屋面光伏项目屋面支架和基础计算书.docx

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1、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117项目主要信息项目类型项目地点组件尺寸混凝土屋顶固定式光伏电站(979kW)湖北武汉2094mm*1038mm*35mm4组件重量23.5kg每件5组件倾角106设计基本风压0.35Kpa(50年重现期)GB50009-20127基本雪压0.5Kpa(50年重现期)GB50009-20128场地类型B类GB50009-201212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(GB5001

2、0-2010)(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2.2 图2.1-1支架及基础典型布置图2.3 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3.17支架主要材料信息序号名称尺寸（mm）材料1前立柱基础0400*300C302后立柱基础0600*300C303U型地脚螺栓M12*U200*1104立柱U51*41*2.5Q235B5斜梁U51*41*2.5Q235B6楝条U51*41*2.0Q235B7斜撑U41*41*2.0Q235B8背拉杆130X3.0Q235B2.4 构件截面尺寸表3.

3、2-1构件截面尺寸信息2.5 材料属性表3.3-1材料属性信息Q235B(16mm)Q355B(16mm)极限抗拉强fu=375MPafu=470MPa度最小屈服强度fy=235MPafy=345MPa密度7850kgm37850kgm3杨氏模量206000MPa206000MPa3.4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215Nmm2310Nmm2抗压215Nmm2310Nmm2抗弯215Nmm2310Nmm2抗剪125Nmm2175Nmm24.1荷载分类根据屋顶光伏支架承受的荷载，以下几种荷载将被考虑。（1）永久荷载（G）永久荷载包括

4、光伏支架自重（2）活荷载（1）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计。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：1.2 D+1.4*WP+0.98*Sp1.3 *D+1.4*Ws1.4 D+0.84*WP+1.4*Sp标准组合：D+WP+0,7SpD+WsD+0.6WP+Sp注：D二永久荷载；WP二风压荷载；W

5、s二风吸荷载；Sp=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重。D=Dm+Gk注：Dm二单块光伏组件自重；Gk二支架自重；Dm=23.5kg*9.8Nkg=230.3NGk二支架自重，由SAP2000有限元模型自动计算（3） W风荷载1）风荷载计算参数选择依据湖北武汉市23.30.250.350.400.300.500.60-537n&201.90.200.300.350.250.400.45-337n唐县434.40.200.300.350.200.300.35一735m老河口市90.00.200.300.350.250.350.40-636兴阳125.50.250

6、.400.450.250.400.45-636巴东294.50.150.300.35s0.200.25-238m仲祥65.80.200.300.350.250.35OUO一436麻城市59.30.200.350.450.350.550.65-437想催市457.10.200.300.350.150.200.25-2360巴东县绿慈坡1819.3aso350.400.650.951.10-1026图4.2-1基本风压选择表8.2.1风压局度变化系数离地面或海平面高度（m）地面粗植度类别ABCD51.091.000.650.51101.281.000.650.51151.421.130.650.5

7、1201.521.230.740.51301.671.390.880.51401.791.521.000.60501.891.621.100.69601.971.711.200.77702.051.791.280.84802.121.871.360.91902.181.931.430.981002.232.001.501.044.2-2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类基本风压（50年重现期）：Wo=O.35Kpa风压高度变化系数：z=1.13风荷载体型系数：s=1.3,s2=-1.3风振系数：3）风荷载标准值计算风吸风荷载标准值：=1.0*（-1.3）

8、*1.13*0.35=-0.514Kpa风压风荷载标准值：=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：积雪荷载标准值（10）：Sk=0.50Kpa5.1构件线荷载计算构件线荷载（N/mm）1.永久荷载线荷载计算2.风吸荷载线密度计算5.2结构设计校核设计有限S叩2000元软件控制作用12D+1.4*WP+0.98*Sp组合最大应力比0.4031,满足设计要求6.1 混凝土基础尺寸选择前立柱基础：0400*300后立柱基础：0600*3006.2 混凝土基础尺寸校核图6.2-

9、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后立柱基础自重G3=6*3.14*0.30*0.30*0.30*2500*9.8=12463N支架自重约g1=25kg*9.8kgN*2*6=2940N组件自重约g2=23.5kg*9.8kgN*2*6=2764NG2=g1+g2=2940+2764=5704ND=G2(2*6*2.094*1.038)1000=0.219KpaF1=(-0.514)*2*6*2.094*1.038=13.41kNWP=0.514

10、KpaWs=-0.514KpaSp=O.5Kpa标准组合：D+WP+0.7SpD+WsD+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=1.42）荷载组合组合后荷载Nk=I.0*0.219*2*6*2.094*1.038+1.4*（-0.514）*2*6*2.094*1.038=-13.057kN3）混凝土基础重量Gk=G1+G3=5539N+12463N=18002N4）抗拔配重比较GkNk=1800213057=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*m2）支架抗倾覆弯矩M

11、2=G10.15+G2x0.739+G31.328=21596.97N*m3）抗倾覆系数K=M2M1=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*cos100=-12858.63N2）混凝土基础重量Gk=I8002N3）基础底部水平力Hk=I3057N*sin100=2267.32N4)基础抗滑移系数Kh=(Nk+Gk)*umHk=(18002-12858.63)*0.5/2267.32=1.13满足要求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：g1=25kg*9.8kgN*2*6=2940N(2)组件自重：g2=23.5kg*9.8kgN*2*6=2764N(3)混凝土基础自重：前立柱基础自重G1=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N后立柱基础自重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0.8m2)F=(g1+g2+G1+G3)/(6*2*2.094*(1.038+0.8)*cos10o/1000=0.505kNmj0.7kNmj