屋頂光伏電站支架強度及屋面載荷計算

6/6屋頂光伏電站支架強度及屋面載荷計算1工程概況?項目名稱：江蘇?。?＊＊＊中心小學４9KW光伏屋頂?工程地址：江蘇?。?＊

設(shè)計單位:上海能恩太陽能應用技術(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:0.3ｍ?2參考規(guī)范?《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB5006８-200１?《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》ＧＢ500０９—２00１(2006年版）

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB５00１1—201０

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50０17—20０3?《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50０18-２0０2?《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》GＢ/T32８0—20０7?3設(shè)計條件:?太陽能板規(guī)格：１6５0mm＊９90mm＊50ｍｍ?混凝土屋頂太陽能板安裝數(shù)量：2０0塊

最大風速：27．５ｍ/s平坦開闊地域

太陽能板重量:2０kg

安裝條件：屋頂

計算標準：日本TRC０006－1997?設(shè)計產(chǎn)品年限:20年?４型材強度計算?4.1屋頂荷載的確定?(１)設(shè)計取值：?①假設(shè)為一般地方中最大的荷重，采用固定荷重G和暴風雨產(chǎn)生的風壓荷重Ｗ的短期復合荷重.?②根據(jù)氣象資料，揚中最大風速為2７．5ｍ/ｓ,本計算最大風速設(shè)定為:30m/s。

③對于混凝土屋面，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。

④屋面高度20m.

４。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)２77

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。2８44E+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+03

4.3假定荷重:

①固定荷重G?太陽能板質(zhì)量：G1＝20ｋg×2０=4０0kg→３920N;

所以C形軌道承載的固定荷載重量Ｇ＝3９20N；?②風壓荷重Ｗ?根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中對風載荷的規(guī)定如下（按承重結(jié)構(gòu)設(shè)計）:

Wk=βgzμsμｚW0

Wk:風荷載標準值(KN/ｍ2)；

βgz：高度Z處的風振系數(shù)；

μs:風荷載體型系數(shù);

μz：風壓高度變化系數(shù)（0.8４);

W0：基本風壓（ＫN／m2)?按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表7。5．1ξ為1．６

所以βｇｚ=１．6?根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表Ｆ７．3。1，體型系數(shù)μs為1。475，?所以,Wｋ=１。6*0.8３＊０.84*0．57=0.636KＮ/m2?③雪壓荷重

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中規(guī)定：

Sk=μr*S０；

Sk：雪荷載標準值（KN/ｍ２);

Μr：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。2.1Μｒ=0.2?S0為0．35KN/m2

所以Sk=0.２*0。35=0。０7KN／m2

④地震荷載

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》,采用底部剪力法時,按下列公式確定：

FＥk=1＊Ｇeq

ＦEk為結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值;

1為水平地震影響系數(shù)值，可取水平地震影響系數(shù)最大值mａx;?Geq為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載,單質(zhì)點應取總重力荷載代表值。

由于揚中市沒有處于我國的地震帶,所以根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》表５．1。2—２查得1為０，

所以ＦEk為0

⑤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，計算如下:

風壓主導時:P＝Ｇ+W+S?P=3920+636*１.64＊0.９９*20+70*１．64*0．99＊20=2６.845ＫN

C形軌道結(jié)構(gòu)強度計算?Ｃ形軌道驗算：?

??

順風時，B-C點產(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1０。２ｍ）?L=2．０7３m?

應力

由于所使用材料為:允許應力為2３５０0N/cm2/1。5＝15６６6N/cm２?（8６61.７6/1５666)＜１所以安全?彎曲δ1

(由4根橫梁支撐)

E=6.９×105N／cm2

ＩM=12cm4

?跨距２07。3ｃm，最大位移量２0７。3／1０0=2。０73cm,所以安全;

5屋面配重設(shè)計

混凝土屋面太陽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.本計算書依據(jù)２ｘ１0(電池板)陣列進行計算,計算簡圖見圖1

??5。1荷載標準值計算

5.1.1．恒荷載：

太陽能板：q＝0．2/(1.64x0．９9）=0．１２KＮ／m２

鋼結(jié)構(gòu)自重：q=０.0８ＫN/m2?ｑ=0.20KN/m2

5．1．2．風荷載：?風荷載標準值

揚中市地區(qū)基本風壓（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)：

?風振系數(shù)

體型系數(shù)：

風荷載標準值計算:

?

??5．１.3．雪荷載:

雪荷載標準值

揚中市地區(qū)基本雪壓(n＝5０)：

體型系數(shù)：

?＝0．35x1=０．35

５.2荷載組合

最不利負載組合為：1．0恒+1．４風(—)

=１．0x０．20－1.4x0.389=-０．3446KN／m2

5.3基礎(chǔ)校核

電池板投影面積:10.1２５ｍx2．97３m＝3０。1㎡?負荷載:3０．1㎡ｘ0．34４6KN/㎡=1０。３7ＫＮ?基礎(chǔ)總配重:1。22KＮx1０個＝12。2KN

?平均載荷：12．2ＫN／３0．1㎡＝0。405KN/㎡?本項目需配置10個1。2２KN的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)總配置達到12。2ＫN,大于負載荷10．37KN,達到系統(tǒng)要求。?6屋面承重計算

(１）荷重?太陽能板質(zhì)量:G１=2０ｋｇ×2０＝4０0kg

支架總荷重：G＝136kg

水泥墩荷重:Ｇ2=１25kｇ×1０＝1２５0kg

（2）屋頂單位面積受力?總荷重：4００+13６+1２50ｋｇ＝１786ｋg

組件安裝面積：１0。1２5×2。973≈３0。1㎡

單位面積受