混凝土屋面光伏支架及基礎(chǔ)計(jì)算書2018

1、 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)算書1 項(xiàng)目概述1.1 項(xiàng)項(xiàng)目信息息表1.1-1 項(xiàng)目主主要信息息1項(xiàng)目類型混凝土屋頂頂固定式式光伏電電站（9799kW）2項(xiàng)目地點(diǎn)湖北武漢3組件尺寸2094mmm*110388mm*35mmm4組件重量23.5kkg每件5組件傾角106設(shè)計(jì)基本風(fēng)風(fēng)壓0.35KKpa（50年重現(xiàn)現(xiàn)期）GB500009-201127基本雪壓0.5Kppa（50年重現(xiàn)現(xiàn)期）GB500009-201128場(chǎng)地類型B類GB500009-201121.2 設(shè)設(shè)計(jì)采用用標(biāo)準(zhǔn)（1）建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范（GB5500009-220122）（2）光光伏發(fā)電電站設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范（GB5507

2、997-220122）（3）光光伏支架架結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范范（NB/T1001155-20018）（4）混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）（5）鋼鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（GBB500017-20117）2 支架及及基礎(chǔ)布布置形式式2.1 支支架及基基礎(chǔ)典型型布置圖圖圖2.1-1 支架及及基礎(chǔ)典典型布置置圖2.2 支支架及基基礎(chǔ)剖面面圖圖2.2-1 支架及及基礎(chǔ)剖剖面圖3 主要材材料及許許用應(yīng)力力值3.1 支支架主要要材料表3.1-1 支架主主要材料料信息序號(hào)名稱尺寸（mmm）材料1前立柱基礎(chǔ)礎(chǔ)400*3000C302后立柱基礎(chǔ)礎(chǔ)600*3000C303U型地腳螺螺栓M12*UU200

3、0*11104立柱U51*441*22.5Q235BB5斜梁U51*441*22.5Q235BB6檁條U51*441*22.0Q235BB7斜撐U41*441*22.0Q235BB8背拉桿L30X33.0Q235BB3.2 構(gòu)構(gòu)件截面面尺寸表3.2-1 構(gòu)件截截面尺寸寸信息構(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 材材料屬性性表3.3-1 材料屬屬性信息息Q235BB （ 166mm）Q355BB （ 166mm）極限抗拉強(qiáng)強(qiáng)度fu = 3775 MMPafu = 4770 M

4、MPa最小屈服強(qiáng)強(qiáng)度fy = 2335 MMPafy = 3445 MMPa密度7850 kg/m37850 kg/m3楊氏模量2060000MPPa2060000MPPa3.4 許許用應(yīng)力力設(shè)計(jì)值值表3.4-1 許用應(yīng)應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)值信息息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)設(shè)計(jì)4.1 荷荷載分類類根據(jù)屋頂光光伏支架架承受的的荷載，以以下幾種種荷載將將被考慮慮。（1）永久久荷載 (GG)永久荷載包包括光伏伏支架自自重（2）活荷荷載 (LL

5、)作用在光伏伏支架上上的活荷荷載在此此忽略（3）風(fēng)荷荷載 (WW)風(fēng)作用在光光伏組件件上產(chǎn)生生的風(fēng)荷荷載（4）雪荷荷載 (SS)雪作用在光光伏支架架上的產(chǎn)產(chǎn)生的雪雪荷載4.2 荷荷載組合合光伏支架結(jié)結(jié)構(gòu)根據(jù)據(jù)使用過過程中在在結(jié)構(gòu)上上可能同同時(shí)出現(xiàn)現(xiàn)的荷載載，按承承載能力力極限狀狀態(tài)和正正常使用用極限狀狀態(tài)進(jìn)行行荷載組組合，并并取各自自最不利利的組合合進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)。荷荷載組合合按照建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范（GB50009-2012）。（1）荷載載組合及及分項(xiàng)系系數(shù)基本組合：1.2D+1.44* WWP+00.988*Spp1.0*DD+1.4*WWs1.2D+0.884 * WPP+1.4*SSp標(biāo)準(zhǔn)

6、組合：D+WP+0.77SpD+WsD+0.66WP+Sp注：D =永久荷荷載；WP =風(fēng)壓荷荷載；Ws =風(fēng)吸荷荷載；Sp =雪荷載載；（2）D 永久荷荷載永久荷載包包含光伏伏支架結(jié)結(jié)構(gòu)自重重及光伏伏組件自自重。D=Dm+Gk注：Dm =單塊光光伏組件件自重；Gk =支架自自重；Dm=233.5kkg*99.8NN/kgg=2330.33NGk =支支架自重重，由SAPP20000有限元元模型自自動(dòng)計(jì)算算（3）W 風(fēng)荷載載1）風(fēng)荷載載計(jì)算參參數(shù)選擇擇依據(jù)圖4.2-1 基本風(fēng)風(fēng)壓選擇擇圖4.2-2 風(fēng)壓高高度變化化系數(shù)的的選擇2）風(fēng)荷載載參數(shù)結(jié)構(gòu)類型：屋面支支架地面粗糙度度類別：B基本風(fēng)壓（5

7、0年重現(xiàn)現(xiàn)期）：W0=0.35KKpa風(fēng)壓高度變變化系數(shù)數(shù)：z = 1.113風(fēng)荷載體型型系數(shù)：s1=11.3，s2=-1.33風(fēng)振系數(shù)：3）風(fēng)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值計(jì)算風(fēng)吸風(fēng)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值：=1.0*（-1.3）*1.13*0.335=-0.5514KKpa風(fēng)壓風(fēng)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值：=1.0*（1.3）*1.13*0.335=00.5114Kppa（4）S 雪荷載載1）雪荷載載參數(shù)結(jié)構(gòu)類型：屋面支支架基本雪壓（50年重現(xiàn)現(xiàn)期）：S0 =00.500Kpaa積雪分布系系數(shù)：積雪荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值（10）：Sk=0.550Kppa5 構(gòu)件計(jì)計(jì)算及校校核5.1 構(gòu)構(gòu)件線荷荷載計(jì)算算構(gòu)件線荷載載（N/mmm）1.永久

8、荷荷載線荷荷載計(jì)算算2.風(fēng)吸荷荷載線密密度計(jì)算算3.風(fēng)壓荷荷載線密密度計(jì)算算4.雪荷載載線密度度計(jì)算5.2 結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)校核設(shè)計(jì)有限元軟件設(shè)計(jì)有限元軟件SAP 2000控制作用組合1.2D+1.4* WP+0.98*Sp最大應(yīng)力比 0.4031，滿足設(shè)計(jì)要求6 混凝土土基礎(chǔ)尺尺寸校核核6.1 混混凝土基基礎(chǔ)尺寸寸選擇前立柱基礎(chǔ)礎(chǔ)：4000*3000后立柱基礎(chǔ)礎(chǔ)：6000*30006.2 混混凝土基基礎(chǔ)尺寸寸校核圖6.2-1 支架基基礎(chǔ)受力力圖（1）以22x6陣列為為例，6個(gè)前混混凝土基基礎(chǔ)、6個(gè)后混混凝土基基礎(chǔ)（2）各受受力值計(jì)計(jì)算前立柱基礎(chǔ)礎(chǔ)自重G1=6*33.144*0.20*0.220*

9、00.300*25500*9.88=55539NN后立柱基礎(chǔ)礎(chǔ)自重G3=6*33.144*0.30*0.330*00.300*25500*9.88=1224633N支架自重約約g1= 255kg*9.88 kgg/N*2*66=29940NN組件自重約約g2=23.5kgg*9.8 kkg/NN*2*6=227644NG2=g11+g22=29940+27664=557044ND=G2/（2*66*2.0944*1.0388）/10000=0.2219KKpaF1=（-0.5514）*2*6*22.0994*11.0338=113.441kNNWP=0.5144KpaaWs=-00.5114K

10、ppaSp=0.5Kppa標(biāo)準(zhǔn)組合：D+WP+0.77SpD+WsD+0.66WP+Sp（3）抗拔拔配重計(jì)計(jì)算1）荷載組組合系數(shù)數(shù)恒載組合系系數(shù)=11.0風(fēng)壓組合系系數(shù)=11.42）荷載組組合組合后荷載載Nk=1.00*0.2199*2*6*22.0994*11.0338+11.4*（-0.5144）*2*6*22.0994*11.0338 =-133.0557kNN3）混凝土土基礎(chǔ)重重量Gk=G1+G3=55339N+124463NN=1880022N4）抗拔配配重比較較Gk/Nkk=1880022/1330577=1.38 滿足要要求（4）抗傾傾覆穩(wěn)定定性計(jì)算算1）外部荷荷載傾覆覆彎矩M1

11、=F1xx0.888=1134110*00.888=1118000.8NN*m2）支架抗抗傾覆彎彎矩M2=G1xx0.115+GG2x00.7339+GG3x11.3228=2215996.997 NN*m3）抗傾覆覆系數(shù)K=MM2/MM1=2215996.997/1118000.88=1.83 滿足抗抗傾覆計(jì)計(jì)算要求求。（5）抗滑滑移計(jì)算算1）組合后后荷載Nk=-133.0557kNN*coos100=-128858.63NN2）混凝土土基礎(chǔ)重重量Gk=180002NN3）基礎(chǔ)底底部水平平力Hk=130057NN*siin100=222677.322N4）基礎(chǔ)抗抗滑移系系數(shù)Kh=（Nk+Gk）*um/Hkk=（180002-128858.63）*0.5/222677.322=1.13 滿足要要求7 光伏支支架增加加屋面荷荷載計(jì)算算7.1 計(jì)計(jì)算模型型的選擇擇以2x6陣陣列為例例，6個(gè)前混混凝土基基礎(chǔ)、6個(gè)后混混凝土基基礎(chǔ)7.2 各各荷載計(jì)計(jì)算（1）支架架自重：g1= 255kg*9.88 kgg/N*2*66=29940NN（2）組件件自重：g2=23.5kgg*9.8 kkg/NN*2*6=227644N（3）混凝凝土基礎(chǔ)礎(chǔ)自重：前立柱基礎(chǔ)礎(chǔ)自重G1=6*33.144*0.20*0.220*00.300*