光伏支架受力计算书(内蒙光伏)

受力计算书

一、设计依据

1.1规范

1.建筑结构荷载规范GB50009-2001

2.钢结构设计规范GB50017-2003

3.铝合金结构设计规范GB50429-2007

4.冷弯薄壁型钢结构技术规范

5.建筑抗震设计规范

1.2材料力学性能

1.2.1钢材

碳素结构钢Q235-B

重力密度ρ=78.5 kN/m3

弹性模量E=2.06×10^5N/mm2

线膨胀系数α=1.2×10-5

泊松比ν=0.3

抗拉/压/弯强度f s=215 N/mm2

抗剪强度f sv=125 N/mm2

端面承压强度f sce=325 N/mm2

设计过程：

1、荷载组合中风荷载确定过程。

(1)Wk=βz*Ms*Mz*W0

Wk-风荷载标准值（kN/m2），βz-高度z处的风振系数，Ms-风荷载体型系数，Mz-风压高度变化系数，W0-基本风压(kN/m2)。

注：基本风压应按本规范附录D.4 中附表D.4 给出的50 年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2。风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4 和0。

全国各站台重现期为10 年、50 年和100 年的雪压和风压值见附表D.4

风振系数取值为1。

风荷载体型系数如下表

根据组件与地面所成角度，插入法计算风荷载体型系数

a＝15

正风压荷载体型系数μs＝1.325 (根据GB50009-2001 表7.3.1)

负风压荷载体型系数μs＝-1.325 (根据GB50009-2001表7.3.1)

风压高度变化系数：

地面粗糙度类别: B

Mz=1

地貌描述:

A类, 指近海海面和海岛,海岸,湖岸及沙漠地区。

B类，指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区

C类，指有密集建筑群的城市市区

D 类，指有密集建筑群且房屋较高的城市市区

基本风压:

Wo=ρVo2/2

Wo-基本风压，ρ-空气密度，Vo-平均50年一遇的基本风速m/s。

使用风杯式测风仪时，必须考虑空气密度受温度、气压影响的修正，可按

下述公式确定空气密度:

⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+=100000378.000366.01001276.0e p t ρ（t/m 3） t-空气温度（o C ），P-气压（Pa ），e-水气压(Pa)。

根据所在地的海拔高度z(m)按下述公式近似估算空气密度:

ρ=0.00125e -0.0001z （t/m3）

z —风速仪实际高度(m).

2、荷载组合

3.梁的弯曲强度计算

计算组合截面形心坐标公式：

根据截面形心，求出惯性矩

平行移轴公式：

根据公式бmax=Mmax×Ymax/Iz 校核正应力强度

Mmax表示最大压力，Ymax表示形心最大距离，Iz表示惯性矩挠度计算：

均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式:

Ymax = 5ql^4/(384EI).

式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm).

q 为均布线荷载标准值(kn/m).

E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.

I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).

跨间等间距布置三个相等的集中荷载下的最大挠度,其计算公式: Ymax = 6.33pl^3/(384EI).

式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm).

p 为各个集中荷载标准值之和(kn).

E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.

I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).

风荷载

基本风压:

WP=ro*v²/2=1.225×24²/2=352.8N/m²

其中WP为风压、ro为空气密度kg/m³、v为风速m/s

风荷载取值为0.353KN/m2

高度z处的风振系数:结构高宽比小于1.5,所以本工程高度处的风振系数βz =1.0 (根据GB50009-2001，表7.2.1）

μz =1

结构体形类别: 斜坡面，组件与地面的角度θ＝15度

正风压荷载体型系数μs＝1.325 (根据GB50009-2001 表7.3.1)

负风压荷载体型系数μs＝-1.325 (根据GB50009-2001表7.3.1)

作用在组件上的顺风风荷载Wk1 = βz×μz×μs1×Wo = 1×1×1.325×0.353=0.47KN/m2

S=1.954x0.982x42=80.6m2

标准风荷载F=0.47x1000x80.6=37882N

垂直于组件的风荷载F1=37.882×cos75°=9.8KN

组件单重：23kg

组件总重：23×42=966kg

组件自重：G=996×9.8=9.47KN

垂直于斜梁、横梁的自重：G1=9.47×cos15°=9.15KN

支架的计算应考虑组合效应：载荷=1.2G1+1.4F1 (G是恒载，如重力；F是可变载荷，如风载等)

F总=1.2×9.15+1.4×9.8=24.7KN

斜梁强度校核:

正应力强度计算：бmax=M max×Y max/I z=472000×21.9/111500=92.7Mpa＜

215Mpa；组件斜梁强度满足要求

横梁强度校核：

正应力强度计算：бmax=M max×Y max/I z=636600×18.4/115900=101Mpa＜

215Mpa；组件梁强度满足要求

挠度计算：

均布荷载作用下的挠度：Ymax=5ql^4/(384EI)=5×0.119×2950^4/（384×206000×132700）=4.3mm；

集中荷载作用下的挠度：Ymax=6.33Pl^3/(384EI)=6.33×0.339×10^3×2950×10^3/(384×206000×132700)=5.2mm

Ymax=4.3+5.2=9.5mm

挠度允许值=2950/250=11.8mm，挠度小于允许值，组件梁刚度满足要求

前立柱强度校核：

I x=2.2cm μ=0.7 λ=μl/i=0.7×86.8/2.2=27.6

查表ψ=0.924 ψ「σ」=0.924×215=199Mpa

σ=P/A=1490/564=2.65Mpa＜ψ「σ」

满足要求

后立柱强度校核: