屋顶光伏电站支架强度及屋面载荷计算.docx

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****冲心、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：0.3m
2参考规范
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB568—21
《建筑结构荷载规范》GB509—21（26年版）
《建筑抗震设计规范》GB511—2010
《钢结构设计规范》GB517—23
《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB518—22
《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280—27
3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：2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TRC06-1997
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：
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。
4.2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）277
高惯性矩ii8.3731R+04愤性矩Iy4.569JE+0411IT回转半径ix1.7386E-HQ1回转半径iy1.1844Ei-01截面抵抗建敞4.0844E+031Ij截面抵抗矩Wx10841E+03截面抵抗矩Wy3-1478EN3截面抵抗姮Wyy1,T254R+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iy1.2844E+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+03
4.3假定荷重：
固定荷重G
太阳能板质量：G1=20kgx20=4kg-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=pgzpspzW0
Wk:风荷载标准值（KN/m2）;
Pgz：高度Z处的风振系数；
ps：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《建筑结构荷载规范》表7.5.1?为1.6
所以Pgz=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/m2
雪压荷重
根据《建筑结构荷载规范》中规定：
Sk=pr*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=0.2
S0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*Geq
FEk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。

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+S
P=3920+636*1.64*0.99*20+70*1.64*0.99*20=26.845KN
C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235N/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/cm2
IM=12cm4
跨距207.3cm，最大位移量207.3/1=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，计算简图见图1
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/m2