屋頂光伏電站支架強度及屋面載荷計算

1、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：江蘇省*中心小學49KW光伏屋頂工程地址：江蘇省*設計單位：上海能恩太陽能應用技術有限公司建設單位：*有限公司結構形式：屋面鋼結構光伏支架支架高度：0.3m2 參考規(guī)范建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準GB500682001建筑結構荷載規(guī)范GB500092001（2006年版）建筑抗震設計規(guī)范GB500112010鋼結構設計規(guī)范GB500172003冷彎薄壁型鋼結構設計規(guī)范GB500182002不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶GB/T328020073設計條件：太陽能板規(guī)格：1650mm*990mm*50mm混凝土屋頂太陽能板安裝數量：200塊最大風速：27

2、.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TRC 0006-1997設計產品年限：20年4型材強度計算4.1 屋頂荷載的確定（1）設計取值： 假設為一般地方中最大的荷重，采用固定荷重G和暴風雨產生的風壓荷重W的短期復合荷重。根據氣象資料，揚中最大風速為27.5m/s,本計算最大風速設定為：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 結構材料：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

3、 1.4516E+01形心主軸到翼緣尖的距離 2.6484E+01慣性矩 Ix 8.3731E+04慣性矩 Iy 4.5694E+04回轉半徑 ix 1.7386E+01回轉半徑 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太陽能板質量： G1=20kg×20=400kg 3920N;所以C形軌道承載的固定荷載重量G=3920N;風壓荷重W根據建筑結構荷載規(guī)范中對風載荷的規(guī)定如下（按承重結構設計）：Wk =gz s z W

4、0Wk:風荷載標準值（KN/m2）；gz： 高度Z 處的風振系數；s： 風荷載體型系數；z：風壓高度變化系數（0.84）；W0：基本風壓（KN/m2）按建筑結構荷載規(guī)范表7.5.1為1.6所以gz=1.6根據建筑結構荷載規(guī)范表F7.3.1，體型系數s為1.475，所以，Wk=1.6*0.83*0.84*0.57=0.636KN/m2雪壓荷重根據建筑結構荷載規(guī)范中規(guī)定：Sk=r*S0；Sk：雪荷載標準值（KN/m2）；r：屋面積雪分布系數；S0：基本雪壓（KN/m2）根據建筑結構荷載規(guī)范表6.2.1r=0.2S0為0.35 KN/m2所以Sk=0.2*0.35=0.07 KN/m2地震荷載根據建

5、筑抗震設計規(guī)范，采用底部剪力法時，按下列公式確定：FEk=a1 *GeqFEk為結構總水平地震作用標準值；a1為水平地震影響系數值，可取水平地震影響系數最大值amax；Geq為結構等效總重力荷載，單質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，所以根據建筑抗震設計規(guī)范表5.1.2-2查得a1為0，所以FEk為0荷載基本組合P根據建筑結構荷載規(guī)范第3.2節(jié)荷載組合，計算如下：風壓主導時 ：P=G+W+SP=3920+636*1.64*0.99*20+70*1.64*0.99*20=26.845KNC形軌道結構強度計算C形軌道驗算：順風時，B-C點產生的力矩M1，由下式表示：q=(26

6、845/4/10.2=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=15666 N/cm2(8661.76/15666)<1 所以安全彎曲1(由4根橫梁支撐)E=6.9×105 N/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2x10（電池板）陣列進行計算，計算簡圖見圖

7、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鋼結構自重：q=0.08KN/m2q=0.20KN/m25.1.2風荷載：風荷載標準值 揚中市地區(qū)基本風壓（n=50）： （建筑結構荷載規(guī)范附錄D.4）離地面高度20米位置 D類地區(qū)： 風振系數 體型系數： 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： =0.35 x1=0.35 5.2 荷載組合最不利負載組合為：1.0恒1.4風（）=1.0

8、x0.20-1.4 x 0.389=-0.3446 KN/m25.3 基礎校核電池板投影面積：10.125 m x 2.973m=30.1負荷載：30.1x 0.3446 KN/=10.37 KN基礎總配重： 1.22KN x10個=12.2 KN 平均載荷：12.2 KN/30.1=0.405KN/本項目需配置10個1.22KN的基礎，基礎總配置達到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：10.125×2.9