光伏支架计算书
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支架结构系统计算书
1.计算及设计依据
《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003 ）
2.材料力学性能
2.1Q235结构钢
2.2.1 HM-41槽钢截面图
2.2.2HM-41槽钢物理特性
壁厚t[mm]2截面积A[mm2]288.6重量[kg/m] 2.51屈服强度f yk[N/mm2]245抗拉/压/弯强度[N/mm2]215弹性模量[N/mm2]200000剪切模量[N/mm2]80000 Y轴距槽口e1[mm]22.61 Y轴距槽背e2[mm]-18.69惯性矩I y[cm4] 6.66
截面模量W y1[cm3] 2.95容许弯矩M y[Nm] 3.56 2.3.1 HM-52槽钢截面
2.3.2 HM-52物理特性
壁厚t[mm]2．5截面积A[mm2]405.2重量[kg/m] 3.53屈服强度f yk[N/mm2]245抗拉/压/弯强度[N/mm2]215弹性模量[N/mm2]200000剪切模量[N/mm2]80000 Y轴距槽口e1[mm]26.00 Y轴距槽背e2[mm]-26.00惯性矩I y[cm4]13.97截面模量W y1[cm3] 5.37容许弯矩M y[Nm] 5.37 3.设计参数
太阳能板支架为主次梁布置，次梁跨度2.1m,主梁跨度2.5m;柱高度0.675m，倾斜度15度：次梁及柱采用表面热镀锌型材，本计算书依据2×9（电池板）阵列进行计算，计算简图见图
基本风压值：w0=0.55KN/m2
基本雪压值：S0=0.3KN/m2
电池板块（每块质量19.8kg，1640×990mm，）阵列2 ×9
倾角：15°
结构设计使用年限：25年
4.荷载
4.1恒载
S GK= gk=19.8×10×cos15°/（1.640×0.99）=0.118KN/ m2
4.2风荷载
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：
wk=z×s×z×w 0
式中：wk—风荷载标准值（KN/m2）；
z—高度z处的风振系数；
s—风荷载体型系数；
z—风压高度变化系数；
w0—基本风压（KN/m2）；
风振系数z=1
体型系数α=15°
s1=-1.325
s2=-0.525
s3=1.325
s4=0.535
离地高度小于30m的C类地区，z 取值1 W k(s1)=1×-1.325×1×0.55=-0.72875KN/m2 W k(s2) =1×0.525×1×0.55=-0.28875KN/m2 W k(s3) =1×1.325×1×0.55=0.72875KN/m2 W k(s4) =1×0.525×1×0.55=0.28875KN/m2 4.3雪荷载
水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：Sk=rSo
体型系数r取值1（倾角15°）
资料中给出基本雪压So 取值0.3KPa
得雪荷载值：
Sk=1×0.3=0.3 KN/ m2
荷载组合
承载能力极限状态：
1）S1=1.2恒+1.4*风（+）+0.7*1.4*雪
2）S2=1.2恒+1.4*雪（+）+0.6*1.4*风
3）S3=1.0恒+1.4风（-）
4）S4=1.35恒
正常使用极限状态
5）S1=1.0恒+1.0风（+）1.0（雪）
6）S2=1.0恒+1.0风（-）
7）S3=1.0恒
S=1.2 S GK+1.4 wk+1.4×0.7 Sk
=1.2×0.118+1.4×0.72875+1.4×0.7×0.3
=1.456 KN/m2
5.钢结构有限元分析
s3区承载力极限状态下最不利荷载为：S1=1.2恒+1.4*雪（+）+0.6*1.4*风= =1.2×0.118+1.4×0.72875+1.4×0.7×0.3=1.456 KN/m2
梁均布线荷载1.456×1.64/2=1.19 KN/ m
s4区承载力极限状态下最不利荷载为：S2=1.2恒+1.4*风（+）+0.6*1.4*雪=1.2×0.118+1.4×0.3+1.4×0.7×0.28875=0.84 KN/m2
梁均布线荷载0.84×1.64/2=0.69 KN/ m
5.1有限元分析采用SAP2000非线性版
新建模型
施加荷载运行分析—后处理数据
5.2次梁计算采用C钢41*41 进行校核
5.2.1 导轨截面：41*41*2*12100 mm
5.2.2导轨受力分析图
5.2.3 受力分析数据
弯矩最大值：Mmax=0.313KN·m
应力计算
max=Mmax/W=0.313×103/2.95×10-6=106.1MPa＜=215 MPa 满足应力强度条件。
5.3主梁受力分析
5.3.1主梁截面41*52*2mm*3200 mm
5.3.2 主梁受力分析图
5.3.3受力分析数据
弯矩最大值：Mmax=1.74KN·m
应力计算
max=Mmax/W=0.761×103/5.37×10-6=141MPa＜=215 MPa
满足应力强度条件。
5.4 立柱受力分析
5.4.1 立柱截面41*42*2*675mm
5.4.2立柱受力分析图
压应力=F2/A beam=5.536×103/(288.6×10-6)=19.18 MPa＜215MPa 满足应力强度条件。