固定式光伏支架计算书讲解

固定式光伏组件支架

结

构

计

算

书

2015年11月

目录

1工程概述 (1)

2分析方法与软件 (1)

3设计依据 (1)

4材料及其截面 (1)

5荷载工况与组合 (2)

5.1 荷载工况 (2)

5.1.1 支架所受荷载 (2)

5.2 荷载组合 (2)

6 结构建模 (3)

6.1 模型概况 (3)

6.2 结构计算模型、坐标系及约束关系 (3)

6.3 荷载施加 (4)

7主要计算结果 (5)

7.1 构件应力比 (5)

7.2 构件稳定性校核 (8)

1工程概述

支架共8榀，间距为3m，两端带悬挑0.58mm，总长22.16m，电池板组水平宽度2.708米、斜面长度3.3米，荷载按25年重现期计算，结构重要性系数0.95，项目地点在黑龙江省牡丹江市,结构计算的三维示意如下图1所示。

图1.1 总体结构模型

2分析方法与软件

采用SAP2000 V15钢结构分析软件进行结构计算分析。

3设计依据

1)建筑结构可靠度设计统一标准( GB 50068-2001 )

2)建筑结构荷载规范( GB 50009-2012)

3)建筑抗震设计规范( GB 50011-2010

4)钢结构设计规范( GB 50017-2003 )

4材料及其截面

材料材质性能，详见下表4.1。

表4.1 材料性能

材料名称单位重量

N/m3

fy屈服强度

N/m2

f设计强度

N/m2

抗拉强度

N/m2

弹性模量E1

N/m2

泊松比U

Q235 7.85E4 235E6 215E6 390E6 2.1E11 0.3 Q345 7.85E4 345E6 310E6 470E6 2.1E11 0.3

5荷载工况与组合

5.1 荷载工况

计算所考虑的荷载有恒载、雪荷载以及风荷载作用（由于本支架比较轻，地震工况与风荷载相比，其远不起控制作用，因此，可不考虑地震工况）。

5.1.1 支架所受荷载

支架受到的荷载主要有支架自重、电池板及安装附件自重、风载、雪载。荷载通过檩条传递到支架柱上，模型按各荷载大小均匀分布到檩条上进行加载。

1）结构构件自重：由计算软件自动考虑。

2）恒荷载（太阳能电池板等安装组件）：0.15 kN/㎡（包括各种连接件）。

组件总重：W组件=150*22.16*3.3=10969.2N

檩条线荷载：q组件= W组件/（4*22.16）=123.8 N/m

3）雪荷载：

雪荷载由四根檩条承受，按线均布荷载计：

按下面公式计算：

S k=μr s0=0.7*0.639=0.4473kN/m2

注：a)电池板安装角度为35度，μr取0.7 。

b)s0为25年重现期雪压值（根据牡丹江市10年和100年雪压值，按公式 E.3.4（GB50009-2012）求得）

雪压总重：W雪=447.3*22.16*2.708=26842N

檩条线荷载：q雪= W雪/（4*22.16）=302.8 N/m

4）风荷载：

电池板安装后35度斜角，风载体型系数取1.3。

按下面公式计算基本风压：

ωk=βz*μs*μz*ω0 =1*1.3*1*0.43=0.559 kN/m2

其中：①、地面粗糙度为B类，安装高度小于10米，μz取1。βz取1。

②ω0（等于0.43 kN/m2）为25年重现期风压值（根据牡丹江市10年和100年雪压值，按公式E.3.4（GB50009-2012）求得）

风压总重：W风=559*22.16*3.3=40878.6N

檩条线荷载：q风= W风/（4*22.16）=461.2 N/m

5.2 荷载组合

计算过程考虑了如下组合：

(1)1.35恒载+1.4*0.7雪载

(2)1.2恒载+1.4雪载

(3)1恒载+1.4雪载

(4)1.2恒载+1.4风载

(5)1.2恒载-1.4风载

(6)1恒载+1.4风载

(7)1恒载-1.4风载

(8)1.2恒载+1.4雪载+1.4*0.6风载

(9)1.2恒载+1.4雪载-1.4*0.6风载

(10)1恒载+1.4雪载+1.4*0.6风载

(11)1恒载+1.4雪载-1.4*0.6风载

(12)1.2恒载+1.4*0.7雪载+1.4风载

(13)1.2恒载+1.4*0.7雪载-1.4风载

(14)1恒载+1.4*0.7雪载+1.4风载

(15)1恒载+1.4*0.7雪载-1.4风载

(16)1恒载+1.4*0.7雪载+1风载

(17)1恒载+1.4*0.7雪载-1风载

说明：风荷载前系数为正表示风力方向指向电池板，为负表示风力方向背离电池板。

6 结构建模

6.1 模型概况

计算所考虑的荷载有恒荷载、雪荷载和风荷载。

6.2 结构计算模型、坐标系及约束关系

北立柱上端

为铰接

斜撑两端

为铰接

南立柱上端

为铰接

底部节点全

约束

图6.2.1 结构计算模型、坐标系及约束图