光伏电站支架 计算书(优化版)

新疆光伏电站钢结构支架计算书
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目录
一、计算假定: (3)
二、设计依据 (3)
三、计算简图 (3)
四、几何信息 (4)
五、荷载与组合 (5)
1. 荷载计算 (6)
2. 单元荷载 (6)
3. 其它荷载 (12)
4. 荷载组合 (12)
六、内力位移计算结果 (13)
1. 内力 (13)
1.1 工况内力 (13)
1.2 组合内力 (14)
1.3 最不利内力 (18)
1.4 内力统计 (21)
2. 位移 (22)
2.1 工况位移 (22)
2.2 组合位移 (22)
七、设计验算结果 (25)
附录 (28)
八、结构连接验算： (28)
九、横梁承载验算：.................................................................. 错误！未定义书签。

一、计算假定:
依照新疆地区已做的项目，按照新疆塔xx项目的抗力设计要求，取50年一遇风压：0.55kn/㎡；50年一遇雪压取0.45kn/㎡。

光伏组件选1640*992*40 重量19.5kg。

倾斜角度32°。

两块光伏板为一组。

支架截面：斜梁C100*50*15*2，横梁和斜柱均为C80*40*15*2。

柱脚锚栓M12 ，斜柱与斜梁连接一颗M12x40的4.6c级螺栓，横梁转接件与横梁和斜梁连接均为M8X25螺栓，光伏板与横梁连接依据光伏板定，M8X25。

二、设计依据
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）
《钢结构高强度螺栓连接的设计，施工及验收规程》（JGJ82-2011）
三、计算简图
计算简图(圆表示支座，数字为节点号)
节点编号图
单元编号图四、几何信息
各节点信息如下表：
各单元信息如下表：
五、荷载与组合结构重要性系数： 1.00
1.荷载计算
2. 单元荷载
(1) 单元荷载汇总表(力：kN；分布力：kN/m；弯矩：kN.m；分布弯矩：kN.m/m)
第 1 工况单元荷载表
第 2 工况单元荷载表
第 3 工况单元荷载表
1) 工况号: 0
单元荷载分布图:
单元荷载序号1分布图（实粗线表示荷载作用的单元） 2) 工况号: 1
*输入荷载库中的荷载:
单元荷载分布图:
单元荷载序号1分布图（实粗线表示荷载作用的单元） 3) 工况号: 2
单元荷载分布图:
单元荷载序号1分布图（实粗线表示荷载作用的单元）
单元荷载序号2分布图（实粗线表示荷载作用的单元） 4) 工况号: 3
*输入荷载库中的荷载:
单元荷载分布图:
单元荷载序号1分布图（实粗线表示荷载作用的单元）
单元荷载序号2分布图（实粗线表示荷载作用的单元）
(2) 单元荷载图(力：kN；分布力：kN/m；弯矩：kN.m；分布弯矩：kN.m/m)
第 0 工况单元荷载简图
工况单元荷载简图第 2 工况单元荷载简图
第 3 工况单元荷载简图
3. 其它荷载
(1). 地震作用
规范：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
地震烈度： 8度(0.30g)
水平地震影响系数最大值： 0.24
计算振型数： 2
建筑结构阻尼比： 0.035
特征周期值： 0.35
地震影响：多遇地震
场地类别：Ⅰ1类
地震分组：第三组
周期折减系数： 1.00
地震力计算方法：振型分解法
(2). 温度作用
4. 荷载组合
(1) 1.35 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1
(2) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1
(3) 1.00 恒载 + 1.40 活载工况1
(4) 1.20 恒载 + 1.40 风载工况2
(5) 1.00 恒载 + 1.40 风载工况2
(6) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况2
(7) 1.00 恒载 + 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况2
(8) 1.20 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况2
(9) 1.00 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况2
(10) 1.20 恒载
(11) 1.20 恒载 + 1.40 风载工况3
(12) 1.00 恒载 + 1.40 风载工况3
(13) 1.20 恒载 + 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况3
(14) 1.00 恒载 + 1.40 活载工况1 + 1.40 x 0.60 风载工况3
(15) 1.20 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况3
(16) 1.00 恒载 + 1.40 x 0.70 活载工况1 + 1.40 风载工况3
六、内力位移计算结果
1. 内力
1.1 工况内力
第 0 工况内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 1 工况内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 3 工况内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
地震工况第 2 种情况内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
1.2 组合内力
第 3 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 6 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 8 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 9 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 11 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 12 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 14 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 15 种组合内力表 (单位：N、Q(kN)；M(kN.m))
第 16 种组合内力表
1.3 最不利内力
各效应组合下最大支座反力设计值(单位：kN、kN.m)
3.8
0.0 2.8 0.0
-0.0 0.5 0.0
轴力 N 包络图(单位：kN)
弯矩 M2 包络图(单位：kN.m)
1.4 内力统计
轴力 N 最大的前 3 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)
轴力 N 最小的前 3 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)
弯矩 M2 最小的前 3 个单元的内力 (单位：m,kN,kN.m)
2. 位移
2.1 工况位移
2.2 组合位移
“X向位移”最大的前 5 个节点位移表（单位：mm）
“Y向位移”最大的前 5 个节点位移表（单位：mm）
“结构层”层“X向位移”最大的前 5 个节点位移表（单位：mm）
“结构层”层“Y向位移”最大的前 5 个节点位移表（单位：mm）
“结构层”层“Z向位移”最大的前 5 个节点位移表（单位：mm）
“结构层”层“合位移”最大的前 5 个节点位移表（单位：mm）
“结构层”层“X向位移”最小的前 5 个节点位移表（单位：mm）
七、设计验算结果
本工程有1种材料：
Q235弹性模量: 2.06*105N/mm2;泊松比: 0.30;线膨胀系数: 1.20*10-5;质量密度: 7850kg/m3.
最严控制表 (强度和整体稳定为(应力/设计强度))
“强度应力比”最大的前 5 个单元的验算结果（所在组合号／情况号）
按“强度应力比”统计结果表
“绕2轴整体稳定应力比”最大的前 5 个单元的验算结果（所在组合号／情况号）
按“绕2轴整体稳定应力比”统计结果表
“绕3轴整体稳定应力比”最大的前 5 个单元的验算结果（所在组合号／情况号）
按“绕3轴整体稳定应力比”统计结果表
“绕2轴长细比”最大的前 5 个单元的验算结果
按“绕2轴长细比”统计结果表
“绕3轴长细比”最大的前 5 个单元的验算结果
按“绕3轴长细比”统计结果表
附录
冷弯卷边槽钢截面示意图
八、结构连接验算：
1：柱脚与基础连接验算：M12
查《钢结构设计手册》表20-6 单个普通C级螺栓的承载力设计值（Q235）螺栓直径d=12mm，受拉承载力设计值错误！未找到引用源。

；受剪承载力（单剪）错误！未找到引用源。

；承压板的厚度为8mm时，承压承载力设计值错误！未找到引用源。

3D3S计算结果：
柱脚处水平剪力最大为：错误！未找到引用源。

；
受压力错误！未找到引用源。

；
上拔拉力错误！未找到引用源。

；
2：斜柱与斜梁连接验算：M12
3D3S计算结果：此处最大轴力5.1 kn，对连接螺栓产生剪应力。

查《钢结构设计手册》表20-6 单个普通C级螺栓的承载力设计值（Q235）螺栓直径d=12mm，受剪承载力（单剪）错误！未找到引用源。

；
则：错误！未找到引用源。

；
九、横梁承载验算:
截面C80x40x15x2 按照等跨连续梁计算，截面满足设计承载要求。

恒载取：0.17x1.64/2=0.14 kn/㎡
活载取：：0.18x1.64/2=0.15 kn/㎡
风荷载取：0.77xsin32x1.64/2=0.34 kn/㎡
PKPM计算结果如下：
连续横梁计算
钢梁钢材：Q235
容许挠度限值[υ]: l/180
强度计算净截面系数：1.000
计算梁截面自重作用: 计算
活荷作用方式: 一次加载
强度计算净截面系数：1.000
钢梁截面：C80X40X15X2.0
各跨信息：
跨号： 1 2 3 4 5
跨度(m)： 3.10 3.10 3.10 3.10 3.10
面外支撑： 3 0 0 0 0
----- 设计依据-----
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)
----- 钢梁作用与验算-----
1、截面特性计算
A =3.4700e-004; Ix =3.4160e-007; Iy =7.7900e-008;
Wx1=8.5400e-006; Wx2=8.5400e-006; Wy1=5.3600e-006; Wy2=3.0600e-006;
2、钢梁上荷载作用
△恒荷载
作用跨作用方向荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2
1 竖向 1 0.14 0.00 0.00 0.00
2 竖向 1 0.14 0.00 0.00 0.00
3 竖向 1 0.1
4 0.00 0.00 0.00
4 竖向 1 0.14 0.00 0.00 0.00
5 竖向 1 0.14 0.00 0.00 0.00
钢梁自重作用折算均布线荷(KN/m): 0.0272;
△活荷载
作用跨作用方向荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2
1 竖向 1 0.15 0.00 0.00 0.00
2 竖向 1 0.15 0.00 0.00 0.00
3 竖向 1 0.15 0.00 0.00 0.00
4 竖向 1 0.1
5 0.00 0.00 0.00
5 竖向 1 0.15 0.00 0.00 0.00
△风荷载
作用跨作用方向荷载类型荷载值1 荷载参数1 荷载参数2 荷载值2
1 竖向 1 0.34 0.00 0.00 0.00
2 竖向 1 0.34 0.00 0.00 0.00
3 竖向 1 0.3
4 0.00 0.00 0.00
4 竖向 1 0.34 0.00 0.00 0.00
5 竖向 1 0.34 0.00 0.00 0.00
3、荷载效应组合
△基本组合
△组合1：1.2恒+ 1.4活
△组合2：1.2恒+ 1.4活+ 0.6×1.4风
△组合3：1.2恒+ 0.7×1.4活+ 1.4风
△组合4：1.35恒+ 0.7×1.4活
△标准组合
△组合5：1.0恒+ 1.0活
4、第1 跨强度、稳定验算
上部受拉（负弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=-0.833 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：97.567 < f'=226.173
第1 跨负弯矩作用强度验算满足。

下部受拉（正弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=0.617 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：72.212 < f'=226.173
第1 跨正弯矩作用强度验算满足。

跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m)：Mx=0.617 ;My=0.000(组合：3) 有效截面计算结果：
全截面有效。

受弯构件整体稳定系数：φb=1.000
稳定计算最大应力(N/mm2)：72.212 < f=205.000
第1 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。

抗剪验算控制内力(kN)：V=1.546(组合：3)
稳定计算最大应力(N/mm2)：12.177 < f=120.000
第1 跨抗剪验算满足。

5、第2 跨强度、稳定验算
上部受拉（负弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=-0.833 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：97.567 < f'=226.173
第2 跨负弯矩作用强度验算满足。

下部受拉（正弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=0.260 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：30.490 < f'=226.173
第2 跨正弯矩作用强度验算满足。

跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m)：Mx=0.260 ;My=0.000(组合：3) 有效截面计算结果：
全截面有效。

受弯构件整体稳定系数：φb=0.732
稳定计算最大应力(N/mm2)：41.653 < f=205.000
第2 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。

抗剪验算控制内力(kN)：V=1.344(组合：3)
稳定计算最大应力(N/mm2)：10.589 < f=120.000
第2 跨抗剪验算满足。

6、第3 跨强度、稳定验算
上部受拉（负弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=-0.625 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：73.175 < f'=226.173
第3 跨负弯矩作用强度验算满足。

下部受拉（正弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=0.365 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：42.686 < f'=226.173
第3 跨正弯矩作用强度验算满足。

跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m)：Mx=0.365 ;My=0.000(组合：3) 有效截面计算结果：
全截面有效。

受弯构件整体稳定系数：φb=0.732
稳定计算最大应力(N/mm2)：58.315 < f=205.000
第3 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。

抗剪验算控制内力(kN)：V=1.277(组合：3)
稳定计算最大应力(N/mm2)：10.059 < f=120.000
第3 跨抗剪验算满足。

7、第4 跨强度、稳定验算
上部受拉（负弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=-0.833 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：97.567 < f'=226.173
第4 跨负弯矩作用强度验算满足。

下部受拉（正弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=0.260 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：30.490 < f'=226.173
第4 跨正弯矩作用强度验算满足。

跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m)：Mx=0.260 ;My=0.000(组合：3) 有效截面计算结果：
全截面有效。

受弯构件整体稳定系数：φb=0.732
稳定计算最大应力(N/mm2)：41.653 < f=205.000
第4 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。

抗剪验算控制内力(kN)：V=1.344(组合：3)
稳定计算最大应力(N/mm2)：10.589 < f=120.000
第4 跨抗剪验算满足。

8、第5 跨强度、稳定验算
上部受拉（负弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=-0.833 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
负弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：97.567 < f'=226.173
第5 跨负弯矩作用强度验算满足。

下部受拉（正弯矩作用区段）强度验算：
强度验算控制内力(kN.m)：Mx=0.615 ;My=0.000(组合：3)
有效截面计算结果：
全截面有效。

考虑冷弯效应强度设计值(N/mm2)：f'=226.173
正弯矩作用强度计算最大应力(N/mm2)：71.990 < f'=226.173
第5 跨正弯矩作用强度验算满足。

跨中上翼缘受压稳定验算控制内力(kN.m)：Mx=0.615 ;My=0.000(组合：3) 有效截面计算结果：
全截面有效。

受弯构件整体稳定系数：φb=0.732
稳定计算最大应力(N/mm2)：98.348 < f=205.000
第5 跨跨中上翼缘受压稳定验算满足。

抗剪验算控制内力(kN)：V=1.545(组合：3)
稳定计算最大应力(N/mm2)：12.177 < f=120.000
第5 跨抗剪验算满足。

9、连续钢梁挠度验算
验算组合: 5
第1 跨最大挠度(mm): 2.735
第1 跨最大挠度(mm): 2.735 (L/1133)< 容许挠度: 17.222
第1 跨挠度验算满足。

第2 跨最大挠度(mm): 0.598
第2 跨最大挠度(mm): 0.598 (L/5188)< 容许挠度: 17.222
第2 跨挠度验算满足。

第3 跨最大挠度(mm): 1.282
第3 跨最大挠度(mm): 1.282 (L/2417)< 容许挠度: 17.222
第3 跨挠度验算满足。

第4 跨最大挠度(mm): 0.598
第4 跨最大挠度(mm): 0.598 (L/5188)< 容许挠度: 17.222 第4 跨挠度验算满足。

第5 跨最大挠度(mm): 2.697
第5 跨最大挠度(mm): 2.697 (L/1149)< 容许挠度: 17.222 第5 跨挠度验算满足。

****** 连续钢梁验算满足。

******
====== 计算结束======。