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19 中华 人民共和国 国家知识产权局 12 发明 专利申请 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请 号 202110528945 0 22 申请日 2021 05 14 71 申请人 中国建材国际工程 集团有限公司 地址 200030 上海市普陀区中山北路20 00 号中期大厦27层 72 发明人 骈 超 李一 哲 王海林 郑林强 刘加荣 齐帅 张纲 赵玮 74 专利代理 机构 上海申新 律师事务所 31272 代理人 郎祺 51 Int Cl A01G 9 14 2006 01 F16F 15 067 2006 01 F16F 15 02 2006 01 54 发明名称 一种具有 减 震作用的温室大棚栽培 槽系统 57 摘要 本发明公开了一种具有减震作用的温室大 棚栽培槽系统 包括若干栽培槽 若干弹簧单元 和若干阻尼单元 若干个 栽培槽均通过悬吊装置 相互平行悬挂于温室大棚的承重梁 上 每个靠近 温室大棚的柱子的栽培槽 分别通过弹簧单元和 阻尼单元与柱子连接 栽培槽摆动频率与温室大 棚主结构受控自振频率一致 本发 明将种植槽通 过 弹簧和阻尼单元连接于温室大棚的柱子 形成 一个附加在温室大棚主体结构上的调谐质量阻 尼器减震子结构 能够有效地减 轻地震对温室大 棚主体结构的作用 提高了温室大棚主体结构的 安全性 将种植槽作为调谐质量阻尼器的惯性质 量块 不必单独设计惯性质量块 不占据大棚多 余空间 可直接基于现有的温室进行改造 且施 工方便 减 震效果 好 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 113228991 A 2021 08 10 CN 113228991 A 1 一种具有减震作用的温室大棚栽培槽系统 其特征在于 包括若干栽培槽 5 若干 弹簧单 元 3 和若干阻尼单 元 4 若干个所述栽培槽 5 均 通过悬吊装置相互平行悬挂于温室大棚的承重梁 1 上 每个 靠近所述 温室大棚的柱子 2 的所述栽培槽 5 分别通过所述 弹簧单元 3 和阻尼单元 4 与所述柱子 2 连接 所述栽培 槽 5 摆动频率与所述温室大棚主结构受控自振频率 一 致 2 根据权利要求1所述的温室大棚栽培槽系统 其特征在于 若干所述弹簧单元 3 分 别提供沿所述温室大棚长度和 或宽度两个水平方向的弹性恢复力 3 根据权利要求1所述的温室大棚栽培槽系统 其特征在于 若干所述阻尼单元 4 分 别提供沿所述温室大棚长度和 或宽度两个水平方向的阻尼力 4 根据权利要求2所述的温室大棚栽培槽系统 其特征在于 所述弹簧单元 3 沿所述 温室大棚长度和宽度两个方向上的刚度大小可以定量调整 5 根据权利要求1所述的温室大棚栽培槽系统 其特征在于 两列所述柱子 2 之间区 域设为一个跨度 每个所述一个跨度内靠近所述柱子 2 的所述栽培槽 5 通过所述 弹簧单 元 3 和阻尼单 元 4 与所述柱子 2 连接 剩余的所述栽培 槽 5 保持独立 6 根据权利要求1所述的温室大棚栽培槽系统 其特征在于 两列所述柱子 2 之间区 域设为一个跨度 每个所述一个跨度内靠近所述柱子 2 的所述栽培槽 5 通过所述 弹簧单 元 3 和阻尼单元 4 与所述柱子 2 连接 剩余的所述栽培槽 5 通过若干水平连接组件与 靠 近所述柱子 2 的所述栽培 槽 5 连接为 一个整体 权 利 要 求 书 1 1 页 2 CN 113228991 A 一种具有减 震作用的温室大棚栽培槽系统 技术领域 0001 本发明涉及设施农业领域 尤其涉及一种具有减震作用的温室大棚栽培 槽系统 背景技术 0002 温室大棚栽培槽是温室大棚 中填放基质或营养液 用于栽培农作物的沟槽 依据 栽培槽的安装模式分为悬挂式和地面支撑式两类 悬挂式栽培槽是指将栽培槽用钢丝绳悬 挂于温室的桁架梁上 的一种栽培模式 脱离地面的植株根部温度不受地表温度的影响 有 利于合理调控根温 为作物创造更适宜的生长环境 且地面无支架有利于温室内的日常清 洁 但是栽培槽 作物以及整体的配套设施的重量由温室结构承担 其质量不可忽略 当大 棚收到地震激励产生水平振动时 将产生较大的惯性力 导致主体结构地震响应被放大 影 响结构的安全 发明内容 0003 本发明的目的是针对现有技术中的不足 提供一种具有减震作用的温室大棚栽培 槽系统 0004 为实现上述目的 本发明采取的技 术方案是 0005 提供一种具有减震作用的温室大棚栽培槽系统 包括若干栽培槽 若干弹簧单元 和若干阻尼单 元 0006 若干个所述栽培槽均通过悬吊装置相互平行悬挂于温室大棚的承重梁上 每个靠 近所述温室大棚的柱子的所述栽培槽 分别通过所述弹簧单元和阻尼单元与所述柱子连 接 所述栽培 槽摆动频率与所述温室大棚主结构受控自振频率 一 致 0007 进一步地 若干所述弹簧单元分别提供沿所述温室大棚长度和 或宽度两个水平 方向的弹性恢复力 0008 进一步地 若干所述阻尼 单元分别提供沿所述温室大棚长度和 或宽度两个水平 方向的阻尼力 0009 进一步地 所述弹簧单元沿所述温室大棚长度和宽度两个方向上的刚度大小可以 定量调整 0010 进一步地 两列所述柱子之间区域设为一个跨度 每个所述一个跨度 内靠近所述 柱子的所述栽培槽通过所述 弹簧单元和阻尼单元与所述柱子连接 剩余的所述栽培槽保持 独立 0011 进一步地 两列所述柱子之间区域设为一个跨度 每个所述一个跨度 内靠近所述 柱子的所述栽培槽通过所述 弹簧单元和阻尼单元与所述柱子连接 剩余的所述栽培槽通过 若干水平连接组件与靠 近所述柱子的所述栽培 槽连接为 一个整体 0012 本发明采用以上技 术方案 与现有技 术相比 具有如下技 术效果 0013 本发明将种植槽通过弹簧和阻尼单元连接于温室大棚的柱子 形成一个附加在温 室大棚主体结构上的调谐质量阻尼器减震子结构 能够有效地减轻地震对温室大棚主体结 说 明 书 1 4 页 3 CN 113228991 A 构的作用 提高了温室大棚主体结构的安全性 本发明将种植槽作为调谐质量阻尼器减震 子结构中的惯性质量块 不必单独设计惯性质量块 不占据大棚多余空间 可直接基于现有 的温室进行改造 且施工方便 减震效果 好 附图说明 0014 图1为实施例1中温室大棚栽培 槽系统的结构立 面 示 意图 0015 图2为实施例2中温室大棚栽培 槽系统的结构立 面 示 意图 0016 图3为实施例2中温室大棚栽培 槽系统的平面 示 意图 0017 图4 为实施例2中温室大棚栽培 槽系统的侧立 面 示 意图 0018 其中的附图标记为 0019 1 承重梁 2 柱子 3 弹簧单元 4 阻尼单元 5 种植槽 6 吊杆 7 水平撑杆 8 铰 接连接件 9 斜拉索 10 吊索 具体实施方式 0020 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明 但不作为本发明的限定 需 要说明的是 在不冲突的情况 下 本发明 中的实施例及实施例中的特 征 可以相互 组合 0021 本发明提供一种具有减震作用的温室大棚栽培槽系统 包括若干栽培槽 若干弹 簧单 元和若干阻尼单 元 0022 若干个所述栽培槽均通过悬吊装置相互平行悬挂于温室大棚的承重梁上 每个靠 近所述温室大棚的柱子的所述栽培槽 分别通过所述弹簧单元和阻尼单元与所述柱子连 接 所述栽培 槽摆动频率与所述温室大棚主结构受控自振频率 一 致 0023 栽培槽通过吊索悬挂在温室大棚主体结构的承重梁上 并通过弹簧单元和阻尼单 元与温室大棚柱子连接 弹簧单元用来调整栽培槽摆动频率 使之与大棚主结构的受控自 振频率一致 当大棚主 结构受到地震激励而产生水平振动时 根据调谐质量阻尼器 TMD 减 震原理 栽培槽作为调谐质量阻尼 器的惯性质量 会通过弹簧相应地产生与主结构振动方 向相反的惯性力作用在主 结构上 以及部 分振动能量会被阻尼器耗散 从而达到减震效果 这样 栽培槽 弹簧 阻尼器形成一个附加在温室大棚主体结构上的调谐质量阻尼器减震子 结构 提高了温室大棚主体结构在地震作用下的安全性 0024 因为地震对于温室大棚主要的影响是产生水平方向的振动 且地震作用的方向是 随机的 所以若干弹簧单元整体上要保证能提供沿温室大棚长度和宽度两个方向的弹性恢 复力 若干阻尼单元整体上也要保证能提供沿温室大棚长度和宽度两个方向的阻尼力 这 样不管地震作用使结构产生任意方向的水平振动 所述 弹簧单元和阻尼单元都能够发挥相 应的减震作用 0025 上述阻尼单元 其作用是增加结构自身阻尼 消耗地震传递给结构的振动能量 减 小栽培 槽在地震作用下发生的位移 进一 步 起减震的作用 0026 根据调谐质量阻尼器 TMD 减震原理 为使调谐质量阻尼器 TMD 减震子结构的减 震效果 发挥到最佳 最重要的是把TMD的振动频率调至结构振动频率附近 即栽培槽摆动的 频率与结构受控自振频率尽量接近 栽培槽的摆动频率受摆长 栽培槽质量 包含栽培槽槽 体 培养基 植株等 弹簧单元刚度等因素的影响 考虑到栽培槽整体质量在植物生长过程 说 明 书 2 4 页 4 CN 113228991 A 中是变化的 所以连接栽培槽和温室大棚 柱子的弹簧单元的两个水平方向上的刚度在一定 范围内可以较为精确地调控 为了使得减震效果最佳 当栽培槽质量改变较大时 对弹簧单 元的刚度也要进行调整 具体刚度的取值可以根据调谐质量阻尼器 TMD 减震原理计算得 到 最终 实现 栽培 槽摆动的频率与结构受控自振频率相一 致 达 到最佳的减震效果 0027 实施例1 0028 如图1所示 本实施例提供了一种具有减震作用的温室大棚栽培槽系统 包括若干 栽培 槽 5 若干弹簧单 元3和若干阻尼单 元4 0029 若干个栽培槽5均通过悬吊装置 即吊索10 相互平行悬挂于文洛式连栋玻璃温室 大棚主体结构的承重梁1上 每个靠近温室大棚的柱子2的栽培槽5 分别通过弹簧单元3和阻 尼单元4与柱子2连接 剩余的栽培槽5保持独立为普通原始栽培槽 不起减震作用 上述栽 培 槽 5摆动频率与所述温室大棚主结构受控自振频率 一 致 0030 在选用阻尼单元4的时候 可选用黏滞阻尼器 因为黏滞阻尼器不提供刚度 不会 对结构自振频率产生较大的影响 更方便对TMD子结构的振动频率的控制 沿栽培槽5长度 方向上所经过的每根柱子2 通过一组弹簧和黏滞阻尼器与栽培槽槽体5连接 每组弹簧和黏 滞阻尼器提供的水平反力方向 或者沿大棚长度方向 或者沿大棚宽度方向 分别提供沿大 棚长度方向或沿大棚宽度方向的水平反力的若干组弹簧和黏滞阻尼器沿着栽培槽5交替布 置 这样所布置的弹簧和阻尼器整体上可以提供两个水平方向上的反力 考虑到栽培槽5整 体质量在植物生长过程中是变化的 为了使得栽培槽5摆动频率与温室大棚主结构受控自 振频率一致 弹簧的刚度要能够定量变化 因此弹簧与栽培槽5和柱子2的连接方式为螺栓 连接 便 于更 换不同刚度大小的弹簧 0031 实施例2 0032 如图2 4所示 本实施例提供了另一种具有减震作用的温室大棚栽培槽系统 包括 若干栽培 槽 5 若干弹簧单 元3和若干阻尼单 元4 0033 若干个栽培槽5均通过悬吊装置 吊杆6和 或吊索10 相互平 行悬挂于文洛式连栋 玻璃温室大棚主体结构的承重梁1上 每个靠近温室大棚的柱子2的栽培槽5分别通过弹簧 单元3和阻尼单元4与柱子2连接 两行上述柱子2之间区域设为一个跨度 每个上述一个跨 度内的剩余栽培 槽 5通过若干水平连接组件与靠 近柱子2的栽培 槽 5连接为 一个整体 0034 在选用阻尼单元4的时候 可选用黏滞阻尼器 因为黏滞阻尼器不提供刚度 不会 对结构自振频率产生较大的影响 更方便对TMD子结构的振动频率的控制 沿栽培槽5长度 方向上所经过的每根柱子2 通过一组弹簧和黏滞阻尼器与栽培槽槽体5连接 每组弹簧和黏 滞阻尼器提供 的水平反力方向或者沿大棚长度方向 或者沿大棚宽度方向 分别提供沿大 棚长度方向或沿大棚宽度方向的水平反力的若干组弹簧和黏滞阻尼器沿着栽培槽5交替布 置 如图3所示 这样所布置的弹簧和阻尼器整体上可以提供水平两个水平方向上的反力 考虑到栽培槽5整体质量在植物生长过程中是变化的 为了使得栽培槽 摆动频率与温室大 棚主结构受控自振频率一致 弹簧的刚度要能够定量变化 因此弹簧与栽培槽5和柱子2的 连接方式为螺 栓连接 便 于更 换不同刚度大小的弹簧 0035 上述水平连接组件包括水平撑杆7 铰接连接件8和斜拉索9 其连接方式如下 在 每个栽培槽5端部各布置两根吊杆6 上述吊杆 一端与承重梁1通过铰接连接件8连接 在吊 杆6中部用水平撑杆7相互水平连接 通过铰接连接件8连接 形成若干水平矩形区格 在每 说 明 书 3 4 页 5 CN 113228991 A 个上述水平矩形区格内布置一组水平交叉的斜拉索9 形成水平连接组件 具体吊杆6 水平 撑杆7 斜拉索9的布置如图3 图4所示 栽培槽两端各布置一组水平连接组件 考虑到有些 栽培槽非常长 为了增强栽培槽的整体性 沿栽培槽纵向间隔适当距离布置若干组水平连 接组件 不设置水平连接组件的位置依然采用吊索10将栽培槽悬挂在 承重梁1上 这种连接 方式既不会阻挡采摘车和人员进入栽培槽两侧进 行作业 而且能保证一个跨度内的所有栽 培槽在地震作用下整体发生摆动 由于所有栽培槽参与减震 所以减震效果相比实施例1更 好 但考虑到吊杆 撑杆 斜拉索等构件会增加温室大棚内的阴影面积 影响植物采光 而且 占用大棚空间 所以不宜布置过多 0036 上所述仅为本发明较佳的实施例 并非因此限制本发明的实施方式及保护范围 对于本领域技术人员而言 应当能够意识到凡运用本发明说明书内容及图示所作出的等同 替换和显而易见的变化所 得到的方案 均应当包 含在本发明的保护范围内 说 明 书 4 4 页 6 CN 113228991 A 图1 图2 说 明 书 附 图 1 3 页 7 CN 113228991 A 图3 说 明 书 附 图 2 3 页 8 CN 113228991 A 图4 说 明 书 附 图 3 3 页 9 CN 113228991 A
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