屋顶光伏电站支架强度与屋面载荷计算

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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—20073设计条件:

2、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

3、量:1.8kg/m截面面支架尺寸(mm)41*41*2安装角度25°材料镀锌截面面积(A)277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

4、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/m

5、2);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=a1*GeqFEk为结构总水平地震作用标准值;a1为水平地震影响系数值,可取水平地震影响系数最大值amax;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a1为0,所以FEk为0⑤荷载基本组合P根据《建筑结构荷载

6、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)L=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

7、.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

8、: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 

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