分布式光伏电站支架结构及荷载计算书2019年12月一、 工程概况 3二、 工程设计依据 32.1、 光伏结构设计参数 32.2、 光伏系统结构设计依据 32.3、 光伏系统结构设计引用规范 3三、 荷载相关计算 43.1、 场地类别划分 43.2、 风荷载核算 43.3、 永久荷载计算 53.4、 雪荷载计算 5四、 结构计算 64.1、 钢架计算 74.1.1、 基本信息 74.2、 有限元分析 94.2.1、 檩条校核（使用有限元分析软件为：sap2000v15） 94.2.2、 槽钢梁（使用有限元分析软件为：sap2000v15） 114.3、 槽钢两端拔力和剪力分析 124.4、 光伏电站自重以及屋顶承载能力分析： 13一、工程概况工程名称：延庆分布式光伏项目 光伏系统设计计算高度10m二、工程设计依据2.1、光伏结构设计参数工程所在地延庆设计施工年限25年结构安全等级三级基本风 压25年0.38kN/平米基本雪 压25年0.33kN/平米2.2、 光伏系统结构设计依据a） 光伏系统工程招标文件b） 设计院提供的施工图文件c） 其他有关本次招标工作的说明文件及相关规范等2.3、 光伏系统结构设计引用规范《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012《钢结构设计规范》GB 50017-2017《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011《光伏发电站设计规范》GB 50797-2012《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002《光伏支架结构设计规程》NB/T10115-2018三、荷载相关计算3.1、 场地类别划分根据地而粗糙度场地可划分为以下类别：A类：近海面，海岛，海岸，湖岸及沙漠区域；B类：指田野，乡村，丛林，丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;C类：指有密集建筑群的城市市区.D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区， 本工程属千B类。
3.2、 风荷载核算根据<<建筑结构荷载规范GB 50009-2012>>省份和城市(Province and City): 北京市基本风压(Basic wind pressure):根据《光伏电站设计规范》GB50797-2012中6.8.7条规定：6.8.7支架的荷载和荷载效应计算应符合下列规定」1风荷载，雪荷载和温度荷栽应按现行国家标准《建筑结 构荷栽规范^GB 50009中跖年一遇的荷载数值取值’地面和 楼顶支架风荷载的体型系数取L 3,建筑物立面安装的支架风 荷载的确定应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 的要求；风荷载、雪荷载应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中25年 一遇的荷载数值取值25年一遇风荷载取值为：Wo = 0.38KPa离地高度 (Height to ground): Hmax = 10m地面粗糙度类别(Ground type): B正风压：P乙(高度z处的风振系数)：结构高宽比小于1.5,所以本工程高度z处的风振 系数为1; (GB50009-2012，8.4.1) uz =1.0 (GB50009-2012，表 8.2.1) 结构体形类别(Shape type):斜坡面(Slope),正风压风荷载体形系数R s可按照GB50797取值为：1.3；负风压风荷载体型系数取值由于本项目光伏支架附着于屋面，体形系数可按照光伏支架结构设计规程(NB/T10115-2018 )中的条款4. L3光伏电站的光伏支架结构风荷载整体体型系数和局部体 型系数宜按表4. L3-1.表4. 1.3-2的规定选用*屋面坡度接近20度，因此体形系数us2取值为：-1.0Wk = BgzXuzXusXWo=1X1X1.3X0.38=0.494kPa负风压为 Wk1== 1X 1X(-1)X0.38=0.38kPakPa3.3、 永久荷载计算太阳能电池板自重每块电池板自重：q1 = 0.19kN /块每块电池板而积：Q1=1.65*0. 99=1. 63皿每平米均布荷载(含连接件)：Q1 = 0. 117kN/^配重块自重：Q3=1*0.34*0.06*2500=51kg单片瓦自重：2.5kg(经现场测量数据)压在槽钢上瓦片按照槽钢10m长度折算瓦片数量为30片30 片瓦片自重 Q4=2.5*30*9.8=0.735kN3.4、 雪荷载计算根据《建筑结构荷载规范GB 50009-2012》公式(6.1.1),25年一遇荷载取值为：Wo = 0.38KPa雪荷载标准值：Sk=u S。
0.33*1=0.33Kpa5 —-雪荷载标准值(kN/m2)；6 ——屋面积雪分布系数；本项目倾角21度，按照规范取值1S——基本雪压(kN/m2),40 5荷载组合值恒载(DL)+风荷载(WL) +雪荷载(SL)荷载组合：标准值：Sk = DL+Wk+SL设计值：51 = 1.2XDL+1.4X0.6Wk+1.4XSL52 = 1.2XDL+1.4XWk+1.40X0.7XSL四、结构计算本项目将采用同一系统，选取受力最不利的形式电池规格1650x992x35mm，单个标准阵列组件数量=20x3=60块 坡屋顶倾角21度参考图纸:4.1、钢架计算4.1.1、基本信息、檩条：C41x41x2.0mm迭择截面型号（应优先迭择列表内规格）；「； ,41 ~ * ,41 ~ * [10~ * [To-C120：t：50*20*3. 0 a"C140*50*20*2.0 C140*50*20*2.5 Cl如柿2D*巳0 C160*60*20*2.2C160*60*20*2.5 w截面特性截面尺寸：h: 41 h: 41 c： 10 t: 2lx：7. 77cm4版：3. 79cm3ix :1.63cm1!■一蝴1 j-tui顷6.08cm4Vi'yiii：遂:3.4Scm3Vi'yirGn：2.58cm3iy；1.5M;1. 74截面面相；2. 7单位重1；2. 11k§/m:14#a槽丽截面特性h： 140 mm t ： 3.5rimb; 58 rrifTi R； 9.5 [rimd： 6 mm-H轴 1芯： 564 cm4Wk； 60.5 cm35. 52 cm47.5 cm3顷53. 2cm4Wy：13emoiy：1. 7cm面：lyl：107cm4zO：1. 71cm截面面积：18. Ecm2单位重重：14. 54.2、有限元分析单根檩条正风压：Windl = 0.494x1.65/2=0.41kN/m,单根檩条负风压：Wind2 = -0.38x1.65/2=-0.32kN/m, 单根檩条受组件自重荷载：Dead=0.117x1.65/2=0.1 kN /m 单根领条受组件雪荷载：Snow=0.33x1.65/2=0.27 kN /m 单根槽钢受瓦片均布荷载D1=0.735/10=0.0735kN/m正风压条件下：标准值：Sk1=DL+ Wk+ SL=0.1+0.41+0.27=0.78kN/m设计值：S1 = 1.2XDL+1.4X0.6Wk+1.4XSL=1.2x0.1+1.4x0.6x0.41+1.4x0.27=0.84kN/mS2 = 1.2XDL+1.4XWk+1.40X0.7XSL= 1.2x0.1+1.4x0.41+1.4x0.7x0.27=0.96kN/m反向风吸条件下：标准值：Sk2=DL+Wind2=-0.22kN/m4.2.1、檩条校核（使用有限元分析软件为：sap2000v15）1）.标准值作用下的变形：X节忌位枯 x节点对象625节点单元 G25123Trans0.016340.39075-522.396Rotn-0.019940.004041.0G7E-04；5节扁骚X节占源豪78E节点单元 786123T rans0.01 2GS0.39107-526.900Rotn-0.01 990-0.00161-5.207E-05；：节忌最X节点对蒙634节点单元 C34123Trans0.009020.3892E-520.599Rotn-0.Q1 97E-0.003711.025E-04Dmax =526.8-(522.396+520.599)/2=5.3mmV [D] =2000/250 = 8mm结论：檩条在荷载标准值作用下的挠度符合设计要求2).设计值作用下的强度校核：垂直檩条平面。
s= Ms/(yXWx-x)=513.86/(1.05X3480)二140.63Mpa平行檩条平面弯矩很小可忽略不计max=s=140.63MpaVfa = 215 Mpa结论：檩条在荷载设计值作用下的强度符合设计要求4.2.2、槽钢梁（使用有限元分析软件为：sap2000v15）根据实际情况槽钢梁紧贴于屋面，因此正向荷载对其作用可不做校核， 仅需考虑负风压对槽钢变形的影响Dmax =24.34MMV[D] =10000/250 =40mm结论：槽钢在荷载标准值作用下的挠度符合设计要求2）.负风压设计值作用下的强度校核：s= Ms/(yXWx-x)=2348.02/(1.05X13000)二172.02Mpa平行槽钢平面弯矩很小可忽略不计max=s=172.02MpaVfa = 215 Mpa 结论：槽钢在荷载标准值作用下的强度符合设计要求4.3、槽钢两端拔力和剪力分析端部剪力Vmax=3.53kN,拔力 Fmax=0.848kN根据下表，4颗M12膨胀螺栓所提供的抗拉设计值和抗剪设计值足以满足抗拉额 抗拔的要求L-a_乱¥G桂的扰拉力设计fit及掠的力设计值见表12.73cMb竺竺竺土中的藤摘麻栓的技德力tfttHl相！ftH力疆甘值 衰u,7.3仲就而械!r力没什曲(imm* )政(wYtd卜-■■伽3 31Ym ••-帕刖*5.的旧42.27J74 ■强G4.fim % ■M. fah. *■ —11 MHI n ■ ■7.564.4、光伏电站自重以及屋顶承载能力分析：光伏电站所增加的自重组成以南坡屋顶为例槽钢：G1=14.5*10*25*9.8/1000=35.525kN混凝土压块：G2=51。