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) 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(jì)規(guī)范GB50011 2010鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017 2003冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50018 2002不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶 GB/T3280 20073設(shè)計(jì)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：2

2、00塊最大風(fēng)速：27.5m/s平坦開闊地域太陽能板重量：20kg 安裝條件：屋頂 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)：日本 TRC 0006-1997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： 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。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）

3、277C 型鋼重 ：l.Skg/m支架尺寸Z41*41*2祓面面妥裝角度材料截面面祝(A )277形心擊牠到腹板丸緣的距KL45UE01形心主輪到奚嫌尖的距2,6484 盼 01高慣性魅IX8. 3731H+O4卩q慣性矩Iy4, 5694B+O4回糕半徑IX1. 73UE+01回轉(zhuǎn)半徑iy1. 2844E十0114, O844B+U3截直抵抗砸馭4. 0841E+03、/3.1478B+O3裁面抵抗矩VyyU5JE 也 3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 lx 8.3731E+04慣性矩 ly 4.5694E+04回轉(zhuǎn)半徑ix 1

4、.7386E+01回轉(zhuǎn)半徑iy 1.2844E+01截面抵抗矩Wx 4.0844E+03截面抵抗矩Wx 4.0844E+03截面抵抗矩Wy 3.1478E+03截面抵抗矩Wyy 1.7254E+034.3假定荷重： 固定荷重G太陽能板質(zhì)量：G仁20kg X20=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)范中對風(fēng)載荷的規(guī)定如下（按承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）：Wk =旳z g pz W0Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2 ）;旳z :高度Z處的風(fēng)振系數(shù)；g：風(fēng)荷載體型系數(shù)；pz :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)

5、荷載規(guī)范表所以旳z=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)g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= u*SO ;Sk :雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2 ）;M r：屋面積雪分布系數(shù)；SO :基本雪壓（KN/m2 ）根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表SO 為 0.35 KN/m2所以 Sk=0.2*0.35=0.07 KN/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；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；G

6、eq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)中市沒有處于我國的地震帶，所以根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表,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 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=15666 N/cm2（86

7、61.76/15666）1 所以安全彎曲31（由4根橫梁支撐）E=6.9 X105 N/cm2IM =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(jì)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(jì)算書依據(jù) 2x10 （電池板）陣列進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡圖見5.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算太陽能板： q=02（1.64x0. 99） =0.12KN/m2鋼結(jié)構(gòu)自重：q=0.08KN/m2q=0.20KN/m2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值D.4)揚(yáng)中市地區(qū)基本風(fēng)壓（n=50 ）:（建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄離地面高度20米位置D類地區(qū)：

8、風(fēng)振系數(shù)體型系數(shù)：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 揚(yáng)中市地區(qū)基本雪壓（n=50）: 體型系數(shù):=0.35 x1=0.355.2荷載組合最不利負(fù)載組合為：1.0恒+ 1.4風(fēng)(一)=x 0.389=-0.3446 KN/m25.3基礎(chǔ)校核電池板投影面積：10.125 m x 2.973m=30.1 m2負(fù)荷載：30.1 m x 0.3446 KN/ m =10.37 KN基礎(chǔ)總配重：1.22KN x10個(gè)=12.2 KN平均載荷：12.2 KN/30.1 m =0.405KN/ m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) 荷重太陽能板質(zhì)量：G仁20kg X20=400kg支架總荷重：G=136kg水泥墩荷重：G2=125kg X10=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 X2.973 "30.1 m單位