柱，用小吊柱代替部分立柱。

小吊柱用20 厘米长、4 厘米粗的木杆，两端钻孔，穿过细铁丝，下端拧在拉杆上，上端支撑拱杆。

②混合结构大棚。

棚型与竹木结构大棚相同，使用的材料有竹木、钢材、水泥构件等。

一般拱杆和拉杆多采用竹木材料，而立柱采用水泥柱。

混合结构的大棚较竹木结构大棚坚固、耐久、抗风雪能力强，在生产上应用的也较多。

③钢架结构大棚。

一般跨度为10 ～15 米，高 2.5～3.0 米，长30 ～60 米。

拱架是用钢筋、钢管或两者结合焊接而成的弦形平面桁架。

平面桁架上弦用16 毫米钢筋或25毫米的钢管制成，下弦用12 毫米钢筋，腹杆用6～9 毫米钢筋，两弦间距25 厘米。

制作时先按设计在平台上做成模具，然后在平台上将上、下弦按模具弯成所需的拱形，然后焊接中间的腹杆。

拱架上覆盖塑料薄膜，拉紧后用压膜线固定。

这种大棚造价较高，但无立柱或少立柱，室内宽敞，透光好，作业方便。

现已在生产上广泛推广应用（图2-3）。

④装配式钢管结构大棚：由工厂按照标准规格生产的组装式大棚，材料多采用薄壁镀锌钢管。

一般大棚跨度6～l0 米，高度2.5～3.0米，长20 ～60 米。

拱架和拉杆都采用薄壁镀锌钢管连接而成，拱架间距50 ～60 厘米，所有部件用承插、螺钉、卡槽或弹簧卡具连接。

用镀锌卡槽和钢丝弹簧压固棚膜，用手摇式卷膜器卷膜通风。

这种大棚优点和钢结构架大棚相同（图2-4）。

⑤钢管镀塑结构大棚：钢管镀塑骨架是我单位研发的一种新型骨架，它的安装方法与装配式大棚相似，拱杆和拉杆由专用连接件连接，双拱大棚上下弦也是由链接件连接，一般大棚跨度6～l5米，高度 2.5～5.0米，长20 ～100 米。

所有部件用承插、螺钉、卡槽或弹簧卡具连接。

用镀锌卡槽和钢丝弹簧压固棚膜，用手摇式卷膜器卷膜通风。

镀塑骨架大棚结构坚固，棚内无支柱，采光好，面积大，生产十分方便。

同时又不像钢结构大棚需要经常防腐防锈，镀塑大棚20年不用放防锈，节省大量人力物力。

镀塑大棚全部卡式连接，安装十分方便，整体造价低于镀锌钢架大棚。

是未来最有发展潜力的大棚新型建造材料。

安装方法参考下图。

⑥树脂骨架结构大棚：树脂骨架是我单位针对较小规模用户，研发生产的的一种新型节能大棚建造材料。

树脂结构大棚安装简单方便，一般跨度在6—12米。

高度1.8—4米，长20—100米。

横杆和拉杆可以用连接件连接，也可以用铅丝直接捆绑，简单有降低成本，树脂骨架结构大棚，成本低，棚内无需支柱，空间大，采光效果好，主要实用于单栋和单拱
塑料大棚和日光温室。

使用寿命在十年以上
二、连栋大棚
由两栋或两栋以上的拱圆形或屋脊形单栋大棚连接而成，见图2-1。

连栋大棚覆盖的面积大，土地利用率高，棚温高而稳定，但连栋大棚往往因通风条件不良，造成高温多湿的为害。

1、大棚的设计和建造
塑料大棚的设计
大棚设计主要应考虑以下几个问题：
（1）场地选择与规划建造大棚的场地，要求选择避风向阳，地势平坦，土质肥沃；灌排方便，地下水位低，有电力条件，四周无高大建筑的地段，同时由于大棚抗风能力较差，必须避开风口，还要考虑运输方便。

（2）大棚的规格与方向一般情况下，大棚覆盖空间大，保温能力强，温度比较稳定，受低温影响少。

但覆盖面积过大，会造成通风不良，热量和湿空气排不出去，栽培作物易感病或造成植株早衰，所以在北方地区，大棚面积以 1 亩左右较为适宜，宽度8～16 米，长度40 ～60 米；大棚高度（最高处高度）以2.2～2.8 米较适宜。

我国北方地区主要在春、秋两季利用大棚生产，所以应东西为宽，南北方向延长，这样棚内光照均匀，植物生长比较一致。

南方地区冬季使用的大棚，东西方向的进光量大，但光照和温度不均匀现象都难以避免。

（3 ）大棚群的规划布局大棚群的布置原则是保证棚内的光照和通风，一般南北方向的大棚，要求棚与棚东西间距2 米左右，南北间距5 米以上。

大棚群布局一般多采用与主路平行，棚门朝主路设置，便于管理与产品运输。

场地呈矩形，四周设风障，北端风障距大棚2 米远，南端风障距大棚 3 米远，在风大地区，为避免道路变成风口，大棚要错开排列（图2－5）。

2. 大棚的建造
竹木结构大棚
①埋立柱。

立柱多选用直径5～6 厘米的木杆或竹竿作柱材用。

一般每排由4～6 根组成，分为中柱、腰柱和边柱，各种立柱的高度由棚架的高度决定，实际高度应比大棚各部位的高度高出30 —40 厘米埋柱前先把柱上端锯成U 形豁口，以便固定拱杆，豁口的深度以能卡住拱杆为宜。

在豁口下方5 厘米处钻眼穿铁丝绑住拱杆。

立柱下端成十字形钉两个横木，以固定立柱防风拔起，埋入土中部分涂上沥青，以防腐烂。

立柱应在土壤封冻前埋好。

施工时，先按设计要求在地面上确定埋柱位置，然后挖35 ～40 厘米深的坑，坑底应设基石。

要先埋中柱，再埋腰柱和边柱。

腰柱和边柱要依次降低20 厘米，以保持棚面成拱形。

边柱距棚边l 米远，并向外倾斜70 °角，以增强大棚的支撑力。

为减少立柱的数量，在两排立柱间利用小支柱连接拉杆和拱杆。

小立柱一般用直径5～7 厘米，长20 厘米的短木柱，其上下两端以互相垂直的方向，开一个U 形缺口，在缺口下方3～5 厘米处，各钻一个与上端缺口垂直方向的穿孔，下端固定在拉杆上，上端固定拱杆（图2-6）。

②绑拉杆。

纵拉杆一般采用直径5～6 厘米，长2～3 厘米的竹竿或木杆，绑在距立
柱顶端20 ～30 厘米处。

③上拱杆。

多用直径5～8 厘米的竹竿弯成拱形或接成拱形。

放入立柱或小立柱顶端的缺刻里，用铁丝穿过豁口下的孔眼固定好，拱杆两端埋入土中30 ～40 厘米。

在覆盖薄膜前，所有用铁丝绑接的地方，都要用草绳或薄膜缠好，以免磨损薄膜。

④扣膜。

薄膜幅宽不足时，可用熨斗加热粘接。

为了以后放风方便也可将棚膜分成三四大块，相互搭接在一起（重叠处宽要≥20 厘米，每块棚膜边缘烙成筒状，内可穿绳），以后从接缝处扒开缝隙放风。

接缝位置通常是在棚顶部及两侧距地面约l 米处。

若大棚宽度小于l0 米，
顶部可不留通风口；若大棚宽度大于10 米，难以靠侧风口对流通风，就需在棚顶设通风口。

扣膜时选4 级风以下的晴暖天气一次扣完。

薄膜要拉紧、拉正，不出皱褶。

棚四周塑料薄膜埋入土中约30 厘米左右并踩实。

⑤上压膜线。

扣膜后，用专用压膜线或8 号铁丝于两排拱架间压紧棚膜，两端固定在地锚上。

地锚用砖、石块做成，上面绑一根8 号铁线，埋在距离大棚两侧0.5厘米处，埋深40 厘米。

⑥安门。

棚的两头应各设一个门，一般高1.8～2.0米，宽0.6～0.9米。

竹木结构大棚每亩用料数：各种杂木杆720～750 根，竹竿750 根，8 号铁线40 千克。

（2）水泥柱钢筋梁竹拱大棚这种大棚立柱全部用内含钢筋的水泥预制柱代替，但拱杆仍是竹竿，骨架比纯竹木大棚坚固、耐久、抗风雪能力强，一般可用5 年以上。

一般棚长40米以上，宽12 ～16 米，棚高 2.2米左右。

水泥预制立柱，柱体断面为l0 厘米×8 厘米顶端制成凹形，以便承担拱杆。

立柱对称或不对称排列；两排柱间距离3 米，中柱总长2.6 米，腰柱2.2米，边柱 1.7米，分别埋入土中40 厘米。

钢筋焊成的单片花梁，上弦用直径8 米钢筋，下弦及中间的拉花用直径6 毫米圆钢，中间拉花焊成直角三角形。

花梁上部每隔lm 焊接1 个用钢筋弯成的马鞍形的拱杆支架，高15 厘米（相当于竹木结构大棚的小支柱）。

建此大棚需用水泥 1.5t，钢筋0.75t ，其他同竹木大棚。

（3）钢架无柱大棚
①拱架。

拱架是钢筋焊成的弦形平面桁架。

桁架由上弦杆、下弦杆及联结上下弦的腹杆（拉花）焊成。

上弦杆用直径14 ～16 毫米的钢筋，下弦用直径12 ～14 毫米钢筋，其间用直径8～l0 毫米钢筋作腹杆连接。

上下弦之间的距离在最高点的脊部为25 ～30 厘米，两个拱脚处逐渐缩小为15 厘米左右，上、下弦中间焊成直角形的拉杆。

这种平面拱架，垂直立面为稳定的坚固结构，但跨度大时容易发生扭曲变形。

因此，为提高大棚牢固性，一般在棚的棚端和大棚的中间，每隔5～6m 配置一个三角形拱架。

三角形拱架是由一根上弦、两根下弦焊成，三面为3 个平面桁架，结构坚固。

②纵梁（拉杆）。

是平面杆架，上弦为直径8 毫米、下弦为直径 6 毫米的钢筋焊成，上、下弦距离为20 厘米。

纵梁焊在每个拱架上，使棚架连成一体。

③地基。

为固定拱架用。

可用水泥制成高30 厘米，上端15 厘米×l5 厘米，下端25
48厘米×25 厘米的水泥预制件，上面留出钢筋，以便与棚架焊接。

钢架无柱大棚坚固耐久，抗风雪能力强，一般可用10 年以上，应用钢材量大，每亩约用各种钢材3～4t 。

（4）钢管装配式大棚安装时先现场按图放线，沿棚边内侧挖0.5米深沟。

先安装南北棚头，立第一道拱杆和埋立柱。

拱杆与立柱顶部用圆形卡联结，使两者在一条直线上。

接着上卡膜槽，安好门，在拱杆上标出纵梁位置。

每6 米立起一条拱架，安好全部纵梁，再按0.5 米一根上好全间拱杆，拱杆安好后，要使全棚高低一致，弧度一致。

棚体安装完毕，再装体纵向卡膜槽及横向卡膜槽。

最后安装天窗并扣膜，也可安装侧面卷膜机吸内部二层防寒幕。