屋顶光伏电站支架强度及屋面载荷计算

./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：XX省*****中心小学49KW光伏屋顶工程地址：XX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〔20XX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—20073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：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TRC0006-1997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：①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。②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：30m/s。③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。④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〔mm41*41*2安装角度25°材料镀锌截面面积〔A277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Ix8.3731E+04惯性矩Iy4.5694E+04回转半径ix1.7386E+01回转半径iy1.2844E+01截面抵抗矩Wx4.0844E+03截面抵抗矩Wx4.0844E+03截面抵抗矩Wy3.1478E+03截面抵抗矩Wyy1.7254E+034.3假定荷重：①固定荷重G太阳能板质量：G1=20kg×20=400kg→3920N;所以C形轨道承载的固定荷载重量G=3920N;②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=βgzμsμzW0Wk:风荷载标准值〔KN/m2；βgz：高度Z处的风振系数；μs：风荷载体型系数；μz：风压高度变化系数〔0.84；W0：基本风压〔KN/m2按《建筑结构荷载规范》表7.5.1ξ为1.6所以βgz=1.6根据《建筑结构荷载规范》表F7.3.1,体型系数μs为1.475,所以,Wk=1.6*0.83*0.84*0.57=0.636KN/m2③雪压荷重根据《建筑结构荷载规范》中规定：Sk=μr*S0；Sk：雪荷载标准值〔KN/m2；Μr：屋面积雪分布系数；S0：基本雪压〔KN/m2根据《建筑结构荷载规范》表6.2.1Μr=0.2S0为0.35KN/m2所以Sk=0.2*0.35=0.07KN/m2④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为结构总水平地震作用标准值；1为水平地震影响系数值,可取水平地震影响系数最大值max；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0⑤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10.2mL=2.073m应力

由于所使用材料为：允许应力为23500N/cm2/1.5=15666N/cm2<8661.76/15666><1所以安全弯曲δ1<由4根横梁支撑>E=6.9×105N/cm2

IM=12cm4

跨距207.3cm,最大位移量207.3/100=2.073cm,所以安全;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；次梁及柱采用表面热镀锌钢型材。本计算书依据2x10〔电池板阵列进行计算,计算简图见图1

5.1荷载标准值计算5.1.1．恒荷载：太阳能板：q=0.2/<1.64x0.99>=0.12KN/m2钢结构自重：q=0.08KN/m2q=0.20KN/m25.1.2．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：

=0.35x1=0.35

5.2荷载组合最不利负载组合为：1.0恒＋1.4风〔—=1.0x0.20-1.4x0.389=-0.3446KN/m25.3基础校核电池板投影面积：10.125mx2.973m=30.1㎡负荷载：30.1㎡x0.3446KN/㎡=10.37KN基础总配重：1.22KNx10个=12.2KN

平均载荷：12.2KN/30.1㎡=0.405KN/㎡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×20=400kg支架总荷重：G=136kg水泥墩荷重：G2=125kg×10=1250kg〔2屋顶单位面积受力总荷重:400+136+1250kg=1786kg组件安装面积：10.125×2.973≈30.1㎡