屋頂光伏電站支架強(qiáng)度及屋面載荷計(jì)算

1、屋頂光伏電站支架強(qiáng)度及屋面載荷計(jì)算1工程概況項(xiàng)目名稱：江蘇省*中心小學(xué)49KW光伏屋頂工程地址：江蘇省*設(shè)計(jì)單位：上海能恩太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)有限公司建設(shè)單位：*有限公司結(jié)構(gòu)形式：屋面鋼結(jié)構(gòu)光伏支架支架高度：0.3m2參考規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB500682001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB500092001（2006年版）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB500112010鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500172003冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500182002不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶GB/T328020073設(shè)計(jì)條件：太陽(yáng)能板規(guī)格：1650mm*990mm*50mm混凝土屋頂太陽(yáng)能板安裝數(shù)量：200塊最大風(fēng)速：27.5

2、m/s平坦開闊地域太陽(yáng)能板重量：20kg安裝條件：屋頂計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)：日本TRC0006-1997設(shè)計(jì)產(chǎn)品年限：20年4型材強(qiáng)度計(jì)算4.1 屋頂荷載的確定（1）設(shè)計(jì)取值：1.1 假設(shè)為一般地方中最大的荷重，采用固定荷重G和暴風(fēng)雨產(chǎn)生的風(fēng)壓荷重W的短期復(fù)合荷重。根據(jù)氣象資料，揚(yáng)中最大風(fēng)速為27.5m/s,本計(jì)算最大風(fēng)速設(shè)定為：30m/s。對(duì)于混凝土屋面，采用最佳傾角安裝的系統(tǒng)，需要考慮足夠的配重，確保組件方陣的穩(wěn)定可靠。屋面高度20m。1.2 結(jié)構(gòu)材料：C型鋼重量：1.8kg/m截面面支架尺寸（mm）41*41*2安裝角度25材料鍍鋅截面面積（A）277C型鋼重量：1.8kg/m截面面支架尺寸(ram

3、)41*41*2安裝角度25材料鍍鋅截面面積(A)277形心主軸到腹板邊緣的L4516E+01形心主軸到翼緣尖的距2,6-I84E+01離慣性矩Ix8.3731E+04慣性矩Iy5&94E+04飛ITJ回轉(zhuǎn)半徑IX1.7386E+01回轉(zhuǎn)半徑iy1,2844E+01截面抵抗矩wx4.0344B+03截面抵抗矩Wx4.Q844E+03截面抵抗矩Wy11478E+03截面抵杭矩WyyL7254E+03形心主軸到腹板邊緣的距離1.4516E+01形心主軸到翼緣尖的距離2.6484E+01慣性矩Ix8.3731E+04慣性矩Iy4.5694E+04回轉(zhuǎn)半徑ix1.7386E+01回轉(zhuǎn)半徑iy1.284

4、4E+01截面抵抗矩Wx4.0844E+03截面抵抗矩Wx4.0844E+03截面抵抗矩Wy3.1478E+03截面抵抗矩Wyy1.7254E+031.3 假定荷重：固定荷重G太陽(yáng)能板質(zhì)量：G1=20kgX20=400kg-3920N;所以C形軌道承載的固定荷載重量G=3920N;風(fēng)壓荷重W根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中對(duì)風(fēng)載荷的規(guī)定如下（按承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）：Wk=Bgz（is陷W0Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）;國(guó)z:高度Z處的風(fēng)振系數(shù)；日：風(fēng)荷載體型系數(shù)；陷：風(fēng)壓高度變化系數(shù)（0.84）;W0:基本風(fēng)壓（KN/m2）按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表7.5.1叨1.6所以由z=1.6根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表F7.

5、3.1,體型系數(shù)為1.475,所以，Wk=1.6*0.83*0.84*0.57=0.636KN/m2雪壓荷重根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中規(guī)定：Sk=q*S0；Sk:雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）;Mr：屋面積雪分布系數(shù);S0:基本雪壓（KN/m2）根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表6.2.1Mr=0.2S0為0.35KN/m2所以Sk=0.2*0.35=0.07KN/m2地震荷載根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，采用底部剪力法時(shí)，按下列公式確定：FEk=1*GeqFEk為結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；1max；Geq為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點(diǎn)應(yīng)取總重力荷載代表值。由于揚(yáng)中市沒有處于我國(guó)的地震帶，所以根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表5.1.

6、2-21為0,所以FEk為0荷載基本組合P根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范第3.2節(jié)荷載組合，計(jì)算如下：風(fēng)壓主導(dǎo)時(shí)：P=G+W+SP=3920+636*1.64*0.99*20+70*1.64*0.99*20=26.845KNC形軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算C形軌道驗(yàn)算:順風(fēng)時(shí)，B-C點(diǎn)產(chǎn)生的力矩M1,由下式表示：q=（26845/4/10.2=657.97N/m（系統(tǒng)由4排軌道支撐，每排軌道長(zhǎng)10.2m）L=2.073m應(yīng)力由于所使用材料為：允許應(yīng)力為23500N/cm2/1.5=15666N/cm2（8661.76/15666）1所以安全彎曲61（由4根橫梁支撐）E=6.9X105N/cm2IM=12cm4跨距2

7、07.3cm,最大位移量207.3/100=2.073cm,所以安全；5屋面配重設(shè)計(jì)混凝土屋面太陽(yáng)能方陣采用主次梁布置，電池板以25傾角布置；次梁及柱采用表面熱鍍鋅鋼型材。本計(jì)算書依據(jù)2x10（電池板）陣列進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖見5.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算5.1.1 .恒荷載：太陽(yáng)能板：q=0.2/（1.64x0.99）=0.12KN/m2鋼結(jié)構(gòu)自重：q=0.08KN/m2q=0.20KN/m25.1.2 .風(fēng)荷載：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值揚(yáng)中市地區(qū)基本風(fēng)壓（n=50）:（建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄D.4）離地面高度20米位置D類地區(qū)：風(fēng)振系數(shù)體型系數(shù)：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：5.1.3 .雪荷載：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值揚(yáng)中市地區(qū)基本

8、雪壓（n=50）:體型系數(shù)：=0.35x1=0.355.2 荷載組合最不利負(fù)載組合為：1.0恒+1.4風(fēng)(一)=1.0x0.20-1.4x0.389=-0.3446KN/m25.3 基礎(chǔ)校核電池板投影面積：10.125mx2.973m=30.1m2負(fù)荷載：30.1m2x0.3446KN/m2=10.37KN基礎(chǔ)總配重：1.22KNx10個(gè)=12.2KN平均載荷：12.2KN/30.1m2=0.405KN/m2本項(xiàng)目需配置10個(gè)1.22KN的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)總配置達(dá)到12.2KN，大于負(fù)載荷10.37KN,達(dá)到系統(tǒng)要求。6屋面承重計(jì)算(1)荷重太陽(yáng)能板質(zhì)量：G1=20kgX20=400kg支架總荷重：G=136kg水泥墩荷重：G2=125kgX10=1250kg(2)屋頂單位面積受力總荷重:400+136+1250kg=1786kg組件安裝面積：10.125X2.973=30.1m