固定式光伏支架计算书

1、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12分析方法与软件13设计依据14材料及其截面15荷载工况与组合25.1荷载工况25.1.1支架所受荷载25.2荷载组合36结构建模4模型概况4结构计算模型、坐标系及约束关系4荷载施力口57主要计算结果7构件应力比7构件稳定性校核1.1.1工程概述支架共 8 根，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

2、 SAP2000V15 钢结构分析软件进行结构计算分析。3设计依据建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)建筑结构荷载规范(GB50009-2012)建筑抗震设计规范(GB50011-2010钢结构设方 f 规范(GB50017-2003)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/m3fy 屈服强度N/m2f设计强度N/m2抗拉强度N/m2弹性模量 E1N/m2泊松比 UQ2357.85E4235E6215E6390E62.1E110.3Q3457.85E4345E6310E6470E62.1E110.35荷载工况与组合荷载工况计算所考

3、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）。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。荷载通过楝条传递到支架柱上，模型按各荷载大小均匀分布到楝条上进行加载。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）：0.15kN/itf（包括各种连接件）。组件总重：W 组件=150*22.16*3.3=10969.2N楝条线荷载：q 组件=W 组件/（4*22.16）=123.8N/m3）雪荷载：雪荷载由四根楝条承受，按线均布荷载计：按下面公式计算：Sk=他So=0.

4、7*0.639=0.4473kN/m2注：a）电池板安装角度为 35 度，伍取 0.7。b）S0 为 25 年重现期雪压值（根据牡丹江市(GB50009-2012)求得)雪压总重：W 雪=447.3*22.16*2.708=26842N楝条线荷载：q 雪=W 雪/(4*22.16)=302.8N/m4)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：Wk=但*ps*pz*30=1*1.3*1*0.43=0.559kN/m2其中：、地面粗糙度为B类，安装高度小于10米，4 取 1。色取 1。30(等于0.43kN/m2)为 25 年重现期风压值(根据牡丹江市

5、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楝条线荷载：q 风=W 风/(4*22.16)=461.2N/m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10 年和 100 年雪压值，按公式 E.3.4(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*

6、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结构建模模型概况计算所考虑的荷载有恒荷载、雪荷载和风荷载。结构计算模型、坐标系及约束关系北立柱上

7、端图 6.2.1 结构计算模型、坐标系及约束图荷载施加恒荷载施加，施加效果见下图 6.3.1。结构构件自重由软件自动计算，其它太阳能电池板及固定安装组件等的自重为 150N/m2,通过线荷载导到楝条上。图 6.3.1 施加恒荷载雪荷载施加，施加效果见下图 6.3.2。通过线荷载导到楝条上。图 6.3.2 施加雪荷载风荷载施加，施加效果见下图 6.3.3、6.3.4。图 6.3.3 风荷载（指向表面）图 6.3.4 风荷载（背离表面）7主要计算结果7.1构件应力比构件在各荷载组合下计算的应力比都小于 1,强度符合要求，正常使用极限状态标准组合下最大变形为 10.7/3000=1/2800.215

8、,中 y 按下面公式计算f2 忌效卜 RL+屏J(与十%14 记二彳J其中：a1=0.73/2=1.216/3=0.302，将数值代入上式，求得y=0.093杆中间受到均布横向力，3mx=my=3tx=3ty=1,X：SEA/(L1A;)hNEX=39795.7NNEy=8475.6N根据下面两个公式，将上述参数值代入，2、交叉撑构件 121(YG48*1.4)稳定性计算1)截面几何特性，详见上表 7.2.1=0.901ff,满足稳定性要求。=0.808ff,满足稳定性要求。2)稳定性校核图7.2.4轴力图斜交叉撑长 3.31m,两端较接，受轴压力，最大轴压力 N=-157.56N计算长度：l

9、x=0*L=1*3.31=3.31ly=四*1_=1*3.31=3.31长细比：入 x=(Jx/ix=201 应=(Jy/iy=201构件属于 b 类截面(x=y=0.184 查钢结构规范附录 C根据下面公式：N/(A)Wf 求得 N/(A)=0.019fWf 满足稳定性要求。3、立柱斜支撑构件 19(YG48*1.4)稳定性计算1)截面几何特性，详见上表 7.2.12)稳定性校核图7.2.5轴力图斜支撑长 1.176m,两端较接，受轴压力，最大轴压力 N=-3617N计算长度：lx=0*L=1*1.176=1.176ly=四 y*L=1*1.176=1.176长细比：入 x=Mx/ix=71

10、.6Xy=(Jy/iy=71.6构件属于 b 类截面(x=y=0.742 查钢结构规范附录 C根据下面公式：N/(A)Wf 求得 N/(A)=0.11ff 满足稳定性要求。4、北立柱构件 14(YG48*2)稳定性计算1)截面几何特性，详见上表 7.2.12)稳定性校核图7.2.6Mx弯矩图图7.2.7My弯矩图北立柱长 1.72m,底端与地固接，最大弯矩在底部，考虑底部 14-1 段（长 0.317m）稳定性（见图 7.2.7）。中下部与立柱斜支撑构件 19 校接（为支撑点），见图 7.2.7 中的 14-1 段，最大弯矩Mx=688.9N.mMy=33.45N.m计算长度：lx=0*L=0

11、.7*0.317=0.222ly=叱*L=2*0.317=0.634长细比：入 x=Mx/ix=13.6Xy=（Jy/iy=38.9构件属于 b 类截面x=0.986y=0.903闭口截面bx=by=1,r=0.7 查钢结构规范附录 C弯矩作用平面内两端钱接mx=0.65-0.35*112.4/688.9=0.593 弯矩作用平面外悬臂 3tx=13my=3ty=1 根据下面公式：工匹1A;）=7ELA/（L根据下面两个公式，将上述参数值代入5、斜梁构件 17（YG48*2.4）稳定性计算1）截面几何特性，详见上表 7.2.12）稳定性校核,满足稳定性要求。=0.897ff,满足稳定性要求。图

12、7.2.9My弯矩图斜梁长 2.54m,中间三个支撑，最大弯矩在 17-1 段（长 0.255）,考虑该段稳定性。最大弯矩 Mx=726.7N.mMy=-44.24N.m计算长度：lx=0*L=2*0.255=0.51ly=叱*L=2*0.255=0.51长细比：入 x=Mx/ix=31.6Xy=（Jy/iy=31.6构件属于 b 类截面中 x=0.93y=0.93闭口截面bx=by=1,r=0.7 查钢结构规范附录 C3mx=3my=3 伙=仅 y=1根据下面公式：根据下面两个公式，将上述参数值代入，X.SmM.然以=0.839ff,满足稳定性要求。Awh&N*yVr/10.8y乂叶力总二叫卜丝风.=0.694ff,满足稳定性要求。匕九,盟（1 一血 6 二）6、南立柱构件 45（YG48*3.9）稳定性计算1）截面几何特性，详见上表 7.2.12）稳定性校核南立柱长 0.538m,底端与地固接，上端悬臂，最大弯矩在底部My=-17.18N.m计算长度：lx=0*L=2*0.538=1.076ly=四 y*L=2*0.538=1.076长细比：入 x=Mx/ix=83.3Xy=（Jy/i