2022集中式光伏支架结构计算书

PAGE1/31光伏支架结构计算书(高桩)目录3444能 456载D 6载W 6载9载S 9用E 合 义 义 果 核 果 核 算 算 PAGE20/312x角图1.1布置方案1)组件尺寸2384x1096x35mm2)组件功率535/540W量 压 压 7)安装倾角16°A.GB50017-2017《钢结构设计标准》F.GB50011-2010《建筑抗震设计规范》(2016年版)G.GB50068-2018《建筑结构可靠度设计统一标准》H.GB/T700-2006《碳素结构钢》I.GB/T1591-2018《低合金高强度结构钢》1玻璃𝜌𝜈𝑔𝜏=𝑓𝑔边缘强度𝑓𝑔,𝑒

=58.8N/mm22铝合金重力密度𝜌=28.0kN/m3弹性模量𝑇𝑢𝑘

=0.7×105N/mm2𝑢𝜆𝑞 𝑙泊松比𝜈=0.336063-T5:𝑎抗拉(压)强度𝑓=85.5N/mm2𝑎

3钢材1）碳素结构钢执行标准：GB/T700-2006牌号：Q235执行标准：EN10025-2牌号：S350GD弹性模量：206000MPa剪切模：77200MPa•强度：≤[][]--构件容许应力•变形柱顶最大水平位移：⊿d≤H/60（风荷载或地震作用）•长细比：≤[][]-容许长细比，如下表所示。表3.3构件容许长细比构件类别容许长细比受压构件主要承重构件180其他构件、支撑等220受拉构件主要构件350柱间支撑300其他支撑400恒荷载组件自重0.32kN图4.1恒荷载风荷载根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，主结构风荷载标准值计算公式如下𝑊𝑘=𝛽𝑧𝜇𝑠𝜇𝑧𝑊0𝑘𝑊𝑘—高度z𝜇𝑠—风荷载体型系数𝜇𝑧—风压高度变化系数高度z𝑘𝑊：±0.52kN/m2𝑘1）风压力Wz换算为作用于檩条的均布线荷载：0.52*2.384/2=0.62kN/m风压力在模型中的施加示意如下图4.2-1图4.2-1风压力Wz风揭力图4.2-2风揭力Wp根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，檩条按维护结构考虑，风荷载标准值计算公式如下𝑊𝑘=𝛽𝑔𝑧𝜇𝑠1𝜇𝑧𝑊0𝑘式中：𝑊—风荷载标准值(kN/m2)𝑘𝛽𝑔𝑍—高度z处的振风系数𝜇𝑠1𝜇𝑧—风压高度变化系数高度z𝑘𝑊：±0.88kN/m2𝑘风压力图4.2-3风压力Wgz风揭力图4.2-4风揭力Wgp图4.3施工检修荷载ER雪荷载根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，雪荷载标准值计算公式如下𝑆𝑘=𝜇𝑟𝑆0

—雪荷载标准值(kN/m2)𝜇𝑟—屋面积雪分布系数𝑆0—基本雪压檩条按积雪不均匀分布的最不利情况考虑

：0.35kN/m2图4.4雪荷载S4.5地震作用E依据设计基本地震加速度值：0.05g；按非抗震进行设计。4.6荷载效应组合根据、表取取取取取。表4.6荷载效应组合(荷载组合采用包络设计，包括但不限于以下组合)序号荷载组合(主结构)荷载组合(檩条)荷载组合类型11.3D+1.5Wz+1.5*0.7S1.3D+1.5Wgz+1.5*0.7S基本组合21.3D+1.5*0.6Wz+1.5S1.3D+1.5*0.6Wgz+1.5S基本组合31.0D+1.5Wp1.0D+1.5Wgp基本组合41.0D+1.5ER1.0D+1.5ER基本组合51.0D+1.0Wz+0.7S1.0D+1.0Wgz+0.7S标准组合61.0D+0.6Wz+1.0S1.0D+0.6Wgz+1.0S标准组合71.0D+1.0Wp1.0D+1.0Wgp标准组合81.0D+1.0ER1.0D+1.0ER标准组合本计算书采用有限元软件MIDASGEN2020进行结构整体计算分析。图5.1-1结构整体分析模型图图图性图5.3支座、杆端约束图6.1-1檩条弯矩包络图(强轴方向单位：kN·m)图6.1-2主结构弯矩包络图(强轴方向单位：kN·m)图6.1-3檩条弯矩包络图(弱轴方向单位：kN·m)图6.1-4主结构弯矩包络图(弱轴方向单位：kN·m)图6.1-5檩条剪力包络图(一)(单位：kN)图6.1-6主结构剪力包络图(一)(单位：kN)图6.1-7檩条剪力包络图(二)(单位：kN)图6.1-8主结构剪力包络图(二)(单位：kN)1.3D+1.5Wz+1.5*0.7S。图6.1-9檩条轴力包络图(单位：kN)图6.1-10主结构轴力包络图(单位：kN)图6.2-1檩条应力比输出结果图6.2-2主结构应力比输出结果综上，支架结构各构件的最大应力比输出结果见表6.2。表6.2支架结构最大应力比荷载组合构件名称最大应力比杆件编号容许应力比备注1.3D+1.5Wgz+1.5*0.7S檩条0.870306,3101满足要求1.3D+1.5Wz+1.5*0.7S斜梁0.78734,431满足要求1.3D+1.5Wz+1.5*0.7S斜撑0.67592,981满足要求1.3D+1.5Wz+1.5*0.7S立柱0.77979,801满足要求1、基本信息(单位：N，mm)材料名称：S350GD材料强度：f=300，fv=175截面形状：卷边槽钢C100*50*15*1.6Area=355.562,Iyy=5.7793e+005,Izz=1.2713e+005,Iw=2.8036e+008,iy=40.316,iz=18.909单元类型：梁构件长度：l=3300.000翼缘板件宽厚比验算第第第1）强度验算受力类型：纯弯内力：My=-2.8341e+006，Mz=-2.6149e+005，B=0.000根据规范GB50018-02公式5.3.3-1最不利应力点为1点，y=7.623，z=50.000==/z===/y=σfy向稳定验算：受力类型：纯弯内力：My=-2.8341e+006，Mz=-2.6149e+005，B=0.000根据规范GB50018-02公式5.3.3-23/z/yψby=1.000σfy向剪切强度验算：内力：Vy=374.970公式t=1.600Sz=1316.481τ内力：Vz=4435.067公式t=1.600Sy=6648.869τ=Vz*Sy/(Iy*t)=31.890≤fv=175，满足规范要求。1、基本信息(单位：N，mm)材料名称：Q345B截面形状：卷边槽钢C70*40*10*2.0杆件编号：34截面特征值：H=70.000,B=40.000,tw=2.000,r=0.000,d=10.000Area=320.566,Iyy=2.5573e+005,Izz=6.7915e+004,Iw=6.8570e+007,iy=28.244,iz=14.555单元类型：梁构件长度：l=1384.000算翼缘板件宽厚比验算第第第/λz=l0z/iz=1384.000/14.555=95.085:荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000受力类型：拉弯内力：N=9809.871，My=-1.4762e+006，Mz=308.689根据规范GB50018-02公式5.4.11=/z==/y=σ=N/An+My/Wny+Mz/Wnz=236.015≤f=300，满足规范要求。y向稳定验算：内力：N=-5131.388，My=7.0161e+005，B=0.000根据规范GB50018-02公式5.5.5-1最不利应力点为1点，y=5.927，z=35.000===/z==+=，查表σ)+f内力：N=-5131.388，My=7.0161e+005，B=0.000根据规范GB50018-02公式5.5.5-21==/z=，查表σfy向剪切强度验算：荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000公式t=2.000Sz=902.747τ荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000内力：Vz=2122.148公式t=2.000Sy=4212.348τ=Vz*Sy/(Iy*t)=17.478≤fv=175，满足规范要求。1、基本信息(单位：N，mm)材料名称：Q235B截面形状：卷边槽钢C50*40*10*2.0杆件编号：92截面特征值：单元类型：支撑构件长度：l=2215.609算翼缘板件宽厚比验算第第第第=/=/==:荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000受力类型：压弯内力：N=-1.3369e+004，My=1.0880e+004，Mz=-1.303e-007根据规范GB50018-02公式5.5.11Aen=c*Ae=270.510==/z==/y=σ=N/Aen+My/Weny+Mz/Wenz=51.666≤f=205，满足规范要求。荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000受力类型：轴压内力：N=-1.3395e+004根据规范GB50018-02公式5.2.2Ae=300.566，查表，查表ψσ=f z荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000受力类型：压弯内力：N=-1.3369e+004，My=1.0880e+004，B=0.000根据规范GB50018-02公式5.5.5-21==/z=，查表σ=N/(ψz*Ae)+My/ψbyWey+B/Ww=138.426≤f=205，满足规范要求。1、基本信息(单位：N，mm)材料名称：Q345B单元类型：柱构件长度：l=1134.912算翼缘板件宽厚比验算第第第/λz=l0z/iz=2269.824/12.732=178.2741）强度验算:荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000受力类型：拉弯内力：N=2758.764，My=-3.9693e+006，Mz=-63.090根据规范GB50018-02公式5.5.12=/z==/y=fy向稳定验算：荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000受力类型：压弯内力：N=-7446.927，Mz=108.562，B=0.000根据规范GB50018-02公式5.5.5-12Iez=1.6600e+005,Wez=Iez/y=5783.972，查表σ)+f荷载组合：1.3D+1.5Wz+1.05S非抗震组合：γ0=1.000受力类型：压弯内力：N=-7446.927，Mz=108.562，B=0.000根据规范GB50018-02公式5.5.5-22Iez=1.6600e+005,