屋面光伏项目支架及基础计算书.docx
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屋面光伏项目支架及基础计算书
屋面光伏项目
支架及基础计算书
1项目概述
1.1项目信息
表1.1-1项目主要信息
1
项目类型
混凝上屋顶固泄式光伏电站(979kW)
2
项目地点
湖北武汉
3
组件尺寸
2094mm*1038mm*35mm
4
组件重量
23.5kg
每件
5
组件倾角
10°
6
设计基本风压
O.35Kpa(50年重现期)
GB50009-2012
7
基本雪压
0.5Kpa(50年重现期)
GB50009-2012
8
场地类型
B类
GB50009-2012
1.2设计采用标准
(1)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
(2)《光伏发电站设计规范》(GB50797-2012)
(3)《光伏支架结构设计规范》(NB/T10115-2018)
(4)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
(5)《钢结构设计标准》(GB50017-2017)
2支架及基础布置形式
2.1支架及基础典型布置图
图2.M支架及基础典型布置图
2.2支架及基础剖面图
图2・2・1支架及基础剖面图
3主要材料及许用应力值
3.1支架主要材料
表3.1-1支架主要材料信息
序号
名称
尺寸(mm)
材料
1
前立柱基础
0400*300
C30
2
后立柱基础
0600*300
C30
3
U型地脚螺栓
M12*U200*110
4
立柱
U51*41*2.5
Q235B
5
斜梁
U51*41*2.5
Q235B
6
橡条
U51*41*2.0
Q235B
7
斜撑
U41*41*2.0
Q235B
8
背拉杆
L3OX3.O
Q235B
3.2构件截面尺寸
表3.2-1构件截面尺寸信息
I輸I
截面巫意
11
U
41*51*2.0
£
Q235B
U
41*51*2.5
1
Pt
Q235B
立柱
U
41*51*2.5
n|n
....|
1
Q235B
斜撑
U4:
1
L*41*2.0
ir
Q235B
3.3材料属性
表3.3-1材料属性信息
3.4许用应力设计值
表3.4-1许用应力设计值信息
Q235B(<16mm)
Q355B(<16mm)
抗拉
215N・mm?
310N・mm"2
抗压
215N・mm?
310N・mm"2
抗弯
215N・mm?
310N・mm"2
抗剪
125N•mm"2
175N・mm"2
4荷载设计
4.1荷载分类
根据屋顶光伏支架承受的荷载,以下儿种荷载将被考虑。
(1)永久荷载(G)
永久荷载包括光伏支架自重
(2)活荷载(L)
作用在光伏支架上的活荷载在此忽略
(3)风荷载(W)
风作用在光伏组件上产生的风荷载
(4)雪荷载(S)
雪作用在光伏支架上的产生的雪荷载
4.2荷载组合
光伏支架结构根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载组合,并取各自最不利的组合进行设讣。
荷载组合按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)。
(1)荷载组合及分项系数
基本组合:
1.2D+1.4*WP+0.98*Sp
1.0*D+1.4*Ws
1.2D+0.84*WP+1.4*Sp
标准组合:
D+WP+0.7Sp
D+Ws
D+0.6WP+Sp
注:
D二永久荷载;WP二风压荷载;Ws二风吸荷载;Sp二雪荷载;
(2)D永久荷载
永久荷载包含光伏支架结构自重及光伏组件自&。
D=Dm+Gk
注:
Dm二单块光伏组件自重;Gk二支架自重;
Dm=23.5kg*9.8N/kg=230.3N
Gk二支架自重,由SAP2000有限元模型自动计算
(3)W风荷载
1)风荷载讣算参数选择依据
期北
武汉市
23.3
0.25
0・35
0.40
0.30
0.50
0.60
-5
37
0
201.9
0.20
0.30
0.35
0・25
0.40
0.45
_3
37
D
房县
454.4
0.20
0.30
0.35
0.20
Q.30
O.3S
一7
35
m
老河口市
90.0
0.20
0.30
0.35
0.Z5
a35
0.40
一6
36
n
枣阳
125.5
0.25
0.40
0.45
0・2$
Q40
0.45
_6
36
n
巴东
294.5
0.15
0.30
0.35
0.15
0.20
a25
-2
38
in
65.8
0.20
0.30
0・35
0.25
0・35
a40
—4
36
0
麻城彷
59.3
0.20
0.35
0.45
0.35
0・55
a65
_4
37
n
457.1
0.20
0-30
0.35
0.15
0.20
a25
_2
36
m
巴东县绿感坡
1819.3
0.30
0.35
0.40
0.65|
0.95
1.10
一10
26
u
图4.2-1基本风压选择
表8.2-1风压咼度变化系数卩z
离地面或海平面髙度
(m)
地面粗糙度类别
A
B
1C
D
5
1.09
1.00
|0.65
0.51
10
1.28
1.00
0.65
0-51
15
L42
1.13
0.65
0.51
20
1.52
1,23
0.74
0,51
30
1.67
1.39
0.88
0.51
40
1.79
1.52
1.00
0.60
50
1.89
L62
1.10
0.69
60
1.97
1.71
1.20
0.77
70
2.05
1.79
1.28
0.84
80
2.12
1.87
1.36
0.91
90
2.18
1.93
1.43
0.98
100
2.23
2.00
1.50
1.04
图4.2-2风压高度变化系数的选择
2)风荷载参数
结构类型:
屋面支架
地面粗糙度类别:
B
基本风压(50年重现期):
Wo=0.35Kpa风压高度变化系数:
pz=1.13
风荷载体型系数:
4=1.3,ps2=-1.3
风振系数:
3)风荷载标准值讣算风吸风荷载标准值:
“S=0沖S2应W。
=1.0*(-1.3)*1.13*0.35=0.514Kpa风圧风荷载标准值:
Wp=B训Si应Wo
=1.0*(1.3)*1.13*0.35=0.514Kpa
(4)S雪荷载
1)雪荷载参数
结构类型:
屋面支架
基本雪压(50年重现期):
So=O.5OKpa积雪分布系数:
卩21・°
积雪荷载标准值(10。
):
Sk=0.50Kpa
5构件计算及校核
5.1构件线荷载计算
2•风吸荷载线密度计算
3风压荷载线密度计算
4•雪荷矽密度计算
5.2结构设计校核
耐有限元软件
SAP2000
控制作用组合
1.2D+1.4*WP+0.98*Sp
最大应力比0.403 6混凝土基础尺寸校核 6.1混凝土基础尺寸选择 前立柱基础: 0400*300 后立柱基础: 0600*300 6.2混凝土基础尺寸校核 图6.2-1支架基础受力图 (1)以2x6阵列为例,6个前混凝土基础、6个后混凝土基础 (2)各受力值计算 前立柱基础自重G1=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N后立柱基础自MG3=6*3.14*0.30*0.30*0.30*2500*9.8=12463N支架自重约gl=25kg*9.8kg/N*2*6=2940N 组件自重约g2=23.5kg*9.8kg/N*2*6=2764N G2=g1+g2=2940+2764=5704N D=G2/(2*6*2.094*1.038)/1000=0.219Kpa Fl=(-0.514)*2*6*2.094*1.038=13.41kN WP=0.514Kpa Ws=-0.514Kpa Sp=0・5Kpa 标准组合: D+WP+0.7Sp D+Ws D+0.6WP+Sp (3)抗拔配重计算 1)荷载组合系数 恒载组合系数=1.0 风压组合系数=1.4 2)荷载组合 组合后荷载Nk=l.0*0.219*2*6*2.094*1.038+1.4*(-0.514)*2*6*2.094*1.038=-13.057kN 3)混凝土基础重量Gk=G1+G3=5539N+12463N=18002N 4)抗拔配重比较 Gk/Nk=18002/13057=1.38满足要求 (4)抗倾覆稳定性计算 1)外部荷载倾覆弯矩M1=F1x0.88=13410*0.88=11800.8N*m 2)支架抗倾覆弯矩M2二G1x0.15+G2x0.739+G3x1.328=21596.97N*m 3)抗倾覆系数K=M2/M1=21596.97/11800.8=1.83满足抗倾覆计算要求。 (5)抗滑移计算 1)组合后荷载Nk=-13.057kN*cosl0°=-12858.63N 2)混凝土基础重量Gk=18002N 3)基础底部水平力Hk=13057N*sinl0°=2267.32N 4)基础抗滑移系数Kh二(Nk+Gk)*Um/Hk 二(18002-12858.63)*0.5/2267.32二1.13满足要求 7光伏支架增加屋面荷载计算 7.1计算模型的选择 以2x6阵列为例,6个前混凝土基础、6个后混凝土基础 7.2各荷载计算 (1)支架自重: gl=25kg*9.8kg/N*2*6=2940N (2)组件自重: g2=23.5kg*9.8kg/N*2*6=2764N (3)混凝土基础自重: 前立柱基础自重Gl=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N 后立柱基础自£.G3=6*3.14*0.30*0.30*0.30*2500*9.8=12463N (4)光伏电站每平米增加荷载计算 1)组件前后排间距为0.8m 2)F=(gl+g2+Gl+G3)/(6*2*2.094*(1.038+0.8))*cosl0°/1000 二0.505kN/m'W0.7kN/nf
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- 屋面 项目 支架 基础 计算
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