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GB500682001建筑结构荷载规范GB500092001（2006年版）建筑抗震设计规范GB500112010钢结构设计规范GB500172003冷弯薄壁型钢结构设计规范GB500182002不锈钢冷轧钢板和钢带GB/T328020073设计条件：太阳能板规格：1650mm*990mm*50mm混凝土屋顶太阳能板安装数量：200块最大风速：27.5

2、m/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TRC0006-1997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：1.1 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。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。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。屋面高度20m。1.2 结构材料：C型钢重量：1.8kg/m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）277C型钢重量：1.8kg/m截面面支架尺寸(ram

3、)41*41*2安装角度25材料镀锌截面面积(A)277形心主轴到腹板边缘的L4516E+01形心主轴到翼缘尖的距2,6-I84E+01离惯性矩Ix8.3731E+04惯性矩Iy5&94E+04飞ITJ回转半径IX1.7386E+01回转半径iy1,2844E+01截面抵抗矩wx4.0344B+03截面抵抗矩Wx4.Q844E+03截面抵抗矩Wy11478E+03截面抵杭矩WyyL7254E+03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Ix8.3731E+04惯性矩Iy4.5694E+04回转半径ix1.7386E+01回转半径iy1.284

4、4E+01截面抵抗矩Wx4.0844E+03截面抵抗矩Wx4.0844E+03截面抵抗矩Wy3.1478E+03截面抵抗矩Wyy1.7254E+031.3 假定荷重：固定荷重G太阳能板质量：G1=20kgX20=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=Bgz（is陷W0Wk:风荷载标准值（KN/m2）;国z:高度Z处的风振系数；日：风荷载体型系数；陷：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叨1.6所以由z=1.6根据建筑结构荷载规范表F7.

5、3.1,体型系数为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=q*S0；Sk:雪荷载标准值（KN/m2）;Mr：屋面积雪分布系数;S0:基本雪压（KN/m2）根据建筑结构荷载规范表6.2.1Mr=0.2S0为0.35KN/m2所以Sk=0.2*0.35=0.07KN/m2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；1max；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5.1.

6、2-21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/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=15666N/cm2（8661.76/15666）1所以安全弯曲61（由4根横梁支撑）E=6.9X105N/cm2IM=12cm4跨距2

7、07.3cm,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=0.2/（1.64x0.99）=0.12KN/m2钢结构自重：q=0.08KN/m2q=0.20KN/m25.1.2 .风荷载：风荷载标准值扬中市地区基本风压（n=50）:（建筑结构荷载规范附录D.4）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

8、雪压（n=50）:体型系数：=0.35x1=0.355.2 荷载组合最不利负载组合为：1.0恒+1.4风(一)=1.0x0.20-1.4x0.389=-0.3446KN/m25.3 基础校核电池板投影面积：10.125mx2.973m=30.1m2负荷载：30.1m2x0.3446KN/m2=10.37KN基础总配重：1.22KNx10个=12.2KN平均载荷：12.2KN/30.1m2=0.405KN/m2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：G1=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=30.1m