混凝土屋面光伏支架及基礎(chǔ)計(jì)算書

支架及基礎(chǔ)計(jì)算書屋面光伏項(xiàng)目支架及基礎(chǔ)計(jì)算算算書1項(xiàng)目概述1.1項(xiàng)目信信信息表1.1-1項(xiàng)目主要要信信息1項(xiàng)目類型混凝土屋頂固定定定式光伏伏電站站（979kkW）2項(xiàng)目地點(diǎn)湖北武漢3組件尺寸2094mm***10338mmm*335mmm4組件重量23.5kg每件5組件傾角10°6設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓0.35Kpaaa（50年重現(xiàn)期期）GB5000999-2001227基本雪壓0.5Kpa（50年重現(xiàn)期期）GB5000999-2001228場(chǎng)地類型B類GB5000999-2001221.2設(shè)計(jì)采用用用標(biāo)準(zhǔn)（1）《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載規(guī)范范范》（GB5000009--20012）（2）《光伏發(fā)發(fā)電電站設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)規(guī)范》（GB5007797--20012）（3）《光伏支支架架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)規(guī)范》（NB/TT1101115--20118）（4）《混凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)規(guī)范》（GB5000010--20010）（5）《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）2支架及基礎(chǔ)布布布置形式2.1支架及基基礎(chǔ)典典型布置置圖圖2.1-1支架及基基礎(chǔ)礎(chǔ)典型布布置圖圖2.2支架及基基礎(chǔ)剖剖面圖圖2.2-1支架及基基礎(chǔ)礎(chǔ)剖面圖圖3主要材料及許許許用應(yīng)力值值3.1支架主要要材料料表3.1-1支架主要要材材料信息息序號(hào)名稱尺寸（mm）材料1前立柱基礎(chǔ)?400*30000C302后立柱基礎(chǔ)?600*30000C303U型地腳螺栓M12*U20000*111004立柱U51*41***2.55Q235B5斜梁U51*41***2.55Q235B6檁條U51*41***2.00Q235B7斜撐U41*41***2.00Q235B8背拉桿L30X3.000Q235B3.2構(gòu)件截截面尺寸寸表3.2-1構(gòu)件截面面尺尺寸信息息構(gòu)件構(gòu)件檁條斜梁立柱斜撐截面示意U41*51*2.0Q235BU41*51*2.5Q235BU41*51*2.5Q235BU41*41*2.0Q235B3.3材料屬屬性表3.3-1材料屬性性信信息Q235B（≤16mmm）Q355B（≤16mmm）極限抗拉強(qiáng)度fu=33375MMPPafu=44470MMPPa最小屈服強(qiáng)度fy=22235MMPPafy=33345MMPPa密度7850kggg/m37850kggg/m3楊氏模量206000MMMPa206000MMMPa3.4許用應(yīng)應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)值表3.4-1許用應(yīng)力力設(shè)設(shè)計(jì)值信信息Q235B（Q235B（≤16mm）Q355B（≤16mm）抗拉215N?-2310N?-2抗壓215N?-2310N?-2抗彎215N?-2310N?-2抗剪125N?-2175N?-24荷載設(shè)計(jì)4.1荷載分分分類根據(jù)屋頂光伏支支支架承受受的荷荷載，以以下幾幾種荷載載將被被考慮。（1）永久荷載載(G)永久荷載包括光光光伏支架架自重重（2）活荷載((L)作用在光伏支架架架上的活活荷載載在此忽忽略（3）風(fēng)荷載((W)風(fēng)作用在光伏組組組件上產(chǎn)產(chǎn)生的的風(fēng)荷載載（4）雪荷載((S)雪作用在光伏支支支架上的的產(chǎn)生生的雪荷荷載4.2荷載組組組合光伏支架結(jié)構(gòu)根根根據(jù)使用用過程程中在結(jié)結(jié)構(gòu)上上可能同同時(shí)出出現(xiàn)的荷荷載，按按承載能能力極極限狀態(tài)態(tài)和正正常使用用極限限狀態(tài)進(jìn)進(jìn)行荷荷載組合合，并并取各自自最不不利的組組合進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)。荷荷載組合合按照照《建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》（GB500009--20122）。（1）荷載組合合及及分項(xiàng)系數(shù)數(shù)數(shù)基本組合：1.2D+1...4*WPP+0..988*Spp1.0*D+111.4**Wss1.2D+0...84*WP++1..4*SSp標(biāo)準(zhǔn)組合：D+WP+0...7SppD+WsD+0.6WPPP+Spp注：D=永久久荷荷載；WP=風(fēng)壓荷載載；Ws=風(fēng)吸荷載載；Sp=雪荷載；；（2）D永久久荷載永久荷載包含光光光伏支架架結(jié)構(gòu)構(gòu)自重及及光伏伏組件自自重。D=Dm+Gkkk注：Dm=單單塊光伏伏組件件自重；Gk=支架自重重；；Dm=23.55kkg*9...8N//kgg=2330..3NGk=支架自自重，由由SAP220000有限元模模型型自動(dòng)計(jì)計(jì)算（3）W風(fēng)荷荷載1）風(fēng)荷載計(jì)算算算參數(shù)選擇擇依依據(jù)圖4.2-1基本風(fēng)壓壓選選擇圖4.2-2風(fēng)壓高度度變變化系數(shù)數(shù)的選選擇2）風(fēng)荷載參數(shù)數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)類型：屋面面面支架地面粗糙度類別別別：B基本風(fēng)壓（5000年重現(xiàn)期期）：：W0=0.3355Kpaa風(fēng)壓高度變化系系系數(shù)：μz=11..13風(fēng)荷載體型系數(shù)數(shù)數(shù)：μs1=1..3，μs2=-11..3風(fēng)振系數(shù)：3）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)準(zhǔn)值計(jì)算風(fēng)吸風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)準(zhǔn)值：=1.0*（1.3）*1.1133*0..355=-00.5514KKpaa風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)準(zhǔn)值：=1.0*（111.3）*1.1133*0..355=0..5114Kppa（4）S雪荷荷載1）雪荷載參數(shù)數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)類型：屋面面面支架基本雪壓（5000年重現(xiàn)期期）：：S0=0..550Kppa積雪分布系數(shù)：：：積雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值值值（10°°）：Sk=00..50KKpaa5構(gòu)件計(jì)算及校校校核5.1構(gòu)件線線線荷載計(jì)計(jì)算構(gòu)件線荷載（NNN/mm）1.永久荷載線線線荷載計(jì)算算2.風(fēng)吸荷載線線線密度計(jì)算算3.風(fēng)壓荷載線線線密度計(jì)算算4.雪荷載線密密密度計(jì)算5.2結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)校核核設(shè)計(jì)有限元軟件設(shè)計(jì)有限元軟件SAP2000控制作用組合1.2D+1.4*WP+0.98*Sp最大應(yīng)力比0.403<1，滿足設(shè)計(jì)要求6混凝土基礎(chǔ)尺尺尺寸校核6.1混凝土土土基礎(chǔ)尺尺寸選選擇前立柱基礎(chǔ)：???400**3300后立柱基礎(chǔ)：???600**33006.2混凝土土土基礎(chǔ)尺尺寸校校核圖6.2-1支架基礎(chǔ)礎(chǔ)受受力圖（1）以2x66陣列為為例，6個(gè)前混凝凝土土基礎(chǔ)、6個(gè)后混凝凝土土基礎(chǔ)（2）各受力值值計(jì)計(jì)算前立柱基礎(chǔ)自重重重G1=66**3.114**0.220**0.220**0.330**25000**9.88=555399N后立柱基礎(chǔ)自重重重G3=66**3.114**0.330**0.330**0.330**25000**9.88=1124663NN支架自重約g111=225kkg*99.88kgg/NN*2**6==29440NN組件自重約g222=233.55kg**9..8kkg//N*22*66=277644NG2=g1+ggg2=229440+227664=557004ND=G2/（222*6**2..0944*11.0338）/100000=0..2119KpaaF1=（-0...514）*2*66**2.00944*1..0338=113..41kkNWP=0.51114KppaWs=-0.55514KKpaaSp=0.5KKKpa標(biāo)準(zhǔn)組合：D+WP+0...7SppD+WsD+0.6WPPP+Spp（3）抗拔配重重計(jì)算算1）荷載組合系系系數(shù)恒載組合系數(shù)===1.00風(fēng)壓組合系數(shù)===1.442）荷載組合組合后荷載Nkkk=1..0**0.22199*2**6**2.00944*1..0338+11.44*（-0.55114）*2*66**2.00944*1..0338=--133.0557kkN3）混凝土基礎(chǔ)礎(chǔ)礎(chǔ)重量Gk=GG11+G33=555399N++1244633N=1180002NN4）抗拔配重比比較較Gk/Nk=11180002//1300577=1..388滿足要求求（4）抗傾覆穩(wěn)穩(wěn)定性性計(jì)算1）外部荷載傾傾傾覆彎矩M1=FF11x0..888=1334110*00.888=1118800..8NN*m2）支架抗傾覆覆覆彎矩M2=GG11x0..155+G22x00.7339++G3xx1..3288=2215996..97N**m3）抗傾覆系數(shù)數(shù)數(shù)K=M22//M1==2115966.997/1118800..8==1.883滿足抗傾傾覆覆計(jì)算要要求。（5）抗滑移計(jì)計(jì)算1）組合后荷載載載Nk=--113.00577kN**coos100°==-1228558.663NN2）混凝土基礎(chǔ)礎(chǔ)礎(chǔ)重量Gk=11880022N3）基礎(chǔ)底部水水水平力Hk=11330577N**sinn100°=222667.332NN4）基礎(chǔ)抗滑移移移系數(shù)Kh=（Nk+GGk）*um/Hk=（180022--1285558.663）*0.55//22677..32=11..13滿足要求求7光伏支架增加加加屋面荷載載計(jì)計(jì)算7.1計(jì)算模模模型的選選擇以2x6陣列為為為例，6個(gè)前混凝凝土土基礎(chǔ)、6個(gè)后混凝凝土土基礎(chǔ)7.2各荷載載載計(jì)算（1）支架自重重：gg1=2225kgg*99.8kgg/N**2**6=229440N（2）組件自重重：gg2=2333.5kkg**9.88kkg/NN*22*6==27764NN（3）混凝土基基礎(chǔ)礎(chǔ)自重：前立柱基礎(chǔ)自重重重G1=66**3.114**0.220**0.220**0.330**25000**