屋顶光伏电站支架强度及屋面载荷计算

1、屋顶光伏电站支架强度及屋面载荷计算屋顶光伏电站支架强度及屋面载荷计算1工程概况项目名称：江苏省*中心小学49KW 光伏屋顶工程地址：江苏省*设计单位：上海能恩太阳能应用技术有限公司建设单位：*有限公司结构形式：屋面钢结构光伏支架支架高度：0.3m2参考规范建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068 2001建筑结构荷载规范GB50009 2001 （ 2006年版）建筑抗震设计规范GB50011 2010钢结构设计规范GB50017 2003冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018 2002不锈钢冷轧钢板和钢带 GB/T3280 20073设计条件：太阳能板规格：1650mm*990mm*50

2、mm混凝土屋顶太阳能板安装数量：200块最大风速：27.5m/s平坦开阔地域太阳能板重量：20kg 安装条件：屋顶计算标准：日本 TRC 0006-1997设计产品年限：20年4型材强度计算-14.1屋顶荷载的确定1（1）设计取值：I 假设为一般地方中最大的荷重，采用固定荷重G和暴风雨产生的风压荷重 WL的短期复合荷重。I 根据气象资料，扬中最大风速为 27.5m/s,本计算最大风速设定为：30m/s。I 对于混凝土屋面，采用最佳倾角安装的系统，需要考虑足够的配重，确保组件I 方阵的稳定可靠。I 屋面高度20m。L4.2结构材料：IC型钢重量：1.8kg/mI 截面面 支架尺寸（mm ）41*

3、41*2I安装角度25 °I材料镀锌L截面面积（A）277I型钢重1： LSkg/m支架尺寸Z41*41*2祓面商妥装向度材料镀锌截面面祝(A)277旳心主牠到腰板沅缘的距髙L451bE01形心主轴到翼缘尖的距2,6484 盼 01离惯性矩IX8. 3731H+O4Pq惯性矩Iy4, 5694B+O4回捷半径IX1. 73UE+01回转半径iy1. 2844时0114, 0S4-IE+03!J截直抵拡矩舸(4.08443+03/戴面枢抗矩旳3.1478B+O3裁面抵抗矩WyyL T25JE代3形心主轴到腹板边缘的距离1.4516E+01形心主轴到翼缘尖的距离 2.6484E+01惯性

4、矩 lx 8.3731E+04惯性矩 ly 4.5694E+04回转半径ix 1.7386E+01回转半径iy 1.2844E+01截面抵抗矩Wx 4.0844E+03截面抵抗矩Wx 4.0844E+03截面抵抗矩Wy 3.1478E+03截面抵抗矩Wyy 1.7254E+034.3假定荷重： 固定荷重G太阳能板质量：G仁20kg X20=400kg 3920N;所以C形轨道承载的固定荷载重量 G=3920N; 风压荷重W根据建筑结构荷载规范中对风载荷的规定如下（按承重结构设计）：Wk =旳z g pz W0Wk:风荷载标准值（KN/m2 ）;旳z :高度Z处的风振系数；g：风荷载体型系数；p

5、z :风压高度变化系数（0.84 ）;W0 :基本风压（KN/m2 ）按建筑结构荷载规范表7.5.1 E为1.6所以 Bgz=1.6根据建筑结构荷载规范表 F7.3.1，体型系数p s为1.475 ,所以，Wk=1.6*0.83*0.84*0.57=0.636KN/m2 雪压荷重根据建筑结构荷载规范中规定：Sk= p*S0 ;Sk :雪荷载标准值（KN/m2 ）;M r：屋面积雪分布系数；SO :基本雪压（KN/m2 ）根据建筑结构荷载规范表 621 Mr=0.2SO 为 0.35 KN/m2所以 Sk=0.2*0.35=0.07 KN/m2 地震荷载根据建筑抗震设计规范，采用底部剪力法时，按

6、下列公式确定：FEk= 1 *GeqFEk为结构总水平地震作用标准值；1为水平地震影响系数值，可取水平地震影响系数最大值max ；Geq为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值。5.1.2-2由于扬中市没有处于我国的地震带，所以根据建筑抗震设计规范表 查得 1为0,所以FEk为0 荷载基本组合P根据建筑结构荷载规范第3.2节荷载组合，计算如下：风压主导时：P=G+W+SP=3920+636*1.64*0.99*20+70*1.64*0.99*20=26.845KNC形轨道结构强度计算C形轨道验算：顺风时，B-C点产生的力矩M1，由下式表示:q=（26845/4/10.2=657.97N

7、/m（系统由4排轨道支撑，每排轨道长 10.2m ）L=2.073m应力由于所使用材料为：允许应力为 23500N/cm2/1.5=15666 N/cm2（8661.76/15666）1 所以安全弯曲31（由4根横梁支撑）E=6.9 X105 N/cm2IM =12cm4跨距207.3cm，最大位移量207.3/100=2.073cm ，所以安全；5屋面配重设计混凝土屋面太阳能方阵采用主次梁布置，电池板以25。倾角布置；次梁及柱采用表面热镀锌钢型材。本计算书依据 2x10 （电池板）阵列进行计算，计算简图见5.1荷载标准值计算5.1.1 .恒荷载：太阳能板：q=02（1. 64x0. 99）

8、=0.12KN/m2钢结构自重：q=0.08KN/m2q=0.20KN/m25.1.2 .风荷载：风荷载标准值D.4)扬中市地区基本风压（n=50 ）:（建筑结构荷载规范附录离地面高度20米位置D类地区：风振系数体型系数：风荷载标准值计算：5.1.3 .雪荷载：雪荷载标准值扬中市地区基本雪压（n=50 ）: 体型系数:=0.35 x1=0.355.2荷载组合最不利负载组合为：1.0恒+ 1.4风(一)=1.0x0.20-1.4 x 0.389=-0.3446 KN/m25.3基础校核电池板投影面积：10.125 m x 2.973m=30.1 m2负荷载：30.1 m x 0.3446 KN/ m =10.37 KN基础总配重：1.22KN x10个=12.2 KN平均载荷：12.2 KN/30.1 m =0.405KN/ m本项目需配置10个1.22KN的基础，基础总配置达到12.2KN，大于负载荷10. 37KN，达到系统要求。6屋面承重计算(1) 荷重太阳能板质量：G仁20kg X20=400kg支架总荷重：G=136kg水泥墩荷重：G2=125kg X10=1250kg(2) 屋顶单位面积受力总荷重:400+136+1250kg=1786kg组件安装面积：10.125 X2.973 "30.1 m单