光伏板支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

T/CECSxxx-2022

中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)

光伏板支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

Technicalspecificationforphotovoltaic-panelsupportstructure

(征求意見(jiàn)稿)

中國(guó)建筑工業(yè)出版社

1總則

1.0.1為規(guī)范光伏板支承結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)中的應(yīng)用，做到安全適

用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工、確保質(zhì)量，制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于新建、擴(kuò)建或改建等光伏板支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、

施工和驗(yàn)收。

1.0.3光伏板支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收，除應(yīng)符合本規(guī)程外，

尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

【條文說(shuō)明】目前光伏板支架以剛性構(gòu)件支承與索支承結(jié)構(gòu)居多，

故本規(guī)程主要規(guī)范這兩類(lèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收等規(guī)定。光伏

板索支承結(jié)構(gòu)是最近十年發(fā)展較快的一種結(jié)構(gòu)形式，其工程量應(yīng)

用快速增長(zhǎng)，是本規(guī)程關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)于光伏板索支承結(jié)構(gòu)，其

要解決的核心問(wèn)題是索結(jié)構(gòu)的選型、風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)計(jì)算與設(shè)計(jì)、

索支承結(jié)構(gòu)施工等。隨著光伏板索支承結(jié)構(gòu)跨度的增大，光伏板

從早期的單索結(jié)構(gòu)體系逐步向索桁架等組合結(jié)構(gòu)體系發(fā)展，給索

支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)增加了諸多選擇。因此，本規(guī)程中也給出了許多

索支承結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，可供索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用。

·1·

2術(shù)語(yǔ)和符號(hào)

2.1術(shù)語(yǔ)

2.1.1光伏板photovoltaicpanel

一種以半導(dǎo)體材料（如硅）制成的薄身固體板、可以利用太

陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電的裝置。

2.1.2剛性支承結(jié)構(gòu)rigidmember-supportedstructures

以鋼構(gòu)件、鋼-混凝土組合構(gòu)件及混凝土構(gòu)件作為光伏板主要

支承單元的結(jié)構(gòu)。

2.1.3索支承結(jié)構(gòu)cable-supportedstructures

以鋼索或拉桿為主要受力構(gòu)件、用于支承光伏板的結(jié)構(gòu)。

2.1.4橫向結(jié)構(gòu)structuressubjectedtotransverseloading

在剛性結(jié)構(gòu)中，橫向結(jié)構(gòu)指作用在光伏板面上的風(fēng)荷載水平

分力方向?qū)?yīng)的承力體系。在索支承結(jié)構(gòu)中，橫向結(jié)構(gòu)指索結(jié)構(gòu)

跨度方向?qū)?yīng)的承力體系。

2.1.5縱向結(jié)構(gòu)structuressubjectedtolongitudinalloading

在剛性結(jié)構(gòu)中，縱向結(jié)構(gòu)指光伏板面上風(fēng)荷載水平分力為零

對(duì)應(yīng)的承力體系，并與橫向結(jié)構(gòu)方向垂直。在索支承結(jié)構(gòu)中，縱

向結(jié)構(gòu)指與索結(jié)構(gòu)跨度方向垂直的承力體系。

2.1.6單索結(jié)構(gòu)parallelcablestructure

僅以水平獨(dú)立平行設(shè)置的索組成的索結(jié)構(gòu)。

2.1.7自平衡索桁架self-balancingcabletruss

一種以拉索作為上下弦、鋼梁為縱向構(gòu)件、中間連接撐桿所

組成的自平衡結(jié)構(gòu)體系。

2.1.8張弦梁beamstringstructure

一種以剛性構(gòu)件作上弦、柔性拉索作下弦、中間連以撐桿所

組成的結(jié)構(gòu)體系。

2.1.9索桁架結(jié)構(gòu)cabletruss

·2·

一種由三角形剛性支撐架（或連接索）、上下弦索、兩端錨固

結(jié)構(gòu)組成的張拉結(jié)構(gòu)體系。

2.1.10承重索bearingcableforresistingdownload

索結(jié)構(gòu)中用于承受重力荷載的下垂索稱(chēng)承重索。

2.1.11穩(wěn)定索stablecableforresistingup-windload

在索結(jié)構(gòu)中用于承受風(fēng)吸力或協(xié)同承重索共同受力的拉索稱(chēng)

穩(wěn)定索。

2.1.12阻尼索dampingcable

在拉索中串聯(lián)彈簧或設(shè)置其他阻尼元件的受拉構(gòu)件，其一端

與承重索連接，另一端與地面基礎(chǔ)連接等。

2.2符號(hào)

2.2.1材料性能

E——索體材料的彈性模量；

Ftk——拉索的極限抗拉力標(biāo)準(zhǔn)值。

2.2.2幾何參數(shù)

L——光伏板索支承結(jié)構(gòu)的跨度；

α——光伏板傾角。

2.2.3計(jì)算指標(biāo)

Sd——作用組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值；

Rd——構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值；

C——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值；

F——拉索的抗力設(shè)計(jì)值；

0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；

RE——構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)；

R——拉索的抗力分項(xiàng)系數(shù)；

pi——拉索的預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)系數(shù)。

·3·

2.2.4風(fēng)荷載

w0——基本風(fēng)壓；

wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；

z——高度z處的風(fēng)振系數(shù)；

s——風(fēng)荷載體型系數(shù)；

z——風(fēng)壓高度變化系數(shù)。

·4·

3材料

3.1鋼材

3.1.1光伏板支承結(jié)構(gòu)的鋼材選用應(yīng)符合現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》

GB55006、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017、《冷彎薄壁型鋼技術(shù)規(guī)

范》GB50018中相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別符合現(xiàn)行國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591

的規(guī)定，且質(zhì)量等級(jí)不應(yīng)低于B級(jí)。

3.1.2支承結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，鋼材力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)符合

現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的規(guī)定。

3.1.3支承結(jié)構(gòu)采用冷彎型材時(shí)，鋼材力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行

《冷彎型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018的規(guī)定。

3.1.4處于外露環(huán)境且對(duì)耐腐蝕有特殊要求，或處于侵蝕性介質(zhì)

環(huán)境中的光伏板支承結(jié)構(gòu)，可采用與第3.1.1條中相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的

耐候結(jié)構(gòu)鋼，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T

4171和《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》GB/T4172的規(guī)定。

3.2連接材料

3.2.1光伏板支承結(jié)構(gòu)中連接用螺栓的選用應(yīng)符合下列要求：

1根據(jù)使用要求的不同，連接螺栓可以選用普通螺栓、摩

擦型高強(qiáng)螺栓和承壓型高強(qiáng)螺栓。螺栓選用應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017的規(guī)定；

2承受反復(fù)荷載作用的螺栓不應(yīng)采用膨脹自鎖連接形式。

3根據(jù)使用環(huán)境的不同，螺栓需做好相應(yīng)的防腐設(shè)計(jì)和構(gòu)造

處理。

3.2.2焊接材料的選用應(yīng)與結(jié)構(gòu)主材相匹配，并符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)

準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017和《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661

的規(guī)定。

·2·

3.3鋼索

3.3.1索支承結(jié)構(gòu)的鋼索可選用鋼絲束、鋼絞線(xiàn)、鋼絲繩或鋼拉

桿，其性能與選用應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《索結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ257

的規(guī)定。

3.3.2鋼絲束的性能與選用應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

1鋼絲束宜采用半平行鋼絲束，其質(zhì)量、性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)

家標(biāo)準(zhǔn)《斜拉橋熱擠聚乙烯高強(qiáng)鋼絲拉索》GB/T18365的規(guī)定。

2鋼絲束的極限抗拉強(qiáng)度宜選用1670MPa、1770MPa、

1860MPa、1960MPa等。

3.3.3鋼絞線(xiàn)的性能與選用應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

1鋼絞線(xiàn)可分別采用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線(xiàn)、鋅-5%-鋁-稀

土合金鍍層鋼絞線(xiàn)、不銹鋼鋼絞線(xiàn)或多根鋼絞線(xiàn)組合截面形式。

鋼絞線(xiàn)的質(zhì)量、性能應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞

線(xiàn)》GB/T5224、《高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線(xiàn)》YB/T152、

《建筑結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度鋼絞線(xiàn)》GB/T33026、《建筑工程用鋅-5%-

鋁-稀土合金鍍層鋼絞線(xiàn)》YB/T4542的規(guī)定。

2鋼絞線(xiàn)的極限抗拉強(qiáng)度可選用1570MPa、1670MPa、1720

MPa、1770MPa、1860MPa或1960MPa等級(jí)別。

3不銹鋼絞線(xiàn)的質(zhì)量、性能、極限抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)《不銹鋼鋼絞線(xiàn)》GB/T25821的規(guī)定。不銹鋼鋼絞線(xiàn)的極限

抗拉強(qiáng)度可選用1180MPa、1320MPa、1420MPa、1520MPa等級(jí)

別。

3.3.4鋼絲繩的性能與選用應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

1鋼絲繩的質(zhì)量、性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼絲繩通用技

術(shù)條件》GB/T20118的規(guī)定，密封鋼絲繩的質(zhì)量、性能應(yīng)符合

現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《密封鋼絲繩》YB/T5295的規(guī)定。

2鋼絲繩宜采用密封鋼絲繩、單股鋼絲繩截面形式。鋼絲繩

·3·

應(yīng)由繩芯和鋼絲股組成，結(jié)構(gòu)用鋼絲繩應(yīng)采用無(wú)油鍍鋅鋼芯鋼絲

繩。

3.3.5鋼拉桿桿體的性能與選用應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

1鋼拉桿的質(zhì)量、性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼拉桿》GB/T

20934的規(guī)定。

2合金鋼鋼拉桿的屈服強(qiáng)度可選用345MPa、460MPa、

550MPa、650MPa、750MPa、850MPa、1100MPa等級(jí)別。

3不銹鋼鋼拉桿的桿體規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度可選用205MPa、

400MPa、725MPa、835MPa、1080MPa等級(jí)別。

3.3.6索體材料的彈性模量宜由試驗(yàn)確定。在未進(jìn)行試驗(yàn)的情況下，

索體材料的彈性模量可按表3.3.6取值。

表3.3.6索體彈性模量

索體類(lèi)型彈性模量(N/mm2)

鋼絲束（1.9~2.0）×105

鋼鋅-5%-鋁-稀土合金鍍層(1.55~1.65)×105

絞鋼絞線(xiàn)

線(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線(xiàn)（1.85~1.95）×105

鋼密封鋼絲繩(1.55~1.65)×105

絲單股鋼絲繩1.4×105

繩多股鋼絲繩1.1×105

鋼拉桿2.06×105

【條文說(shuō)明】鋼索選用按照《索結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ257規(guī)定執(zhí)

行。

3.3.7非低松弛索體（鋼絲繩、不銹鋼鋼絞線(xiàn)等）在下料前應(yīng)進(jìn)

行預(yù)張拉。預(yù)張拉力值宜取鋼索抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的55％，持荷時(shí)

間不應(yīng)少于1h，預(yù)張拉次數(shù)不應(yīng)少于2次。

·4·

4結(jié)構(gòu)選型

4.1一般規(guī)定

4.1.1光伏板支承結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其應(yīng)用范圍、工程類(lèi)型、場(chǎng)地條件、

荷載作用情況以及跨度要求等，選用下列結(jié)構(gòu)形式：

1剛性支承結(jié)構(gòu)；

2索支承結(jié)構(gòu)。

4.1.2光伏板支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除應(yīng)考慮橫向結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度

和穩(wěn)定性外，還應(yīng)考慮縱向結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

【條文說(shuō)明】對(duì)于光伏板支承結(jié)構(gòu)，無(wú)論是剛性結(jié)構(gòu)，還是索結(jié)

構(gòu)，均涉及到橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)的承載力設(shè)計(jì)。對(duì)于光伏板剛

性支承結(jié)構(gòu)，橫向結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定設(shè)計(jì)尤其重要；對(duì)于

索支承結(jié)構(gòu)，橫向結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要考慮豎向重力恒載、豎向活

載以及風(fēng)荷載作用的豎向效應(yīng)，縱向結(jié)構(gòu)主要包括邊柱或中柱沿

縱向形成的承重結(jié)構(gòu)體系，主要用于承擔(dān)光伏板風(fēng)載作用的縱向

水平分量。要特別注意，索結(jié)構(gòu)的橫向和縱向承力設(shè)計(jì)同等重要，

均應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定計(jì)算要求。

4.1.3剛性支承結(jié)構(gòu)可以采用鋼梁、鋼柱、鋼框（排）架、鋼桁

架、鋼管混凝土及混凝土構(gòu)件，適合應(yīng)用于地勢(shì)比較平坦的光伏

板工程。

4.1.4索支承結(jié)構(gòu)對(duì)地形地勢(shì)適應(yīng)性較強(qiáng)，可以跨越河流、溝壑

以及各種障礙物，適應(yīng)建在山地、湖泊、魚(yú)塘、河道、水處理廠

等場(chǎng)地上空的光伏板工程。

4.1.5在既有建筑屋面、屋頂或墻面上直接鋪設(shè)光伏板，不應(yīng)該

影響建筑使用功能，同時(shí)應(yīng)避免原屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)遭受破壞而引起

開(kāi)裂、滲漏等。

4.1.6在既有建筑屋面、屋頂設(shè)置光伏板支承結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列

·5·

規(guī)定：

1當(dāng)采用剛性支承結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮支承結(jié)構(gòu)生根對(duì)建筑主體

結(jié)構(gòu)的影響，應(yīng)驗(yàn)算建筑主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定承載力。

2在建筑屋面（頂）或相鄰兩個(gè)單體建筑之間采用索支承結(jié)

構(gòu)，除應(yīng)對(duì)主體建筑進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定計(jì)算外，宜對(duì)既有建

筑結(jié)構(gòu)的安全進(jìn)行鑒定。既有建筑應(yīng)能承擔(dān)光伏板支承結(jié)構(gòu)傳遞

的附加作用（風(fēng)荷載、雪、裹冰、地震和溫度作用等），其不僅應(yīng)

滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求，也應(yīng)符合既有建筑改造、加

固等國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

【條文說(shuō)明】在屋面（頂）和墻面設(shè)置光伏板，要考慮對(duì)建筑使

用功能的影響，還應(yīng)要考慮對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)承載力的

影響。直接在屋頂或墻面設(shè)置光伏板，應(yīng)考慮光伏板自重、風(fēng)荷

載和雪荷載效應(yīng)對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)承載力的影響，應(yīng)計(jì)

算其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定承載力。架設(shè)在屋頂或兩個(gè)單體建筑之間

的索支承結(jié)構(gòu)，考慮到兩個(gè)單體建筑之間的距離較大，拉索跨越

較大的空間，其索力會(huì)較大，對(duì)主體結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的不利作用。

為此，除應(yīng)對(duì)既有建筑進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定承載力計(jì)算外，也

應(yīng)該考慮建筑的剩余使用年限，宜對(duì)既有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全鑒定。

4.2剛性支承結(jié)構(gòu)

4.2.1光伏板剛性支承結(jié)構(gòu)由橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)組成，二者均

應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

4.2.2橫向結(jié)構(gòu)可采用單柱懸臂結(jié)構(gòu)、門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)，

也可采用多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)等，見(jiàn)圖4.2.1。

11111

3

22

222

5

43343

433

3

34

·6·

(a)單柱懸臂結(jié)構(gòu)（b）門(mén)架結(jié)構(gòu)（c）框架-支撐結(jié)構(gòu)

1111

2222

35544

3

44

(d)多跨結(jié)構(gòu)

圖4.2.1光伏板剛性支承結(jié)構(gòu)類(lèi)型與組成（橫向結(jié)構(gòu)）

1:光伏板；2:斜梁；3：支承柱；4：斜拉索；5：支撐

【條文說(shuō)明】光伏板剛性支承結(jié)構(gòu)由橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)組成。

橫向結(jié)構(gòu)主要用于承擔(dān)豎向重力荷載及風(fēng)荷載作用在光伏板上的

水平分力與豎向分力，縱向結(jié)構(gòu)主要用于抵抗（邊柱縱向結(jié)構(gòu)）

縱向荷載作用，類(lèi)似于輕型房屋門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的縱向支撐體系，

主要由縱向剛性系桿與斜向支撐或柔性交叉支撐組成，以便提高

結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

4.2.3縱向結(jié)構(gòu)可以由在支承柱柱頂設(shè)置剛性系桿及柱間支撐組

成，其柱間支撐可采用剛性支撐或柔性支撐。

4.3索支承結(jié)構(gòu)

4.3.1索支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型應(yīng)包括橫向結(jié)構(gòu)、縱向結(jié)構(gòu)及阻尼索、

穩(wěn)定索等。橫向結(jié)構(gòu)主要承擔(dān)豎向重力荷載和索力作用，索力主

要源于索初始預(yù)應(yīng)力、光伏板重力荷載及風(fēng)載等作用?？v向結(jié)構(gòu)

主要承擔(dān)光伏板上風(fēng)載的縱向水平分力，同時(shí)應(yīng)有足夠的剛度和

承載力以保證橫向結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4.3.2橫向結(jié)構(gòu)可采用單索、索桁架、張弦梁等結(jié)構(gòu)，其在跨度

兩端應(yīng)與錨固結(jié)構(gòu)可靠連接。錨固結(jié)構(gòu)主要用于承擔(dān)橫向索的水

平分力與豎向分力，可采用鋼柱、鋼管混凝土柱、混凝土柱等，

·7·

或者錨固在縱向結(jié)構(gòu)上。

4.3.3橫向單索結(jié)構(gòu)（圖4.3.3-1和圖4.3.3-2）可采用由橫向索（承

重索）、邊柱、斜拉錨索或內(nèi)側(cè)斜撐桿等構(gòu)件組成。橫向索錨固在

邊柱柱頂或邊柱頂部的縱向鋼梁上，縱向邊梁（或桁架）放置在

邊柱柱頂或側(cè)邊，且與邊柱可靠連接。橫向剛度由邊柱、斜拉索

或內(nèi)側(cè)撐桿或內(nèi)外側(cè)撐桿提供，此時(shí)邊柱與基礎(chǔ)可采用鉸接連接。

512

3

4

5

12

3

6

5

12

3

67

圖4.3.3-1單索結(jié)構(gòu)（跨度方向）與邊柱支撐

1:光伏板；2:單索；3：邊柱；4：斜拉錨索；5：邊梁（或托梁）；6：內(nèi)斜

撐桿；7：外斜撐桿

12

3

河道

圖4.3.3-2設(shè)置在河道上空的單索結(jié)構(gòu)（跨度方向）

·8·

1:光伏板；2:單索；3：混凝土柱或混凝土支墩

4.3.4對(duì)于大跨度橫向單索結(jié)構(gòu)，宜在跨內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)中柱

以縮減跨度，中柱的數(shù)量依據(jù)設(shè)計(jì)確定（圖4.3.4a）。在中柱兩側(cè)

應(yīng)設(shè)置斜拉索或剛性斜撐桿以降低結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)倒塌破壞的風(fēng)險(xiǎn)

（圖4.3.4b）。橫向承重索不宜斷開(kāi)，應(yīng)與中柱或縱向梁或縱向桁

架通過(guò)索夾可靠連接。

3

32

211

4

4

5

(a)中柱設(shè)置為搖擺柱(b)中柱設(shè)置斜拉索或斜撐桿

圖4.3.4單索結(jié)構(gòu)（跨度方向）在跨內(nèi)設(shè)置中柱

1：光伏板；2：橫向索；3：縱向梁；4：搖擺柱；5：斜拉索或斜撐桿

4.3.5橫向結(jié)構(gòu)采用平行單索結(jié)構(gòu)時(shí)，光伏板可連續(xù)布置（圖

4.3.5）。此時(shí)應(yīng)沿橫向間隔一定距離設(shè)置多道縱向水平穩(wěn)定索，以

協(xié)調(diào)橫向承重索之間受力及變形作用。

A

4

1A2

6

523A-A

(a)橫剖面

1

3

2

7

5

(b)縱剖面（縱向水平穩(wěn)定索布置）

圖4.3.5平行單索結(jié)構(gòu)與光伏板連續(xù)布置

1:光伏板；2:單索；3：穩(wěn)定索；4：邊梁（或托梁）；5：斜拉錨索；6：邊

·9·

柱（橫剖面）；7：邊柱（縱剖面）

4.3.6在橫向結(jié)構(gòu)跨度要求較大時(shí)，可選擇索桁架結(jié)構(gòu)（圖4.3.6）。

索桁架由兩道上弦平行索、一道下弦平行索及二者之間的倒三角

形撐桿連接組成。索桁架兩端錨固在邊柱或縱向邊梁上，宜在跨

中設(shè)置穩(wěn)定索（下拉索）并錨固至基礎(chǔ)，或設(shè)置串聯(lián)彈簧的拉索

錨固至基礎(chǔ)，或者在拉索端頭配置恒載等。

A12

74

A3

62A-A

5

84

3

(a)下凹式索桁架

1

A2

74

A

3

2A-A

65

84

3

(b)平行弦索桁架

圖4.3.6橫向承重索桁架示意圖

1：光伏板；2：上弦索；3：下弦索；4：三角支撐架；5：下拉索；6：邊

柱；7：邊梁（托梁）；8：斜拉錨索

4.3.7橫向索桁架可跨越較大的空間，適合在較大空間內(nèi)不能設(shè)

置豎向支承柱的情況。當(dāng)索桁架跨越多個(gè)橫向中柱或多個(gè)縱向梁

時(shí)，上弦橫向索應(yīng)與中柱連接，見(jiàn)圖4.3.7。

A

6

142

A3

52A-A

4

3

圖4.3.7橫向承重索桁架與中柱連接示意

·10·

1：光伏板；2：上弦索；3：下弦索；4：三角支撐架；5：中柱；6：中梁

4.3.8除了多個(gè)橫向承重索桁架獨(dú)立存在的索結(jié)構(gòu)外，也可通過(guò)

縱向設(shè)置交叉索連接各個(gè)承重索，以協(xié)調(diào)承重索之間的相互作用，

如圖4.3.8所示。

1

2

4

75

63

圖4.3.8多個(gè)橫向承重索桁架之間的縱向連接示意（縱剖面）

1：光伏板；2：上弦索；3：下弦索；4：三角支撐架；5：交叉索；6：邊柱；

7：斜拉錨索

4.3.9在大跨度情況下，可采用圖4.3.9所示的橫向承重索與下拉

抗風(fēng)索相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。

6132

4

5

7

圖4.3.9橫向承重索桁架示意圖（正視圖）

1：光伏板；2：?jiǎn)嗡鳎?：下拉索；4：穩(wěn)定索；5：邊柱；6：邊梁（托梁）；

7：斜拉錨索

【條文說(shuō)明】對(duì)于橫向大跨度結(jié)構(gòu)，通過(guò)設(shè)置橫向穩(wěn)定索提高抵

抗風(fēng)吸力的能力。此時(shí)，由于下拉索的存在，其承重索桁架的剛

度獲得極大地提高，進(jìn)而減少風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)幅值。

4.3.10縱向結(jié)構(gòu)主要由邊柱、縱向梁（縱向剛性系桿或縱向桁架）

及柱間支撐組成（圖4.3.10），其柱間支撐可采用剛性支撐或柔性

·11·

交叉支撐。

1

3

2

45

圖4.5.2縱向結(jié)構(gòu)組成及柱間支撐

1：光伏板；2：邊柱；3：縱向梁；4：剛性支撐；5：柔性支撐

4.3.11橫向跨內(nèi)設(shè)置縱向結(jié)構(gòu)，其選型主要應(yīng)依據(jù)地形情況、風(fēng)

荷載、結(jié)構(gòu)跨度等因素綜合確定，可選用連續(xù)多跨結(jié)構(gòu)，主要包

括縱向托梁、桁架（圖4.3.11ab）、張弦梁（圖4.3.11c）、自平衡

索桁架（圖4.3.11d）、索桁架（圖4.3.11def）等。

1

AB

AB

23

4

A-AB-B

(a)縱向托桁架（桁架端部剛接）

A1B

B

A23

4

5

A-AB-B

(b)縱向托桁架（桁架端部鉸接）

1

AB

66

77

A8B8

54

A-AB-B

(c)縱向張弦梁

·12·

1

910

8

4

5

(d)縱向自平衡索桁架

18

8

7

8

4

5

(e)縱向索桁架（張力結(jié)構(gòu)）

1

8

78

8

4

5

(f)縱向索桁架（張力結(jié)構(gòu)）

18

8

87

4

5

(g)縱向索桁架（張力結(jié)構(gòu)）

圖4.3.11縱向結(jié)構(gòu)類(lèi)型及組成

1：光伏板；2：平面托桁架；3：三角托桁架；4：邊柱；5：斜拉錨索；6：

縱向梁；7：撐桿；8：拉索；9：主壓桿；10：橫撐桿

【條文說(shuō)明】橫向跨內(nèi)設(shè)置縱向托梁，主要為橫向索結(jié)構(gòu)提供支

撐作用，可以使結(jié)構(gòu)跨越障礙物或?qū)崿F(xiàn)大空間目的?？v向托梁的

結(jié)構(gòu)形式多種多樣，跨度不大時(shí)可采用實(shí)腹式鋼梁，跨度較大時(shí)

可采用桁架、張弦梁、自平衡索桁架和索桁架等結(jié)構(gòu)型式，以實(shí)

·13·

現(xiàn)跨越更大的空間。

4.3.12在跨度較大或風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)比較顯著的橫向索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中，宜設(shè)置穩(wěn)定索或阻尼索。穩(wěn)定索或阻尼索一端與承重索連接，

另一端錨固至基礎(chǔ)，宜布置在豎向變形較大的區(qū)域。對(duì)于串聯(lián)彈

簧的拉索或者端部帶配重（恒值）的拉索，也可等效為阻尼索使

用。

【條文說(shuō)明】設(shè)置穩(wěn)定索或者阻尼索主要用于降低風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)

（應(yīng)力與變形幅值），穩(wěn)定索與承重索互相關(guān)聯(lián)，前者給后者施加

一個(gè)向下的壓力或拉力，從而保證索結(jié)構(gòu)受風(fēng)載抬起時(shí)，其承重

索具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，而阻尼索是通過(guò)消耗能量或轉(zhuǎn)移能

量而降低索結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。穩(wěn)定性或阻尼索一端可直接連接承

重索，另一端連接于基礎(chǔ)或錨固于地面巖石。穩(wěn)定性或阻尼索需

要施加適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力，確保索結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)不松弛。穩(wěn)定索可垂直

布置，也可沿索結(jié)構(gòu)縱向水平布置。穩(wěn)定索連接多道橫向承重索，

主要用于協(xié)調(diào)不同橫向承重索之間在振動(dòng)時(shí)的變形及索力變化，

進(jìn)而達(dá)到降低索結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)幅值的目的。

4.3.13評(píng)估阻尼索的減振作用時(shí)，應(yīng)建立整體有限元模型通過(guò)風(fēng)

致動(dòng)力效應(yīng)時(shí)程分析確定，或者通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)研究或工程經(jīng)驗(yàn)確

定。

【條文說(shuō)明】工程實(shí)踐證明，在承重索結(jié)構(gòu)中設(shè)置阻尼索或穩(wěn)定

索可顯著降低索結(jié)構(gòu)的風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)。但是，設(shè)置阻尼索的風(fēng)致

動(dòng)力效應(yīng)分析比較復(fù)雜，目前還沒(méi)有合適的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。工程

設(shè)計(jì)特別需要時(shí)，可采用風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)分析或者風(fēng)洞試驗(yàn)研究或

者依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。

·14·

5結(jié)構(gòu)分析

5.1一般規(guī)定

5.1.1光伏板支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為25年，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)使用

年限不應(yīng)低于光伏板支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限。建筑光伏一體化

的光伏板支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)與一體化建筑主體結(jié)構(gòu)一致。

光伏板支承結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。

5.1.2光伏板支承結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防類(lèi)別應(yīng)為丁類(lèi)。建筑光伏一體化

的光伏板支承結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防類(lèi)別應(yīng)與一體化建筑主體結(jié)構(gòu)一致。

5.1.3光伏板剛性支承結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析可采用一階彈性分析。光伏

板索支承結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行初始預(yù)應(yīng)力態(tài)及荷載態(tài)作用分析，計(jì)算中均

應(yīng)考慮幾何非線(xiàn)性影響。

5.2荷載與作用組合

5.2.1光伏板支承結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮恒載、雪載、風(fēng)荷載、地震、溫度

作用和施工檢修荷載等。

5.2.2恒載根據(jù)支架、組件和固定在支架上的設(shè)備確定。雪載、

風(fēng)荷載和溫度作用應(yīng)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009中25

年一遇的荷載取值。地震作用計(jì)算應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB50011的規(guī)定。

5.2.3非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，荷載效應(yīng)組合按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

GB50009確定；抗震設(shè)計(jì)時(shí)，荷載效應(yīng)組合應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)

計(jì)規(guī)范》GB50011的規(guī)定。

·15·

5.3拉索預(yù)應(yīng)力計(jì)算

5.3.1索支承結(jié)構(gòu)僅在結(jié)構(gòu)自重與預(yù)應(yīng)力作用下對(duì)應(yīng)于的結(jié)構(gòu)形

態(tài)與力態(tài)可作為索結(jié)構(gòu)的初始態(tài)，結(jié)構(gòu)其他荷載效應(yīng)的計(jì)算應(yīng)以

初始態(tài)為基礎(chǔ)。

5.3.2光伏板索支承結(jié)構(gòu)的拉索應(yīng)施加合適的初始預(yù)應(yīng)力。拉索

預(yù)應(yīng)力水平的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：

1拉索預(yù)應(yīng)力水平需要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，保證索支承結(jié)構(gòu)具有

必要的剛度；

2確定拉索預(yù)應(yīng)力大小，主要應(yīng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)在靜力荷載作用下

或風(fēng)致動(dòng)力計(jì)算時(shí)的變形控制要求。變形控制值應(yīng)符合本規(guī)程6.2

條規(guī)定。

3在永久荷載控制的荷載組合作用下，拉索不得松弛；在可

變荷載控制的荷載組合作用下，索結(jié)構(gòu)不得因個(gè)別索的松弛而導(dǎo)

致結(jié)構(gòu)失效。

5.4風(fēng)荷載效應(yīng)計(jì)算

5.4.1垂直作用于光伏組件表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計(jì)算：

wwkzsz0(5.4.1)

2

式中：wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）；

z——高度z處的風(fēng)振系數(shù)；

s——高度z處的體型系數(shù)；

z——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

2

w0——基本風(fēng)壓（kN/m）。

5.4.2基本風(fēng)壓應(yīng)按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009規(guī)定的

方法確定，其重現(xiàn)期應(yīng)按本規(guī)程5.1.1條規(guī)定的使用年限采用，但

·16·

不得小于0.30kN/m2。

5.4.3風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB

50009的規(guī)定采用；對(duì)設(shè)置在建筑物或構(gòu)筑物頂部的光伏板支承

結(jié)構(gòu)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)采用實(shí)際高度處的數(shù)值。

5.4.4對(duì)于復(fù)雜地形環(huán)境的情況，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)

定進(jìn)行修正：

1對(duì)山峰和山坡等地形，應(yīng)根據(jù)山坡全高、坡度和光伏板距

地面的高度確定地形修正系數(shù)，其值不應(yīng)小于1.0；

2對(duì)山間盆地、谷口等閉塞地形，地形修正系數(shù)不應(yīng)小于0.75；

3對(duì)與風(fēng)向一致的谷口、山口，地形修正系數(shù)不應(yīng)小于1.2；

4其他情況，地形修正系數(shù)應(yīng)取1.0；

5.4.5風(fēng)荷載體形系數(shù)宜按下列規(guī)定采用：

1光伏組件的體型系數(shù)宜按表5.4.5的規(guī)定采用；

表5.4.5風(fēng)荷載體型系數(shù)表

類(lèi)型體型體型系數(shù)

α≤10o20o30o

μs1-1.5-1.8-2.0

傾斜

μ-0.6-1.0-1.2

平板s2

μs31.51.82.0

μs40.61.01.2

2對(duì)于陣列布置（陣列縱向間距小于支承高度，且投影面積

大于2020m2）的光伏板支承結(jié)構(gòu)，可分別對(duì)圖5.4.5規(guī)定的邊

緣區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和中心區(qū)域的體型系數(shù)進(jìn)行折減：當(dāng)傾角不大

于30o時(shí)，邊緣區(qū)域和中心區(qū)域的折減系數(shù)分別取1.0和0.4，過(guò)

渡區(qū)域則按行數(shù)進(jìn)行線(xiàn)性插值。

3對(duì)于設(shè)置在屋面（坡度不大于15o）的光伏板支承結(jié)構(gòu)，

風(fēng)荷載體型系數(shù)宜按下列規(guī)定計(jì)算：

·17·

（1）無(wú)女兒墻時(shí)，設(shè)置在屋面的光伏組件的體型系數(shù)應(yīng)小于

設(shè)置在地面的取值。其邊緣區(qū)域的組件整體體型系數(shù)在負(fù)風(fēng)壓時(shí)

取-1.2，正風(fēng)壓時(shí)取0.6；中間區(qū)域的組件整體體型系數(shù)在負(fù)風(fēng)壓

時(shí)取-0.6，正風(fēng)壓時(shí)取0.5；過(guò)渡區(qū)域則按行數(shù)進(jìn)行線(xiàn)性插值。

（2）當(dāng)女兒墻高度為0.4~1倍支承高度時(shí)，組件整體體型系

數(shù)在負(fù)風(fēng)壓時(shí)取-0.6，正風(fēng)壓時(shí)取0.5；當(dāng)女兒墻高度為2倍支承

高度時(shí)，組件整體體型系數(shù)在負(fù)風(fēng)壓時(shí)取-0.4，正風(fēng)壓時(shí)取0.3；

中間值按線(xiàn)性插值法計(jì)算。

1

第1行

4

第2行

2

第3行

3

5

第...行

3

第n-2行

2

第n-1行

第n行

1

圖5.4.5光伏板陣列分區(qū)示意圖

1：邊緣區(qū)；2：過(guò)渡區(qū)；3：中間區(qū)；4：承重索；5：邊梁

【條文說(shuō)明】上游組件（或遮蔽物）的遮擋效應(yīng)可以有效降低下

游組件的平均風(fēng)壓。本條文對(duì)于設(shè)置在地面的光伏陣列通過(guò)中間

區(qū)域和過(guò)渡區(qū)域的折減系數(shù)以考慮上游組件的遮擋效應(yīng)，對(duì)于設(shè)

置在屋面的光伏陣列的整體體型系數(shù)同樣考慮了女兒墻的遮擋效

應(yīng)，可有效提高光伏板支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

5.4.6對(duì)于體型或周?chē)h(huán)境復(fù)雜且無(wú)相關(guān)資料參考的光伏板支承

·18·

結(jié)構(gòu)，其風(fēng)載體型系數(shù)宜通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)或數(shù)值風(fēng)洞確定。

5.4.7對(duì)于傾角不大于30o的光伏板索支承結(jié)構(gòu)，風(fēng)振系數(shù)取值可

依據(jù)索支承結(jié)構(gòu)的類(lèi)型、跨度大小、剛度強(qiáng)弱、場(chǎng)地條件、遮擋

情況等因素綜合確定，且應(yīng)符合下列規(guī)定：

1單向單層索結(jié)構(gòu)，1.4~1.6；

2雙向單層索網(wǎng)或設(shè)置豎（斜）向抗風(fēng)索，1.3~1.6；

3索桁架、雙層索網(wǎng)，1.4~1.8；

4自平衡索桁架、張弦梁、張弦桁架，1.3~1.8；

5橫向加勁索系，1.4~1.7；

6結(jié)構(gòu)凈跨度大于30米且自振頻率較低者，1.5~1.8。

【條文說(shuō)明】光伏板索支承結(jié)構(gòu)由于索單元布置靈活，結(jié)構(gòu)類(lèi)

型多種多樣，能適應(yīng)各種場(chǎng)地條件。結(jié)合目前的工程實(shí)踐與應(yīng)用，

光伏板索支承結(jié)構(gòu)可暫時(shí)分為單向單層索結(jié)構(gòu)、雙向單層索網(wǎng)結(jié)

構(gòu)、索桁架、雙層索網(wǎng)、自平衡索桁架、張弦梁、張弦桁架、橫

向加勁索系等多種型式。

與封閉式建筑索結(jié)構(gòu)比較，由于光伏板索支承結(jié)構(gòu)四周開(kāi)敞，

頂部漏風(fēng)，其風(fēng)壓直接作用在光伏板單元上，光伏板采用4個(gè)鉸

支座與鋼索固定，再通過(guò)鋼索將荷載傳到兩端支座。對(duì)于傾角較

小的光伏陣列，上游組件在水平風(fēng)作用下的風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)較小，

并且考慮到光伏板支承結(jié)構(gòu)的使用年限較短，采用傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的風(fēng)振系數(shù)往往偏于保守。

光伏板索支承結(jié)構(gòu)的風(fēng)致效應(yīng)數(shù)值分析復(fù)雜，主要受計(jì)算軟

件、計(jì)算方法、計(jì)算模型及風(fēng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)等因素影響，計(jì)算結(jié)

果離散程度較大。影響風(fēng)振系數(shù)的因素較多，主要有索結(jié)構(gòu)類(lèi)型、

跨度大小、剛度強(qiáng)弱、場(chǎng)地條件、結(jié)構(gòu)周邊遮擋情況等。結(jié)構(gòu)剛

·19·

度是決定風(fēng)振幅值的重要因素之一，結(jié)構(gòu)的跨度較大，其整體剛

度相應(yīng)變?nèi)?，風(fēng)致振動(dòng)自然會(huì)增大；拉索的預(yù)應(yīng)力增大，其結(jié)構(gòu)

的初始剛度相應(yīng)變強(qiáng)，風(fēng)振作用也相應(yīng)降低。也要特別注意，對(duì)

于尚沒(méi)有設(shè)置穩(wěn)定索或抗風(fēng)索的索桁架設(shè)計(jì)，由于風(fēng)吸力作用下

的結(jié)構(gòu)剛度較小，會(huì)產(chǎn)生較大的向上位移，此時(shí)進(jìn)行風(fēng)吸力作用

工況設(shè)計(jì)時(shí)宜取風(fēng)振系數(shù)的較大值。

5.4.8對(duì)于陣列布置（陣列縱向間距小于支承高度，且投影面積

大于2020m2）的光伏板支承結(jié)構(gòu)，風(fēng)振系數(shù)應(yīng)分別按照?qǐng)D5.4.5

規(guī)定的分區(qū)（邊緣區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和中心區(qū)域）進(jìn)行計(jì)算，且應(yīng)

符合下列規(guī)定：

1邊緣區(qū)域的風(fēng)振系數(shù)，按照本規(guī)程5.4.7條的規(guī)定取值；

2過(guò)渡區(qū)域的風(fēng)振系數(shù)，按照本規(guī)程5.4.7條的規(guī)定取值乘以

放大系數(shù)1.2。

3中心區(qū)域的風(fēng)振系數(shù)，按照本規(guī)程5.4.7條的規(guī)定取值乘

以放大系數(shù)1.1。

【條文說(shuō)明】數(shù)值結(jié)果計(jì)算表明，上游組件的遮擋效應(yīng)雖能有效

降低下游組件的平均風(fēng)壓，同時(shí)上游組件后方產(chǎn)生的紊流尾流也

會(huì)明顯增大下游組件的風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)。因此，本條文通過(guò)規(guī)定過(guò)

渡區(qū)域和中間區(qū)域風(fēng)振放大系數(shù)來(lái)考慮此因素的影響。

5.4.9對(duì)于滿(mǎn)足下列條件之一的光伏板索支承結(jié)構(gòu)，應(yīng)通過(guò)風(fēng)洞

試驗(yàn)或數(shù)值風(fēng)振響應(yīng)分析確定風(fēng)振系數(shù)：

1跨度大于40m的單索結(jié)構(gòu)或跨度大于60m的其它類(lèi)型的

索支承結(jié)構(gòu)；

2索支承結(jié)構(gòu)的基本自振周期大于1.5s；

3體型復(fù)雜且較為重要的結(jié)構(gòu)。

·20·

5.4.10光伏板索支承結(jié)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)宜按現(xiàn)行《建筑工程風(fēng)洞試

驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T338實(shí)施。

5.4.11光伏板索支承結(jié)構(gòu)的數(shù)值風(fēng)振響應(yīng)分析，宜按照下列步驟

計(jì)算：

1建立光伏板索支承結(jié)構(gòu)有限元模型，光伏板宜按無(wú)限剛性

處理，質(zhì)量均勻分布，鋼索采用非線(xiàn)性索單元且依據(jù)設(shè)計(jì)要求施

加預(yù)應(yīng)力；阻尼索的等效阻尼比應(yīng)反應(yīng)其在結(jié)構(gòu)振動(dòng)中的實(shí)際阻

尼作用。

2建立數(shù)值風(fēng)洞模型以模擬光伏板陣列所在的實(shí)際大氣邊界

層，模型邊界處的平均風(fēng)速剖面、紊流強(qiáng)度剖面及脈動(dòng)風(fēng)功率譜

應(yīng)符合現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定。

3對(duì)于變形較大的單索結(jié)構(gòu)，應(yīng)按柔性模型計(jì)算；對(duì)于變形

較小的其他類(lèi)型索支承結(jié)構(gòu)，應(yīng)按剛性模型計(jì)算。

4根據(jù)光伏板索支承結(jié)構(gòu)的等效靜力風(fēng)荷載、等效靜位移及

等效靜內(nèi)力計(jì)算相應(yīng)的風(fēng)振系數(shù)。

【條文說(shuō)明】本條規(guī)定了光伏板索支承結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)分

析的基本方法和計(jì)算步驟。由于光伏板風(fēng)致動(dòng)力效應(yīng)計(jì)算比較復(fù)

雜，需要計(jì)算人員應(yīng)該掌握風(fēng)工程的相關(guān)知識(shí)。實(shí)踐證明，深厚

的風(fēng)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)分析過(guò)程中參數(shù)取值合理性及計(jì)算結(jié)果的分

析有重要指導(dǎo)作用，因此此條僅作為復(fù)雜索支承結(jié)構(gòu)風(fēng)致動(dòng)力效

應(yīng)計(jì)算時(shí)參考。

·21·

6設(shè)計(jì)

6.1一般規(guī)定

6.1.1光伏板支承結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀

態(tài)設(shè)計(jì)，還應(yīng)滿(mǎn)足耐久性和防腐等相關(guān)要求。

6.1.2在持久設(shè)計(jì)狀況、短暫設(shè)計(jì)狀況下，光伏板支承結(jié)構(gòu)承載

力計(jì)算應(yīng)符合下式規(guī)定：

0ddSR(6.1.2)

式中：0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，應(yīng)按《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)

一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153的規(guī)定取值；

Sd——作用組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值；

Rd——構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值。

6.1.3在地震設(shè)計(jì)狀況下，光伏板支承結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算應(yīng)符合下

列規(guī)定：

SRddRE(6.1.3)

式中：RE——構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)行《建筑抗震

設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的規(guī)定取值。

6.1.4光伏板支承結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定：

SCd(6.1.4)

式中：C——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值，

例如變形、裂縫、振幅、加速度等的限值，應(yīng)按

各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。

6.1.5光伏板支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)

設(shè)計(jì)方法，以分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于索支承結(jié)構(gòu)的

承載能力極限狀態(tài)，當(dāng)預(yù)應(yīng)力作用對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)系數(shù)

·22·

pi應(yīng)取1.0，對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)應(yīng)取1.3。對(duì)正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)

取1.0。

6.1.6在既有建（構(gòu)）筑物上增設(shè)光伏板支承結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)對(duì)既有

建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行驗(yàn)算。

6.1.7使用年限為25年的光伏板支承結(jié)構(gòu)，重要性系數(shù)取值為

0.95；使用年限為25年的地基基礎(chǔ)，重要性系數(shù)取值為1.0。

6.1.8光伏板支承結(jié)構(gòu)有抗震設(shè)防要求時(shí)，節(jié)點(diǎn)連接的承載力應(yīng)

大于構(gòu)件的承載力。

6.1.9光伏板剛性支承結(jié)構(gòu)宜按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。有限元計(jì)算

模型宜采用桿單元、梁?jiǎn)卧?，且結(jié)構(gòu)邊界條件應(yīng)與實(shí)際情況相

符。

6.1.10光伏板索支承結(jié)構(gòu)，宜按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；對(duì)于布置規(guī)

則及支架頂部標(biāo)高變化不大的索支承結(jié)構(gòu)，可按以下步驟計(jì)算：

1計(jì)算各種工況下的索力以及固定端和中間支座的反力。

2按空間結(jié)構(gòu)計(jì)算固定端支架（邊索架），按二維結(jié)構(gòu)計(jì)算

中間支架（托索架）。

6.1.11光伏板支承結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)進(jìn)行承載力計(jì)算和變

形驗(yàn)算，并采取合理的構(gòu)造措施。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除應(yīng)滿(mǎn)足本規(guī)程

的規(guī)定外，尚應(yīng)符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007、《建

筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94的規(guī)定。在抗震設(shè)防區(qū)，還應(yīng)符合《建

筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的規(guī)定。

【條文說(shuō)明】光伏板支承結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)相對(duì)簡(jiǎn)單，《建筑地基基

礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007及《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94的相關(guān)內(nèi)

容尚能滿(mǎn)足光伏板支承結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)

根據(jù)光伏板支承結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)傳力特點(diǎn)，如鋼索傳遞拉力，應(yīng)采

取相對(duì)應(yīng)的地基基礎(chǔ)型式。

·23·

6.2變形規(guī)定

6.2.1為了保證下部支承結(jié)構(gòu)、構(gòu)件以及光伏板的正常使用，設(shè)

計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)光伏板支承結(jié)構(gòu)變形及構(gòu)件撓度規(guī)定相應(yīng)的限值。

6.2.2在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，索支承結(jié)構(gòu)變形控制應(yīng)符合如下

規(guī)定。

1光伏板（關(guān)鍵點(diǎn)）水平位移不應(yīng)大于其跨度的1/40。

2光伏板（關(guān)鍵點(diǎn)）豎向位移不應(yīng)大于其跨度的1/60。

6.2.3在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，光伏板支承結(jié)構(gòu)柱頂?shù)乃轿灰?/p>

容許值應(yīng)滿(mǎn)足下列規(guī)定，且應(yīng)滿(mǎn)足工藝組件安全運(yùn)行位移要求。

1索支承結(jié)構(gòu)的邊索架采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，柱頂位移不應(yīng)大于柱

高的1/400。

2索支承結(jié)構(gòu)的中間支架采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，柱頂位移不應(yīng)大于

支架柱高的1/60。

3剛性支承結(jié)構(gòu)采用鋼構(gòu)件時(shí)，柱頂位移不應(yīng)大于柱高的

1/60。

4剛性支承結(jié)構(gòu)采用混凝土構(gòu)件時(shí)，柱頂位移不應(yīng)大于柱高

的1/300。

6.2.4光伏板支承結(jié)構(gòu)體系中所采用的鋼結(jié)構(gòu)或鋼構(gòu)件，其受彎

構(gòu)件的撓度容許值宜符合表6.2.4中的規(guī)定。

·24·

表6.2.4支承結(jié)構(gòu)的撓度容許值

跨中水平

結(jié)構(gòu)類(lèi)型項(xiàng)次構(gòu)件類(lèi)別豎向位移

位移

1固定側(cè)橫梁L/400L/400

索支承

中間搖擺支架

結(jié)構(gòu)2L/250

橫梁

剛性支承3支架橫梁L/250

結(jié)構(gòu)4檁條L/250

注：1表中L為索支承結(jié)構(gòu)的跨度。

2對(duì)固定側(cè)懸臂梁，按懸臂長(zhǎng)度的2倍計(jì)算受彎構(gòu)件的跨度。

3混凝土受彎構(gòu)件的撓度限值宜符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)

定。

4光伏板支承結(jié)構(gòu)橫梁可采用預(yù)先起拱，當(dāng)僅為改善外觀條

件時(shí)，構(gòu)件撓度應(yīng)取在恒荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度

計(jì)算值減去起拱值。

6.2.5索支承結(jié)構(gòu)中的承重索，在標(biāo)準(zhǔn)永久荷載作用下，其跨中

垂度不宜超過(guò)跨度的1/60，在永久荷載和活荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合作用

下，跨中垂度不宜超過(guò)跨度的1/35，在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下其水

平跨中位移不宜大于跨度的1/150，同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足組件及其下方設(shè)

施運(yùn)維時(shí)對(duì)凈空的要求。

【條文說(shuō)明】工程實(shí)踐證明，承重索的初始狀態(tài)（自重+索預(yù)拉

力作用）允許有一定的垂度：如果垂度要求過(guò)于嚴(yán)格，則需要很

大的索預(yù)拉力，從而增大錨固端構(gòu)件及基礎(chǔ)的負(fù)擔(dān)，影響設(shè)計(jì)的

經(jīng)濟(jì)性；如果允許垂度較大，組件會(huì)相互遮擋。此外，如組件下

方為污水廠、停車(chē)場(chǎng)等時(shí)有使用要求，且還需考慮組件在自重、

·25·

風(fēng)荷載、雪荷載以及升溫時(shí)垂度的增加，此時(shí)需要嚴(yán)格控制拉索

的預(yù)拉力值。

6.3剛性構(gòu)件

6.3.1光伏板支承結(jié)構(gòu)中的剛性構(gòu)件可采用鋼梁、鋼柱、鋼框（排）

架、鋼桁架、鋼管混凝土及混凝土構(gòu)件等。

6.3.2剛性支承結(jié)構(gòu)及索支承結(jié)構(gòu)中，鋼結(jié)構(gòu)支架的鋼柱、橫梁、

側(cè)向撐桿以及柱間支撐，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

GB50017、《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018進(jìn)行設(shè)計(jì)；

索支承結(jié)構(gòu)中搖擺支架的鋼柱、鋼梁及柱間支撐，可按現(xiàn)行國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB51022進(jìn)行設(shè)計(jì)。

6.3.3當(dāng)支架采用混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《混凝土結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)；采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁生產(chǎn)工藝

制作而成的管柱作為支架，當(dāng)不設(shè)承臺(tái)時(shí)屬于樁柱結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿(mǎn)足

承載力和延性要求，必要時(shí)應(yīng)配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋，計(jì)算方法可按

《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T406進(jìn)行計(jì)算。

6.3.4承重索的錨固端（邊索架）可采用鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)支

架，固定端的支架應(yīng)具有獨(dú)立的抗側(cè)力體系，應(yīng)能承受鋼索傳來(lái)

的索拉力。

6.3.5承重索的中間支架（托索架），柱腳宜為鉸接，支架橫梁的

平面外計(jì)算長(zhǎng)度，可取承重索之間的距離或可靠側(cè)向支撐點(diǎn)之間

的距離，中間支架應(yīng)能承受兩側(cè)索拉力產(chǎn)生的豎向合力和水平合

力。

6.4鋼索

·26·

6.4.1光伏板索支承結(jié)構(gòu)中，鋼索和鋼拉桿應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

《索結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ257的規(guī)定。

6.4.2鋼索承載力計(jì)算應(yīng)滿(mǎn)足下列規(guī)定：

FFtkR/(6.4.2)

式中：F——拉索的抗力設(shè)計(jì)值；

Ftk——拉索的極限抗拉力標(biāo)準(zhǔn)值；

R——拉索的抗力分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)拉索為錨索時(shí)，取2.0，

當(dāng)為鋼拉桿時(shí)取1.7；當(dāng)拉索為承重索、副索以及

穩(wěn)定索時(shí)，取1.7。

6.4.3索支承結(jié)構(gòu)體系的初始預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)跨度、光伏板

組件的使用功能、邊界支承條件等因素，合理確定拉索預(yù)應(yīng)力水

平，并通過(guò)試算確定索支承結(jié)構(gòu)的初始幾何形態(tài)及初始內(nèi)力分布。

6.4.4中小跨度的索支承結(jié)構(gòu)，可采用單索承重結(jié)構(gòu)；跨度較大

的索支承結(jié)構(gòu)，且在風(fēng)荷載作用下承重索上下浮動(dòng)位移較大時(shí)，

宜采用由承重索和穩(wěn)定索或抗風(fēng)副索構(gòu)成的組合索系。

6.4.5在承重索跨度方向上，每隔10米左右應(yīng)設(shè)置一道縱向穩(wěn)定

索，當(dāng)風(fēng)荷載較大時(shí)，穩(wěn)定索間距宜適當(dāng)減小。穩(wěn)定索應(yīng)約束承

重索，穩(wěn)定索端部與錨索交匯點(diǎn)的轉(zhuǎn)折處，應(yīng)設(shè)置立柱且按拉壓

桿設(shè)計(jì)。

【條文說(shuō)明】工程實(shí)踐證明，設(shè)立柱時(shí)穩(wěn)定索發(fā)揮的作用極小，

尤其是在向下的風(fēng)荷載作用下，組件水平位移較大。

6.5節(jié)點(diǎn)

6.5.1光伏板支承結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，應(yīng)采用剛性構(gòu)件—?jiǎng)傂?/p>

·27·

構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)、剛性構(gòu)件—鋼索連接節(jié)點(diǎn)、鋼索—鋼索連接節(jié)

點(diǎn)、鋼索-光伏板連接節(jié)點(diǎn)、鋼索錨固節(jié)點(diǎn)等。

6.5.2光伏板支承結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)滿(mǎn)足承載力要求，其節(jié)點(diǎn)構(gòu)

造應(yīng)符合計(jì)算假定，應(yīng)保證傳力路線(xiàn)明確、安全可靠并便于制作

和安裝。

6.5.3剛性構(gòu)件—?jiǎng)傂詷?gòu)件連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

GB50017、《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018的規(guī)定。

6.5.4鋼索-鋼索節(jié)點(diǎn)、剛性構(gòu)件-鋼索連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)承載力不應(yīng)

小于構(gòu)件承載力的1.2倍。

6.5.5邊柱-鋼索連接節(jié)點(diǎn)可采用耳板連接（圖6.5.5-1）或夾片錨

具連接（圖6.5.5-2）等形式，耳板連接節(jié)點(diǎn)可通過(guò)調(diào)節(jié)器調(diào)整索

拉力。

圖6.5.5-1邊柱與鋼索的耳板連接

1：耳板；2：調(diào)節(jié)器；3：鋼索

圖6.5.5-2邊柱與鋼索的夾片錨具連接

·28·

1：鋼索；2：調(diào)節(jié)螺栓；3：支撐板；4：夾片錨具組件

6.5.6中柱與鋼索可采用夾板連接（圖6.5.6）。

圖6.5.6中柱與鋼索的索夾連接

1：鋼索；2：中柱；3：索夾

6.5.7鋼索-鋼索連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的復(fù)雜性，可

采用鋼U形夾具連接（圖6.5.7-1）或螺栓夾板連接（圖6.5.7-2）

等形式。索體在夾具中不應(yīng)滑移，夾具與索體間的靜摩擦力應(yīng)大

于兩側(cè)索力之差，并應(yīng)采取措施避免索體防護(hù)層受擠壓破壞。

圖6.5.7-1鋼索與鋼索的U形夾具連接

1：雙螺帽；2：U形夾；3：鋼索；4：厚鉛皮