屋顶光伏电站支架强度及其屋面载荷计算

1、屋顶光伏电站支架强度及屋面载荷计算1工程概况项目名称：江苏省*中心小学49KW光伏屋顶 工程地址：江苏省*设计单位:上海能恩太阳能应用技术有限公司建设单位:*有限公司结构形式:屋面钢结构光伏支架支架高度:0.3m2参考规范建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068 2001建筑结构荷载规范GB50009 2001 （ 2006年版）建筑抗震设计规范GB50011 2010钢结构设计规范GB50017 2003冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018 2002不锈钢冷轧钢板和钢带 GB/T3280 2007 3设计条件:太阳能板规格：1650mm*990mm*50mm 混凝土屋顶太阳能板安装数量

2、：200块 最大风速：27.5m/s平坦开阔地域 太阳能板重量：20kg 安装条件：屋顶计算标准：日本 TRC 0006-1997设计产品年限：20年4型材强度计算 4.1屋顶荷载的确定（1）设计取值: 假设为一般地方中最大的荷重，采用固定荷重G和暴风雨产生的风压荷重 W的短期复合荷重。30m/s。 根据气象资料，扬中最大风速为 27.5m/s,本计算最大风速设定为: 对于混凝土屋面，采用最佳倾角安装的系统，需要考虑足够的配重，确保组件 方阵的稳定可靠。 屋面高度20m。4.2结构材料:C型钢重量：1.8kg/m截面面 支架尺寸（mm ）41*41*2安装角度25 ° 材料镀锌截面面

3、积（A）277t型钢重量：支架尺寸(网3空feft度41*41*2£林科截面®哉面而段(A )177场儿、丰牠到腰板诞掾的1.451肛皿1形心±辘到翼缘尖的距2, 54g4E-H(jil离惯tttg U8. i73lF>04惯性樂lyt 5591EU4P回饕半径lx1. 73e6E01回半径iyI. 2S44E01截面抵抗矩W藍4. (IS44E+U31. 0841E+03戴直枢抗扭Wy3. 144E十的裁面扌无抗矩Wyy1.形心主轴到腹板边缘的距离1.4516E+01形心主轴到翼缘尖的距离 2.6484E+01惯性矩 lx 8.3731E+04惯性矩 ly

4、 4.5694E+04回转半径ix 1.7386E+01回转半径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+03 4.3假定荷重: 固定荷重G太阳能板质量：G1=20kg X20=400kg 3920N;所以C形轨道承载的固定荷载重量 G=3920N; 风压荷重W 根据建筑结构荷载规范中对风载荷的规定如下（按承重结构设计）：Wk:风荷载标准值（KN/m2 ）;旳z :高度Z处的风振系数;ps:风荷载体型系数;pz :风压高度变化系数（0.84 ）;W0 :基本风压（KN/

5、m2 ） 按建筑结构荷载规范表7.5.1 E为1.6所以 Pgz=1.6根据建筑结构荷载规范表 F7.3.1，体型系数p s为1.475 , 所以，Wk=1.6*0.83*0.84*0.57=0.636KN/m2 雪压荷重 根据建筑结构荷载规范中规定:Sk= p*S0 ;Sk :雪荷载标准值（KN/m2 ）;M r：屋面积雪分布系数;SO :基本雪压（KN/m2 ） 根据建筑结构荷载规范表 621 Mr=0.2SO 为 0.35 KN/m2所以 Sk=0.2*0.35=0.07 KN/m2 地震荷载 根据建筑抗震设计规范，采用底部剪力法时，按下列公式确定:FEk= 1 *GeqFEk为结构总水

6、平地震作用标准值;max ；1为水平地震影响系数值，可取水平地震影响系数最大值Geq为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值。由于扬中市没有处于我国的地震带，所以根据建筑抗震设计规范表 5.1.2-2查得 1为0，所以FEk为0 荷载基本组合P 根据建筑结构荷载规范第3.2节荷载组合，计算如下: 风压主导时：P=G+W+SP=3920+636*1.64*0.99*20+70*1.64*0.99*20=26.845KNC形轨道结构强度计算C形轨道验算:顺风时，B-C点产生的力矩M1，由下式表示:q=(26845/4/10.2=657.97N/m（系统由4排轨道支撑，每排轨道长10.2m

7、）L=2.073m应力由于所使用材料为：允许应力为 23500N/cm2/1.5=15666 N/cm2 (8661.76/15666)<1 所以安全 弯曲S1（由4根横梁支撑）E=6.9 X105 N/cm2IM =12cm4，所以安全；跨距 207.3cm，最大位移量 207.3/100=2.073cm 5屋面配重设计混凝土屋面太阳能方阵采用主次梁布置，电池板以25 °倾角布置；次梁及柱采用阵列进行计算，计算简图见表面热镀锌钢型材。本计算书依据 2x10 （电池板）5.1荷载标准值计算 5.1.1 恒荷载: 太阳能板：q=02(1. 64x0. 99) =0.12KN/m2

8、钢结构自重：q=0.08KN/m2q=0.20KN/m2 5.1.2 .风荷载:风荷载标准值扬中市地区基本风压（n=50 ）:（建筑结构荷载规范附录D.4）离地面高度20米位置D类地区:风振系数体型系数:风荷载标准值计算:5.1.3 .雪荷载:雪荷载标准值扬中市地区基本雪压（n=50 ):体型系数:=0.35 x1=0.35 5.2荷载组合最不利负载组合为：1.0恒+ 1.4风(一) =1.0x0.20-1.4 x 0.389=-0.3446 KN/m2 5.3基础校核电池板投影面积：10.125 m x 2.973m=30.1 rf负荷载：30.1 rf x 0.3446 KN/ rf =10.37 KN基础总配重：1.22KN x10个=12.2 KN平均载荷：12.2 KN/30.1 rf =0.405KN/ rf本项目需配置10个1.22KN的基础，基础总配置达到12.2KN，大于负载荷10.37KN，达到系统要求。6屋面承重计算(1)荷重太阳能板质量：G1=20kg X20=400kg支架总荷重：G=136kg 水泥墩荷重：G2=125kg X10=1250kg(2)屋顶单位面积受力总荷重:400+136+1250kg=1786kg 组件安装面积：10.125 X2.973 30.1 r