支架受力计算书
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光伏支架项目风载、雪载、抗震分析报告书
------冀电C型钢支架
1.1 自然条件(50年一遇)
(1)基本风压W0=0.3kN/m2
(2)基本雪压S0=0.2kN/m2
(3)设计基本地震加速度值为0.05g。
1.2 抗震设防
(1)根据《中国地震烈度表》查知贵州地区基本烈度为6度。
(2)根据周边已建项目的地质勘察情况,本项目所在区域地貌单一,地层岩性均一且层位稳定,对基础无任何不良影响,适于一般性工业及民用建筑。(3)抗震设施方案的选择原则及要求
建筑的平、立面布置宜规划对称、建筑的质量分布和刚度变化均匀,楼层不宜错层,建筑的抗震缝按建筑结构的实际需要设置,结构设计中根据地基土质和结构特点采取抗震措施,增加上部结构及基础的整体刚度,改善其抗震性能,提高整个结构的抗震性。
1.3 荷载确定原则
在作用于光伏组件上的各种荷载中,主要有风、雪荷载、地震作用、结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等,其中风荷载引起的效应最大。
在节点设计中通过预留一定的间隙,消除了由各种构件和饰面材料热胀冷缩引起的作用效应,还比较美观合理。
在进行构件、连接件和预埋件承载力计算时,必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数,即采用其设计值。
①风荷载
根据规范,作用于倾斜组件表面上的风荷载标准值,按下列公式(1.1)计算:Wk= βgz .μs.μz.W0 ···············(1.1)
式中: Wk 风荷载标准值( kN /m2 );
βgz 高度z 处的阵风系数;标高地面位置取值1.69。
μs风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 取值。取值为1.3。
μz风压高度变化系数;取值1.25.
Wo 基本风压( kN /m2 ):
贵州地区基本风压取值0.3KN/M2,按规范要求,进行构件、连接件和锚固件承载力计算时,风荷载分项系数应取γw = 1.4,即风荷载设计值为:
w = γw .wk = 1.4wk ·············(1.2)
该项目取值w = 1.15kN/m2,组件面积约为70.15 m2,故最大推力=1.15×70.15×sin20º=27.59 KN,而最大上拔力=1.15×70.15×cos20º=70.81KN。
②雪荷载
地面水平投影面上的雪荷载标准值,应下式(2.1)计算:
Sk = μr So ················(2.1)
式中,Sk 雪荷载标准值(kN / m2);
μr 屋面积雪分布系数;根据规范取值0.6;
基本雪压So (kN / m2);依贵州地区50 年一遇最大雪荷载查规范取值0.2 kN / m2;则该项目最大雪荷载参考值为0.12kN / m2。组件面积约为70.15 m2,故最大雪载荷值为8.42KN;
③结构自重:
光伏组件:Q1=18.5kg/块*40块=740kg;
支架C型钢重量:Q2=3.53kg/m*(16*5+4.5*5+6.55*5+3.8*4)m=531.1Kg; 螺栓及其它部件重量:80Kg;
结构自重及负重等共计1351.1kg,即135.1KN。
④螺栓组合
M8螺栓的最大承受拉力为1.5KN,取其1.2KN安全数值,本套支架共计100套螺栓与结构固定,故螺栓最少可以承受120KN拉力;数据可得它大于风载荷70.81KN ,故支架部分螺栓固定完全可以满足风载荷要求;
⑤荷载组合
按规范要求对作用于组件同一方向上的各种荷载应作最不利组合。本套太阳能支架系统其平面外的荷载最不利荷载组合为逆向风载荷、结构自重、雪载合计为:171.1KN(结构自重+风载最大推力+最大雪载)>>70.81kN(风载最大上拔力)。
结论:该太阳能发电支架系统采用C型钢螺栓紧固方式可满足抗风载、雪载及抗上拔力要求。
参考文献:
附表一:风载荷规范相关参考表
附表二:螺栓强度容许值参考表
附表三:全国各城市50年一遇雪压和风压表附表四:引用规范
《建筑结构载荷规范》GB50009—2001
《钢结构规范》GB50017—2003
附表五:膨胀螺栓受力性能表