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光伏支架计算书

支架结构系统计算书
1. 计算及设计依据 《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2001) 《钢结构设计规范》 (GB50017-2003 ) 2. 材料力学性能 2.1 Q235 结构钢 2.2.1 HM-41 槽钢截面图

2.2.2HM-41 槽钢物理特性 壁厚 截面积 重量 屈服强度 抗拉/压/弯强度 弹性模量 剪切模量 Y 轴 距槽口 Y 轴 距槽背 惯性矩 截面模量 容许弯矩 2.3.1 HM-52 槽钢截面

t[mm] A[mm2] [kg/m] fyk[N/mm2] [N/mm2] [N/mm ] [N/mm2] e1[mm] e2[mm] Iy[cm4] Wy1[cm3] My[Nm]
2

2 288.6 2.51 245 215 200000 80000 22.61 -18.69 6.66 2.95 3.56

2.3.2 HM-52 物理特性 壁厚 截面积 重量 屈服强度

t[mm] A[mm2] [kg/m] fyk[N/mm2]

2.5 405.2 3.53 245

抗拉/压/弯强度 弹性模量 剪切模量 Y 轴 距槽口 Y 轴 距槽背 惯性矩 截面模量 容许弯矩

[N/mm ] [N/mm2] [N/mm2] e1[mm] e2[mm] Iy[cm4] Wy1[cm3] My[Nm]

2

215 200000 80000 26.00 -26.00 13.97 5.37 5.37

3.设计参数 太阳能板支架为主次梁布置,次梁跨度 2.1m,主梁跨度 2.5m;柱高度 0.675m,倾 斜度 15 度:次梁及柱采用表面热镀锌型材,本计算书依据 2×9(电池板)阵列 进行计算,计算简图见图

基本风压值:w0=0.55KN/m2 基本雪压值:S0=0.3KN/m2 电池板块(每块质量 19.8kg,1640×990mm, )阵列 2 ×9 倾角:15° 结构设计使用年限:25 年 4.荷载 4.1 恒载 SGK= gk=19.8×10×cos15°/(1.640×0.99)=0.118KN/ m2 4.2 风荷载 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下述公式计算: wk= z× s× z×w0

式中:wk—风荷载标准值(KN/m2) ;

z—高度 z 处的风振系数; s—风荷载体型系数; z—风压高度变化系数; w0—基本风压(KN/m2) ; 风振系数 z=1

体型系数 α =15°

s1=-1.325 s2=-0.525 s3=1.325 s4=0.535

离地高度小于 30m 的 C 类地区, Wk( Wk( Wk( Wk(

z 取值 1
2

s1 )=1×-1.325×1×0.55=-0.72875KN/m s2 ) =1×0.525×1×0.55=-0.28875KN/m s3 ) =1×1.325×1×0.55=0.72875KN/m s4) =1×0.525×1×0.55=0.28875KN/m
2 2

2

4.3 雪荷载 水平投影面上的雪荷载标准值,应按下式计算: Sk= rSo r 取值 1(倾角 15°)

体型系数

资料中给出基本雪压 So 取值 0.3KPa 得雪荷载值: Sk=1×0.3=0.3 KN/ m2 荷载组合 承载能力极限状态: 1)S1=1.2 恒+1.4*风(+)+0.7*1.4*雪 2)S2=1.2 恒+1.4*雪(+)+0.6*1.4*风 3)S3=1.0 恒+1.4 风(-) 4)S4=1.35 恒 正常使用极限状态 5)S1=1.0 恒+1.0 风(+)1.0(雪) 6)S2=1.0 恒+1.0 风(-) 7)S3=1.0 恒 S=1.2 SGK+1.4 wk+1.4×0.7 Sk =1.2×0.118+1.4×0.72875+1.4×0.7×0.3 =1.456 KN/m2 5.钢结构有限元分析

s3 区承载力极限状态下最不利荷载为:S1=1.2 恒+1.4*雪(+)+0.6*1.4*风=

=1.2×0.118+1.4×0.72875+1.4×0.7×0.3=1.456 KN/m2 梁均布线荷载 1.456×1.64/2=1.19 KN/ m S2=1.2 恒+1.4*风 (+) +0.6*1.4*雪=1.2 s4 区承载力极限状态下最不利荷载为: ×0.118+1.4×0.3+1.4×0.7×0.28875=0.84 KN/m2 梁均布线荷载 0.84×1.64/2=0.69 KN/ m

5.1 有限元分析采用 SAP2000 非线性版

新建模型

施加荷载 运行分析—后处理数据 5.2 次梁计算采用 C 钢 41*41 进行校核 5.2.1 导轨截面:41*41*2*12100 mm

5.2.2 导轨受力分析图

5.2.3 受力分析数据 弯矩最大值:Mmax=0.313KN·m 应力计算 max=Mmax/W=0.313×103/2.95×10-6=106.1MPa< 满足应力强度条件。 5.3 主梁受力分析 5.3.1 主梁截面 41*52*2mm*3200 mm =215 MPa

5.3.2 主梁受力分析图

5.3.3 受力分析数据 弯矩最大值:Mmax=1.74KN·m 应力计算 max=Mmax/W=0.761×103/5.37×10-6=141MPa< 满足应力强度条件。 5.4 立柱受力分析 5.4.1 立柱截面 41*42*2*675mm =215 MPa

5.4.2 立柱受力分析图

压应力

=F2/Abeam=5.536×103/(288.6×10-6)=19.18 MPa<215MPa

满足应力强度条件。


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