支架强度及屋面载荷计算.doc

支架强度及屋面载荷计算一、设计条件：太阳能板规格：1650mm*990mm*50mm彩钢板屋顶太阳能板安装数量：3616块混凝土屋顶太阳能板安装数量：628块最大风速：28m/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TRC 0006-1997设计产品年限：20年二、彩钢板载荷计算1、屋顶荷载的确定（1）设计取值：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②根据气象资料，呼和浩特最大风速为28m/s,本计算最大风速设定为：32m/s③ 对于平铺在屋面上的系统,只需计算从支架前面吹来（顺风）的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，确认强度对于混凝土屋面，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④屋面高度8m2）结构材料： T型轨道：材质：AL6005-T5;σb=215Mpa;E=6.9×106 N/cm2 ;IM =107. 6cm4 ;Z=18.63cm3铝材重量：1.82kg/m截面几何参数：3．假定荷重：①固定荷重G太阳能板质量： G1=20kg×48=960kg →9408N;所以T形轨道承载的固定荷载重量G=9408N;②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 =βgz μs μz W0Wk:风荷载标准值（KN/m2）；βgz： 高度Z 处的风振系数；μs： 风荷载体型系数；μz：风压高度变化系数W0：基本风压（KN/m2）按《建筑结构荷载规范》表7.5.1ξ为1.6所以βgz=1.6根据《建筑结构荷载规范》表F7.3.1，顺风时风荷载体型系数μs为1.475，所以，Wk=1.6*1.475*1.13*0.65=1.733 KN/m2③雪压荷重根据《建筑结构荷载规范》中规定：Sk=μr*S0；Sk：雪荷载标准值（KN/m2）；Μr：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6.2.1Μr=0.2S0为0.35 KN/m2所以Sk=0.2*0.35=0.07 KN/m2④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=a1 *GeqFEk为结构总水平地震作用标准值；a1为水平地震影响系数值，可取水平地震影响系数最大值amax；Geq为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值。

由于呼和浩特市没有处于我国的地震带，所以根据《建筑抗震设计规范》表5.1.2-2查得a1为0，所以FEk为0⑤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=9408+1733*1.65*0.99*42+70*1.65*0.99*42=133.11KNT形轨道结构强度计算 T形轨道验算：3250 顺风时，B-C点产生的力矩M1，由下式表示：q=(131930/4/21.24=1553N/m（系统由4排轨道支撑，每排轨道长21.24m）L=3.25m应力由于所使用材料为：AL6005-T5允许应力为21500N/cm2 /1.5=14333 N/cm2(11004/14333)<1 所以安全 顺风时，弯曲δ1 (由4根横梁支撑)E=6.9×106 N/cm2 IM =107.6cm4 跨距325cm，最大位移量325/100=3.25cm，所以安全;2、彩钢板屋面承重计算（1）支架荷重太阳能板质量： G1=20kg×4244=84880kg支架总荷重：G=18648kg（2）屋顶单位面积受力总荷重:84880+18648kg=103528kg组件安装面积：1.65×（0.99+0.02）×4244≈7073㎡单位面积受力：103528/7073=14.65kg/ ㎡≈0.147kN/㎡由于本项目建筑均为上人屋面，根据GB50009-2001(06年版）设计。

彩钢板建筑屋面设计载荷为0.5kN，安装太阳能组件后载荷远小于设计载荷，所以安全二、混凝土屋面配重设计混凝土屋面太阳能方阵采用主次梁布置，次梁跨度不大于2 m，主梁跨度1m，电池板以33°倾角布置；次梁及柱采用表面热镀锌钢型材本计算书依据1x11（电池板）阵列进行计算，计算简图见图1 1.荷载标准值计算1.1．恒荷载：太阳能板： q=0.198/(1. 165x0. 99) =0.12KN/m2钢结构自重：q=0.08KN/m2q=0.20KN/m21.2．风荷载：风荷载标准值 呼和浩特地区基本风压（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：1.3．雪荷载：雪荷载标准值 呼和浩特地区基本雪压（n=50）：体型系数：=0.35 x 0.68=0.2382．荷载组合最不利负载组合为：1.0恒＋1.4风（—）=1.0x0.20-1.4 x 0.39=-0.346 KN/m23.基础校核电池板投影面积：11.09 m x 1.38 m=15.3㎡负荷载：15.3㎡x 0.346 KN/㎡=5.29 KN基础总配重： 0.42KN x14个=5.88 KN 平均载荷：5.88 KN/15.3㎡=0.3843KN/㎡ 本项目需配置14个0.42KN的基础，基础总配置达到5.88KN ,大于负载荷5.29KN，达到系统要求。

4、对屋顶承重的校核由于本项目建筑均为上人屋面，根据GB50009-2001(06年版）设计混凝土屋面设计载荷为2kN/㎡，屋顶平均载荷为0.3843KN/㎡，安装太阳能方阵后载荷远小于设计载荷，所以安全。