日本太阳能支架完整计算书

1、太陽電池基礎架台安定計算書大阪府富田林市地表面粗度区分設計用基準風速適用地域34m/s 6段 10用 b=3000 1. 風荷重計算1.1 設計上準拠指針、基準等jis c 8955 太陽電池用支持物設計基準1.2 風圧荷重設計用風圧荷重作用風圧、次式算出。w cw q aw、w : 風圧荷重 (n)cw : 風力係数q :設計用速度圧 (n/m2)aw :受風面積 (n/m2)(面見付面積)設計用速度圧設計用速度圧、次式算定。q 0.6 vo2 e i、q :設計用速度圧 (n/m2)vo :設計用基準風速 (m/s)e :環境係数i :用途係数設計用基準風速建設地点地方過去台風記録基風害程

2、度他風性状応、 3046m/s範囲内定風速用。環境係数環境係数、次式算定。e er2 gf、e : 環境係数er :平均風速高方向分布表係数gf :影響係数(hzb以下場合)(hzb超場合)zbher 1.7 er 1.7 zgzg、zb、zg及:地表面粗度区分応下表掲数値h :面平均地上高 (m)zb、zg及地表面粗度区分zb(m)zg(m)都市計画区域外、平障害物特定行政庁規則定区域。都市計画区域外地表面粗度区分区域以外区域 (地上高 13m 以下場合除。)又都市計画区域内地表面粗度区分区域外区域、海岸線又湖岸線(対岸距離 1500m 以上限。以下同。)53500.15距離 500m 以内

3、区域 (、地上高 13m 以下場合又当該海岸線若湖岸線距離 200m 超、地上高 31m 以下場合除。)地表面粗度区分、又以外区域54500.20都市計画区域内、都市化極著特定行政庁規制定区域52500.10105500.271影響係数面平均地上高h(1)(2)(3)(m)10以下場合10超 40未満40以上場合地表面粗度区分場合2.01.82.22.02.52.13.12.3用途係数用途係数、下表。太陽光発電用途用途係数極重要太陽光発電1.32通常太陽光発電1.0通常太陽光発電風速設計用再現期間年、用途係数 1.0相当。 ?面風力係数地上設置 (単独)正圧場合地上設置 (単独)負圧場合cw

4、= 0.65 + 0.009 cw = 0.71 + 0.016 、 15 45、 15 45風力係数 (cw)順風逆風架台複数場合周囲端部左値、中央部左値 1/2。cw( 正圧)cw( 負圧)0.79150.950.83201.030.88251.110.92301.19支持物構成材風力係数地上設置基礎風力係数c 1.2。平均風速高方向h =(m)分布表係数算定zber 1.7 0.691zg地表面粗度区分1.7450(1) (3) 掲数値直線的補間数値設置形態備考地上設置2.0050.22環境係数算定e =er2gf=0.69122.5=1.194地表面粗度区分設計用速度圧算定q=0.6v

5、o2ei=0.634(m/s)21.1941.0=828(n/m2)設計用基準風速適用地域受風面積(製品1基当受持、面面積)aw =6.050(m)3.340(m)=20.207(m2)(支持物壁面正圧方向面積)a =1.015(m2)1(基) =1.015(m2)(支持物壁面負圧方向面積)a =1.347(m2)1(基) =1.347(m2)風圧荷重算定(面正圧方向)w1 =cwqaw=0.79828(n/m2) 20.2(m2)= 13,218(n)(面負圧方向)w2 =cwqaw=0.95828(n/m2) 20.2(m2)= 15,895(n)(支持物正圧方向)w1=cqa=1.282

6、8(n/m2)1.015(m2)=1,009(n)(支持物負圧方向)w2=cq a=1.2828(n/m2)1.347(m2)=1,338(n)32. 製基礎架台設計2.1 設計条件(1) 単位体積重量鉄筋単位重量 24.5 (kn/ 3）2500 (kg/ 3）(2) 使用材料強度設計基準強度 = 30.0 (n/mm2) (n/mm2）常時風荷重時地震時許容曲圧縮応力度a11.013.816.5許容断応力度ca0.500.630.75鉄筋許容引張応力度 (sd295 同等品以上)sa160200240(3) 設置地盤定数製架台底版基礎地盤間摩擦係数 0.500(4) 安定条件風荷重時地震時

7、滑動対検討fsa = 1.2fsa = 1.0転倒対検討fsa = 1.2fsa = 1.0(mm)支持対検討(5) 形状寸法(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)151151300056410935641701800180010 170170109342.2 安定検討(1) 固定荷重算定(製品基 当)太陽電池20(kg) 12.00( 枚) = 240.00(kg)2,352(n) 固定用溝型鋼 (100503.2)4.80 (kg/m) 6.050 (m) 4.00 (本) = 116.16 (kg) 1,138(n) 4.80 (kg/m

8、) 3.000 (m) 2.00 (本) = 28.80 (kg)282(n) 基礎架台 2,228 (kg) 1.0 (基) = 2,228 (kg)21,834(n) 固定荷重 : g2,613 (kg)25,607(n) (2) 風荷重 (逆風)(面負圧方向)p =w2=(kn)pv1 =(kn)cos10 =(kn)ph1 =(kn)sin10 =(kn)(架台側面負圧方向)ph2 =w2=(kn)wg =(kn)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(3) 風荷重（順風）(面正圧方向)p =w1=(kn)pv1 =(kn)cos10 =(kn)ph1 =(kn)sin10

9、=(kn)(架台側面正圧方向)ph2 =w1=(kn)wg =(kn)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)564282605010 300015001029109313.2182.295300013.21813.21813.01710 547102915001.00925.60715.8952.76015.89515.89515.65460501.33825.6075(4) 転倒検討 ( 逆風時)o 点転倒mo=(kn) (m)+(kn)(m)=(kn?m)抵抗mr=(kn)-(kn) (m)=(kn?m)転倒安全率fs=mr / mo= fsa = 1.2ok!転倒製架台抵抗大転

10、倒対安全。(5) 滑動検討 ( 逆風時)wg=(kn)-(kn)=(kn) 0.500製架台生水平力ph=(kn)+(kn)=(kn)製架台底版生摩擦抵抗力mt=(kn)=(kn)滑動安全率fs=mt / ph= fsa = 1.2ok!水平力製架台面生摩擦抵抗大滑動対安全。(6) 地盤反力算定(順風時)o 点転倒mo =(kn)(m)+(kn)(m)=(kn?m)製架台抵抗mr =(kn)(m)+(kn)(m)=(kn?m)製架台生鉛直力wg =(kn)+(kn)=(kn)製架台生水平力ph =(kn)+(kn)=(kn)o 点合力作用点距離(kn?m)-(kn?m)(kn)=(m)偏心距離

11、e= b/2-d=(m)(kn?m)転倒安全率fs=mr /mo= fsa = 1.0ok!転倒製架台抵抗大転倒対安全。(4) 滑動検討 ( 地震時)wg=(kn) 0.500製架台生水平力ph=(kn)製架台底版生摩擦抵抗力mt=(kn)=(kn)(kn)転倒安全率fs=mt /ph= fsa = 1.0ok!水平力製架台面生摩擦抵抗大滑動対安全。0.503.61112.66237.9873.61110.5225.3250.50025.32512.66212.6621.009(5) 地盤反力算定 ( 地震時)wg =(kn)mo =(kn?m)mr =(kn?m)o 点合力作用点距離(kn?

12、m)-(kn?m)(kn)=(m)偏心距離e= b/2-d=(m) 1/6?b=(m)最大地盤反力度6 eb(kn)(m)(m)(m)(m)=,(kn/m2)底版反力、風荷重載荷時最大、底版構造計算、省略。(6) 地震荷重断面検討設計用水平震度k=地震荷重k= g k重量 g (kn)重量 g (kn)太陽電池2.3521.176固定用溝型鋼 (100503.2)1.1380.569基礎架台 縦壁(長手)3.8961.948基礎架台 縦壁(短手)2.7441.372基礎架台 底版部15.1957.597合計25.32512.662縦壁(長手) ph1 =(1.176(kn)+0.569(kn)

13、/2=0.873(kn)ph2 =1.948(kn)縦壁(短手) ph3 =(1.176(kn)+0.569(kn)/2=0.873(kn)ph4 =1.372(kn)ph1=0.873(kn)ph3=0.873(kn)ph4=1.372(kn)0.547(m)0.537.98725.3253.611d =37.9873.61125.3251.3570.1430.500q1?q2=wg(1 )bl=25.325(10.282ph2=1.948)3.0001.8003.0006.0273.3526(kn)(m)(m)0.1431.50010 103.3 曲及断力計算(地震時)3.3.1 地震時荷

14、重検討縦壁(長手)(1) 曲及断力曲及断力、片持梁算出。l1=(mm)=(kn)l2=(mm)=(kn)q= ph1+ph2=(kn)ph1ph2mbm=-p?lm1=(kn)(m)=(kn?m)abm2=(kn)(m)=(kn?m)q 図pbm=(kn?m)+(kn?m)q=-p=(kn?m)-pm 図-p?l3.3.2 地震時荷重検討縦壁(短手)l3=(mm)ph3=(kn)l4=(mm)ph4=(kn)q= ph3+ph4=(kn)ph3ph4mbm=-p?lm3=(kn)(m)=(kn?m)abm4=(kn)(m)=(kn?m)q 図pbm=(kn?m)+(kn?m)q=-p=(kn?

15、m)-pm 図-p?l0.4920.3871.3720.2820.8732.2450.8730.5640.492ph21.0640.8730.8790.3872.8210.8731.0930.9540.5471.3722821.0640.9542.0191.94810931.948546.5564ph1113.4. 応力照査結果 ( 製品1基当計算)部 材側 壁着目点長手側短手側曲? m (kn?m)2.0190.879軸力 n (kn)0.0000.000断力 s (kn)2.8212.245部材厚 h (mm)151151部材幅 b (mm)655655鉄筋被 (mm)4040鉄筋 径x本

16、数d13x6.0d13x6.0鉄筋断面積 (mm2)760760中立軸位置 x (mm)47.147.1部材厚 d (mm)( 断検討時)151151?圧縮応力度 c (n/mm2)1.370.60許容値 ca (n/mm2)16.516.5判定引張鉄筋応力度 s (n/mm2)27.8812.14許容値 sa (n/mm2)240240判定?断応力度 c (n/mm2)0.040.03許容値 ca (n/mm2)0.750.75判定124. 製基礎架台設計(積雪荷重時)4.1 設計条件地上鉛直積雪量zs =(m)(富田林市)雪平均単位荷重p =(n/m2)積雪 1cm積雪面積 (面水平投影面

17、積)as = b l=(mm) (mm)=(m2)4.2 積雪荷重計算(1) 配係数 : cscs = cos( ) : 積雪面勾配= cos()=(2) 積雪荷重 : ss= cs p zs as=0.98320(n/m2)25(cm) 19.9(m2)=9.781(kn)(製品1基当)(3) 地盤反力算定 ( 積雪時)固定荷重 : g=(kn)wg = g + s=25.325 (kn)+9.781(kn)=35.106 (kn)(4) 最大地盤反力度q=wg/( b l )=35.106 (kn)/(3.000(m) 1.800(m)=6.501(kn/m2)底版反力、風荷重載荷時最大、

18、底版構造計算、省略。0.2500.9836050coscos334025.3251.510() 19.910() 201.510() 135. 固定用薄型鋼設計5.1 縦向鋼材(1) 作用力計算l =6050(mm)風荷重逆風時使用。(面負圧方向荷重)p2 =0.047(kn/m)w2 = 15,895(n)(製品1基当)(太陽電池重量)w1 =2,352(n)(製品1基当)(固定用溝型鋼重量)p1 =0.754(kn/m)w = w2 + w1= 15,895(n) +2,352(n)a= 18,247(n)(製品1基当)cb製品1基当固定用薄型鋼使用量4 本l =2894(mm)固定用薄型

19、鋼 1 本分布荷重a=1578(mm)a=1578(mm)p1 = 18,247(n)/4.0(本)/6.050(m)=0.754(kn/m)固定用薄型鋼 1 本自重p2 =1,138(n)/4.0(本)/6.050(m)=0.047(kn/m)forume8製計算 freme( 面内)電算処理。(2) 断面算定固定用溝型鋼 (1005050 t=3.2)断面積aw =6.063(cm2)断面係数zx =18.7(cm3)断面二次ix =93.6(cm4)計算結果b 点c 点a 区間l 区間l/2点zx(cm3)18.7aw (cm2)6.063m (kn?m)0.9970.159s (kn)1.2641.159-c (n/mm2)53.38.5ca (n/mm2)140判定okok (n/mm2)2.081.91-a (n/mm2)80.0-判定okok-(3) 量計算最大量 =1.669(mm)変位量y =