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：太阳能板规格：16

2、50mm*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（m

3、m）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载重量G=3920N;②风压荷重W根据《建筑结构荷载规

4、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

5、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*1.6

6、4*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207.3cm，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

7、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