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*50mm混凝土屋顶太阳能板安

2、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4.1 屋顶荷载的确定（1）设计取值：1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 W 的短期复合荷重。2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。3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 方阵的稳定可靠。截面面 支架尺寸（mm ）41*41*2安装角度 25 材料镀锌截面面积（A）277I 型钢重 1：LSkg/m支架尺寸41

3、*41*2祓面商妥装向度材料镀锌截面面祝(A )277陌心丰牠到腰板沈缘的L451bE01形心主轴到異缘尖的距2,6484盼01离惯性矩IX8. 3731H+O4P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+03X_ /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惯性矩 lx 8.3731E+04惯性矩 ly 4.5694E+04回转半径 ix 1.7386E+01回转半径

4、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：1固定荷重 G太阳能板质量：G 仁 20kgX20=400kg 3920N;所以 C 形轨道承载的固定荷载重量 G=3920N;2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；pz :风压高度变化系数（0.84 ）;W0 :基本风压（KN/m2 ）按建筑结

5、构荷载规范表 7.5.1E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ps 为 1.475 ,所以，Wk=1.6*0.83*0.84*0.57=0.636KN/m23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 ）;Mr：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 621Mr=0.2SO 为 0.35 KN/m2所以 Sk=0.2*0.35=0.07 KN/m24地震荷载根据建筑抗震设计规范，采用底部剪力法时，按下列公式确定：FEk= 1 *GeqFEk 为结构总水平地震作用标准值；1 为水平地

6、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。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 05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=26.845KN5.1.2-2C 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/m（系统由 4 排轨道支撑，每排轨道长 10.2m ）

7、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=6.9X105 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） =0.12KN/m2钢结构自重：q=0.

8、08KN/m2q=0.20KN/m25.1.2 .风荷载：风荷载标准值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D.4)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)=1.0 x0.20-1.4 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：30.1mx 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/30.1m=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 20kgX20=400kg支架总荷重：G=136kg水泥墩荷重：G2=125kgX10=1250kg(2) 屋顶单位面积受力总荷重:400+136+1250kg=1786kg组件安装面积：10.125X2.973 30.