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：省*中心小學(xué)49KW 光伏屋頂工程地址：省*設(shè)計單位：能恩太陽能應(yīng)用技術(shù)建設(shè)單位：*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)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068 2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)GB50009 2001 （ 2006年版）建筑抗震設(shè)計規(guī)GB50011 2010鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)GB50017 2003冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) GB50018 2002不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶 GB/T3280 20073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(fēng)速：27.5m/s平坦開闊

2、地域太陽能板重量：20kg安裝條件：屋頂計算標(biāo)準(zhǔn)：日本 TRC 0006-1997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： 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，揚中最大風(fēng)速為 27.5m/s,本計算最大風(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。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）277I型鋼重1： LSkg/m支架尺寸41*41*2祓面商妥裝向度材料鍍鋅截面面祝(A )277陌心

3、豐牠到腰板沈緣的L451bE01形心主軸到異緣尖的距2,6484 盼 01離慣性矩IX8. 3731H+O4q慣性矩Iy4, 5694B+O4回捷半徑IX1. 73UE+01回轉(zhuǎn)半徑iy1. 2844時01I4, 0S4-IE+03!J截直抵拡矩舸(4.08443+03/戴面樞抗矩旳3.1478B+O3裁面抵抗矩WyyL T25JE代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 1.7386E+01回轉(zhuǎn)半徑iy 1.2844E+01截面抵抗矩Wx 4.0844E+03

4、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)中對風(fēng)載荷的規(guī)定如下（按承重結(jié)構(gòu)設(shè)計）：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)荷載規(guī)表E為1.6所以 Bgz=1.6根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)表，體型系數(shù)pS為1.475 ,所

5、以， 雪壓荷重根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)中規(guī)定：Sk= p*S0 ;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)表621 M r=0.2SO 為 0.35 KN/m2所以 地震荷載根據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)，采用底部剪力法時，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 ；Geq為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點應(yīng)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)表查得 1為0,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)第3.2節(jié)荷載

6、組合，計算如下：風(fēng)壓主導(dǎo)時：P=G+W+SC形軌道結(jié)構(gòu)強度計算C形軌道驗算：順風(fēng)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(yīng)力由于所使用材料為：允許應(yīng)力為 23500N/cm2/1.5=15666 N/cm2（8661.76/15666）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

7、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15.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算5.1.1 .恒荷載：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/m25.1.2 .風(fēng)荷載：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值揚中市地區(qū)基本風(fēng)壓（n=50）:（建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)附錄D.4）離地面高度20米位置D類地區(qū)：風(fēng)振系數(shù)體型系數(shù)：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算：5.1.3 .雪荷載：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值揚中市地區(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)0.389=-0.3446 KN

8、/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=12.2 KN平均載荷：12.2 KN/30.1 m =0.405KN/ m本項目需配置10個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單位面積受力：