固定式光伏组件支架
结 构 计 算 书
2015年11月
北京万阳天力新能源科技有限公司
目 录
1工程概述 ........................................................................................................ 1 2分析方法与软件 ............................................................................................ 1 3设计依据 ........................................................................................................ 1 4材料及其截面 ................................................................................................ 1 5荷载工况与组合 ............................................................................................ 2 5.1 荷载工况 ............................................................................................. 2 5.1.1 支架所受荷载 ........................................................................... 2 5.2 荷载组合 ............................................................................................. 2 6 结构建模 ....................................................................................................... 3 6.1 模型概况 ............................................................................................. 3 6.2 结构计算模型、坐标系及约束关系 ................................................. 3 6.3 荷载施加 ............................................................................................. 4 7主要计算结果 ................................................................................................ 5 7.1 构件应力比 ......................................................................................... 5 7.2 构件稳定性校核 ................................................................................. 8
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结构计算书
1工程概述
支架共8榀，间距为3m，两端带悬挑0.58mm，总长22.16m，电池板组水平宽度2.708米、斜面长度3.3米，荷载按25年重现期计算，结构重要性系数0.95，项目地点在黑龙江省牡丹江市,结构计算的三维示意如下图1所示。
图1.1 总体结构模型
2分析方法与软件
采用SAP2000 V15钢结构分析软件进行结构计算分析。
3设计依据
1) 建筑结构可靠度设计统一标准 ( GB 50068-2001 ) 2) 建筑结构荷载规范 ( GB 50009-2012) 3) 建筑抗震设计规范 ( GB 50011-2010 4) 钢结构设计规范 ( GB 50017-2003 )
4材料及其截面
材料材质性能，详见下表4.1。
表4.1 材料性能
材料名称 Q235 Q345 单位重量 N/m3 7.85E4 7.85E4 fy屈服强度 N/m2 235E6 345E6 f设计强度 N/m2 抗拉强度 N/m2 390E6 470E6 弹性模量E1 N/m2 2.1E11 2.1E11 泊松比U 0.3 0.3 215E6 310E6 1
结构计算书
5荷载工况与组合
5.1 荷载工况
计算所考虑的荷载有恒载、雪荷载以及风荷载作用（由于本支架比较轻，地震工况与风荷载相比，其远不起控制作用，因此，可不考虑地震工况）。
5.1.1 支架所受荷载
支架受到的荷载主要有支架自重、电池板及安装附件自重、风载、雪载。荷载通过檩条传递到支架柱上，模型按各荷载大小均匀分布到檩条上进行加载。
1）结构构件自重：由计算软件自动考虑。
2）恒荷载（太阳能电池板等安装组件）：0.15 kN/㎡（包括各种连接件）。 组件总重：W组件=150*22.16*3.3=10969.2N
檩条线荷载：q组件= W组件/（4*22.16）=123.8 N/m 3）雪荷载：
雪荷载由四根檩条承受，按线均布荷载计： 按下面公式计算：
Sk=μr s0=0.7*0.639=0.4473 kN/m2 注：a)电池板安装角度为35度，μr取0.7 。
b)s0为25年重现期雪压值（根据牡丹江市10年和100年雪压值，按公式E.3.4
（GB50009-2012）求得）
雪压总重：W雪=447.3*22.16*2.708=26842N 檩条线荷载：q雪= W雪/（4*22.16）=302.8 N/m 4）风荷载：
电池板安装后35度斜角，风载体型系数取1.3。
按下面公式计算基本风压：
ωk=βz*μs*μz*ω0 =1*1.3*1*0.43=0.559 kN/m
其中：①、地面粗糙度为B类，安装高度小于10米，μz取1。βz取1。
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②ω0 （等于0.43 kN/m）为25年重现期风压值（根据牡丹江市10年和100年雪压值，
按公式E.3.4（GB50009-2012）求得）
风压总重：W风=559*22.16*3.3=40878.6N 檩条线荷载：q风= W风/（4*22.16）=461.2 N/m
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5.2 荷载组合
计算过程考虑了如下组合： (1)1.35恒载+1.4*0.7雪载 (2)1.2恒载+1.4雪载
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结构计算书
(3)1恒载+1.4雪载 (4)1.2恒载+1.4风载 (5)1.2恒载-1.4风载 (6)1恒载+1.4风载 (7)1恒载-1.4风载
(8)1.2恒载+1.4雪载+1.4*0.6风载 (9)1.2恒载+1.4雪载-1.4*0.6风载 (10)1恒载+1.4雪载+1.4*0.6风载 (11)1恒载+1.4雪载-1.4*0.6风载 (12)1.2恒载+1.4*0.7雪载+1.4风载 (13)1.2恒载+1.4*0.7雪载-1.4风载 (14)1恒载+1.4*0.7雪载+1.4风载 (15)1恒载+1.4*0.7雪载-1.4风载 (16)1恒载+1.4*0.7雪载+1风载 (17)1恒载+1.4*0.7雪载-1风载
说明：风荷载前系数为正表示风力方向指向电池板，为负表示风力方向背离电池板。
6 结构建模
6.1 模型概况
计算所考虑的荷载有恒荷载、雪荷载和风荷载。
6.2 结构计算模型、坐标系及约束关系
北立柱上端为铰接 斜撑两端为铰接 南立柱上端为铰接 底部节点全约束
图6.2.1 结构计算模型、坐标系及约束图
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