分布式光伏電站支架結構及荷載計算書

1、分布式光伏電站支架結構及荷載計算書2019年12月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 一、工程概況3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 二、工程設計依據(jù)3 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 2.1、光伏結構設計參數(shù)3 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 2.2、光伏系統(tǒng)結構設計依據(jù)3 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.

2、3、光伏系統(tǒng)結構設計引用規(guī)范3 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 三、荷載相關計算4 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 3.1、場地類別劃分4 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 3.2、風荷載核算4 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 3.3、永久荷載計算5 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 3.4、雪荷載計算5 HYPERLINK l bookma

3、rk63 o Current Document 四、 結構計算64.1、鋼架計算74.1.1、基本信息7 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 4.2、有限元分析94.2.1、檁條校核（使用有限元分析軟件為：sap2000v15）94.2.2、槽鋼梁（使用有限元分析軟件為：sap2000v15）11 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 4.3、槽鋼兩端拔力和剪力分析12 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 4.4、光伏電站自重以及屋頂承載能力分析：13一

4、、工程概況工程名稱：延慶分布式光伏項目 光伏系統(tǒng)設計計算高度10m。二、工程設計依據(jù)2.1、光伏結構設計參數(shù)工程所在地延慶設計施工年限25年結構安全等級三級基本風 壓25年0.38kN/平米基本雪 壓25年0.33kN/平米2.2、光伏系統(tǒng)結構設計依據(jù)a）光伏系統(tǒng)工程招標文件。b）設計院提供的施工圖文件。c）其他有關本次招標工作的說明文件及相關規(guī)范等。2.3、光伏系統(tǒng)結構設計引用規(guī)范建筑結構荷載規(guī)范GB 50009-2012鋼結構設計規(guī)范GB 50017-2017建筑地基基礎設計規(guī)范GB 50007-2011光伏發(fā)電站設計規(guī)范GB 50797-2012冷彎薄壁型鋼結構設計規(guī)范GB50018-2

5、002光伏支架結構設計規(guī)程NB/T10115-2018三、荷載相關計算3.1、場地類別劃分根據(jù)地而粗糙度場地可劃分為以下類別：A類：近海面，海島，海岸，湖岸及沙漠區(qū)域；B類：指田野，鄉(xiāng)村，叢林，丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū);C類：指有密集建筑群的城市市區(qū).D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)， 本工程屬千B類。3.2、風荷載核算根據(jù)省份和城市(Province and City): 北京市基本風壓(Basic wind pressure):根據(jù)光伏電站設計規(guī)范GB50797-2012中6.8.7條規(guī)定：6.8.7支架的荷載和荷載效應計算應符合下列規(guī)定1風荷載，雪荷載和溫度荷栽應按現(xiàn)

6、行國家標準建筑結 構荷栽規(guī)范GB 50009中跖年一遇的荷載數(shù)值取值地面和 樓頂支架風荷載的體型系數(shù)取L 3,建筑物立面安裝的支架風 荷載的確定應符合現(xiàn)行國家標準建筑結構荷載規(guī)范GB 50009 的要求；風荷載、雪荷載應按照現(xiàn)行國家標準建筑結構荷載規(guī)范GB50009中25年 一遇的荷載數(shù)值取值。25年一遇風荷載取值為：Wo = 0.38KPa離地高度 (Height to ground): Hmax = 10m地面粗糙度類別(Ground type): B正風壓：P乙(高度z處的風振系數(shù))：結構高寬比小于1.5,所以本工程高度z處的風振 系數(shù)為1; (GB50009-2012，8.4.1) u

7、z =1.0 (GB50009-2012，表 8.2.1) 結構體形類別(Shape type):斜坡面(Slope),正風壓風荷載體形系數(shù)R s可按照GB50797取值為：1.3；負風壓風荷載體型系數(shù)取值由于本項目光伏支架附著于屋面，體形系數(shù)可按照光伏支架結構設計規(guī)程(NB/T10115-2018 )中的條款4. L3光伏電站的光伏支架結構風荷載整體體型系數(shù)和局部體 型系數(shù)宜按表4. L3-1.表4. 1.3-2的規(guī)定選用*屋面坡度接近20度，因此體形系數(shù)us2取值為：-1.0Wk = BgzXuzXusXWo=1X1X1.3X0.38=0.494kPa負風壓為 Wk1= 1X 1X(-1)

8、X0.38=0.38kPakPa3.3、永久荷載計算太陽能電池板自重每塊電池板自重：q1 = 0.19kN /塊每塊電池板而積：Q1=1.65*0. 99=1. 63皿每平米均布荷載(含連接件)：Q1 = 0. 117kN/配重塊自重：Q3=1*0.34*0.06*2500=51kg單片瓦自重：2.5kg(經(jīng)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù))壓在槽鋼上瓦片按照槽鋼10m長度折算瓦片數(shù)量為30片30 片瓦片自重 Q4=2.5*30*9.8=0.735kN3.4、雪荷載計算根據(jù)建筑結構荷載規(guī)范GB 50009-2012公式(6.1.1),25年一遇荷載取值為：Wo = 0.38KPa雪荷載標準值：Sk=u S。= 0

9、.33*1=0.33Kpa-雪荷載標準值(kN/m2)；屋面積雪分布系數(shù)；本項目傾角21度，按照規(guī)范取值1S基本雪壓(kN/m2),40 5荷載組合值恒載(DL)+風荷載(WL) +雪荷載(SL)荷載組合：標準值：Sk = DL+Wk+SL設計值：= 1.2XDL+1.4X0.6Wk+1.4XSL= 1.2XDL+1.4XWk+1.40X0.7XSL四、結構計算本項目將采用同一系統(tǒng)，選取受力最不利的形式電池規(guī)格1650 x992x35mm，單個標準陣列組件數(shù)量=20 x3=60塊 坡屋頂傾角21度。參考圖紙:4.1、鋼架計算4.1.1、基本信息、檁條：C41x41x2.0mm迭擇截面型號（應優(yōu)

10、先迭擇列表內規(guī)格）； ,41 * ,41 * 10 * To-C120：t：50*20*3. 0 aC140*50*20*2.0 C140*50*20*2.5 Cl如柿。*2D*巳0 C160*60*20*2.2C160*60*20*2.5 w截面特性截面尺寸：h: 41 h: 41 c： 10 t: 2lx：7. 77cm4版：3. 79cm3ix :1.63cm1!一蝴1 j-tui頃6.08cm4Viyiii：遂:3.4Scm3ViyirGn：2.58cm3iy；1.5M;1. 74截面面相；2. 7單位重1；2. 11k/m:14#a槽麗截面特性h： 140 mm t ：3.5rimb

11、;58rrifTi R； 9.5 rimd：6mm-H軸1芯：564cm4Wk；60.5cm35. 52cm47.5cm3頃53. 2cm4Wy：13emoiy：1. 7cm面：lyl：107cm4zO：1. 71cm截面面積：18. Ecm2單位重重：14. 54.2、有限元分析單根檁條正風壓：Windl = 0.494x1.65/2=0.41kN/m,單根檁條負風壓：Wind2 = -0.38x1.65/2=-0.32kN/m, 單根檁條受組件自重荷載：Dead=0.117x1.65/2=0.1 kN /m 單根領條受組件雪荷載：Snow=0.33x1.65/2=0.27 kN /m 單根

12、槽鋼受瓦片均布荷載D1=0.735/10=0.0735kN/m正風壓條件下：標準值：Sk1=DL+ Wk+ SL=0.1+0.41+0.27=0.78kN/m設計值：S1 = 1.2XDL+1.4X0.6Wk+1.4XSL=1.2x0.1+1.4x0.6x0.41+1.4x0.27=0.84kN/mS2 = 1.2XDL+1.4XWk+1.40X0.7XSL= 1.2x0.1+1.4x0.41+1.4x0.7x0.27=0.96kN/m反向風吸條件下：標準值：Sk2=DL+Wind2=-0.22kN/m4.2.1、檁條校核（使用有限元分析軟件為：sap2000v15）1）.標準值作用下的變形：

13、X節(jié)忌位枯x節(jié)點對象625節(jié)點單元 G25123Trans0.016340.39075-522.396Rotn-0.019940.004041.0G7E-04；5節(jié)扁騷X節(jié)占源豪78E節(jié)點單元 786123T rans0.01 2GS0.39107-526.900Rotn-0.01 990-0.00161-5.207E-05；：節(jié)忌最X節(jié)點對蒙634節(jié)點單元 C34123Trans0.009020.3892E-520.599Rotn-0.Q1 97E-0.003711.025E-04Dmax =526.8-(522.396+520.599)/2=5.3mmV D =2000/250 = 8mm

14、結論：檁條在荷載標準值作用下的撓度符合設計要求2).設計值作用下的強度校核：垂直檁條平面。s= Ms/(yXWx-x)=513.86/(1.05X3480)二140.63Mpa平行檁條平面彎矩很小可忽略不計。max=。s=140.63MpaVfa = 215 Mpa結論：檁條在荷載設計值作用下的強度符合設計要求4.2.2、槽鋼梁（使用有限元分析軟件為：sap2000v15）根據(jù)實際情況槽鋼梁緊貼于屋面，因此正向荷載對其作用可不做校核， 僅需考慮負風壓對槽鋼變形的影響Dmax =24.34MMVD =10000/250 =40mm結論：槽鋼在荷載標準值作用下的撓度符合設計要求2）.負風壓設計值作

15、用下的強度校核：。s= Ms/(yXWx-x)=2348.02/(1.05X13000)二172.02Mpa平行槽鋼平面彎矩很小可忽略不計。max=。s=172.02MpaVfa = 215 Mpa 結論：槽鋼在荷載標準值作用下的強度符合設計要求4.3、槽鋼兩端拔力和剪力分析端部剪力Vmax=3.53kN,拔力 Fmax=0.848kN根據(jù)下表，4顆M12膨脹螺栓所提供的抗拉設計值和抗剪設計值足以滿足抗拉額 抗拔的要求。-L-a_亂G桂的擾拉力設計fit及掠的力設計值見表12.73cMb竺竺竺土中的藤摘麻栓的技德力tfttHl相！ftH力疆甘值衰u,7.3仲就而械!r力沒什曲(imm* )政(wYtd卜-伽3 31Ym -帕刖*5.的舊42.27J74 強G4.fim % M. fah. *11 MHI n 7.564.4、光伏電站自重以及屋頂承載能力分析：光伏電站所增加的自重組成以南坡屋頂為例槽鋼：G1=14.5*10*25*9.8/1000=35.525kN混凝土壓塊：G2=51*50*9.8/1000=24.99kN太陽能電池板自重:Q1=0.117kN/m支架重量：G3=1619*9.8/1000=15.866kN南坡屋頂鋪設光伏電站所占屋頂面積為：S=1.65*0.992*260=425.57皿 因此光伏電站增加荷載為：G 總=(G1+G2+G3)/