光伏支架受力计算书doc.docx
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光伏支架受力计算书doc
支架结构受力计算书
设计:
______
_日期:
___
校对:
_
日期:
___
审核:
_______日期:
____
常州市**实业有限公司
1工程概况
项目名称:
工程地址:
建设单位:
结构高度:
*****30MW光伏并网发电项目
新疆
**集团
电池板边缘离地不小于500mm
2参考规范
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001《建筑结构荷载规范》GB50009—2012《建筑抗震设计规范》GB50011—2010
《钢结构设计规范》GB50017—2003
《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018—2002
《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280—2007
《光伏发电站设计规范》GB50797-2012
3主要材料物理性能
材料自重
铝材——————————————————————27kN/m3钢材————————————————————78.5kN/m3
弹性模量
铝材————————————————————70000N/mm2
钢材———————————————————206000N/mm2
设计强度
铝合金
铝合金设计强度[单位:
N/mm2]
牌号
抗拉强度
抗剪强度
端面承压
6063-T5
90
55
185
钢材
钢材设计强度[单位:
N/mm2]
牌号
抗拉强度
抗剪强度
端面承压
Q235
215
125
325
Q345
310
180
400
不锈钢螺栓
不锈钢螺栓连接设计强度[单位:
N/mm2]
性能等级
抗拉强度
抗剪强度
端面承压
A2-50
230
175
405
普通螺栓
普通螺栓连接设计强度[单位:
N/mm2]
性能等级
抗拉强度
抗剪强度
端面承压
级
170
140
350
级
400
320
405
角焊缝
容许拉/剪应力—————————————————160N/mm2
4结构计算
光伏组件参数
晶硅组件:
自重GPV:
0.196kN
(
20kg
/块)
尺寸(长×宽×厚)
1640
992
40mm
安装倾角:
37°
支架结构
支架安装侧视图
基本参数
1)电站所在地区参数
新疆阿勒泰项目地,所处经纬度:
位于北纬43°,东经89°。
基本风压0.56kN/m2(风速30m/s),基本雪压1.35kN/m2。
2)地面粗糙度分类等级
A类:
指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;
B类:
指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;
C类:
指有密集建筑群的城市市区;
D类:
指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;依照上面分类标准,本工程按B类地区考虑。
(GB50009-2012)
荷载计算
1)风荷载标准值计算:
wkzzsw0
上式中:
wk:
风荷载标准值(kN/m2);
zz:
高度z处的风振系数;
zz:
高度变化系数;
s:
体型系数;
2
w0:
基本风压(kN/m);
根据《光伏发电站设计规范》GB50797-20126.8.7-1
高度变化系数:
z
1.0
;
根据《光伏发电站设计规范》
GB50797-20126.8.7-1
体型系数:
顺风:
s
1.3
;逆风:
s1.4
风荷载:
wkzzsw0
顺风:
1.71.01.30.56
2
wk'
zz
sw0
逆风:
1.7
1.0
(
1.4)0.56
1.3328
kN
/m2
2)雪荷载标准值计算:
skrs0
上式中:
sk:
雪荷载标准值(kN/m2);
r:
屋面积雪分布系数;
s0:
基本雪压(kN/m2);
根据《光伏发电站设计规范》GB50797-20126.8.7-1
r
雪荷载:
skrs0
0.641.35
0.864kN/m2
3)地震荷载计算:
<1>设防烈度:
8度
<2>地震加速度:
0.20g
水平地震作用计算:
FEhKemaxGeq
上式中:
FEhK:
水平地震作用标准值;
e:
动力放大系数,取;
max:
水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取值
-6度:
-7度:
-8度:
-9度:
max
max
max
max
0.04
0.08
0.16
0.32
Geq:
结构等效总重力荷载;
单块组件的地震荷载为:
FEhKemaxGeq
2.50.16196
78.4N
4)基本组合的荷载分项系数,应按下列规定采用:
<1>承载力计算时:
重力荷载:
风荷载:
雪荷载:
地震荷载:
<2>绕度和变形计算时:
重力荷载:
风荷载:
地震荷载:
雪荷载:
5)荷载组合值系数:
风荷载:
(GB50797-20126.8.7-1)
雪荷载:
(GB50797-20126.8.7-1)
6)荷载效应组合的设计值计算
无地震作用效应组合时(GB50797-20126.8.7-2):
SGGSGKwwSwKssSsK
上式中:
S:
荷载效应组合的设计值;
G:
永久荷载分项系数;
SGK:
永久荷载效应标准值;
SwK:
风荷载效应标准值;
SsK:
雪荷载效应标准值;
ws:
风荷载、雪荷载分项系数;
ws:
风荷载、雪荷载组合值系数,分别为和;有地震作用效应组合是(GB50797-20126.8.7-2):
SGGSGKwwSwKEhSEhK
上式中:
S:
荷载效应和地震作用效应组合的设计值;
Eh:
水平地震作用标准值效应;
SEhK:
水平地震作用分项系数;
次梁校核
1)基本参数:
a:
力学模型:
受集中力的连续梁;
b:
截面规格:
C80×40×
c:
材质:
Q235B
2)每根次梁受集中力:
正常使用极限状态(位移变形)计算:
顺风时:
无地震时:
F1(GGSGK
wwSwK
ssSsK)/2
(1.0
GPV
1.0
0.6
wkSPV
1.00.7
skSPV)/2
(1.0
196
1.0
0.6
1237.6
1.63
1.00.78641.63)/2
1196
N
有地震时:
F1'(GGSGK
wwSwK
EhSEhK)/2
(1.0
GPV
1.0
0.6
wkSPV
1.0
FEhK)/
2
(1.0
196
1.0
0.6
1237.6
1.631.0
78.4)/2
742
N
逆风时:
F1'
(w'kSPV
GPVcos37
)/2
((
1332.8)
1.64
0.992
196
cos37)/
2
10
06N
承载能力极限状态(强度)计算:
无地震时:
F2(GGSGK
wwSwK
ssSsK)/2
(1.2
GPV
1.4
0.6
wkSPV
1.40.7
skSPV)/2
(1.2
196
1.4
0.6
1237.6
1.63
1.40.78641.63)/2
1655
N
有地震时:
F2'(GGSGK
wwSwK
EhSEhK)/2
(1.2
GPV
1.4
0.6
wkSPV
1.3
FEhK)/2
(1.2
196
1.4
0.6
1237.6
1.63
1.378.4)/2
1016
N
由图可知,最大挠度为
w0(1.4223.612)0.53.88mm[w]L/2002800/20014mm
(根据《光伏发电站设计规范》(GB50797-2012)知次梁的挠度允许值为
[w]=L/200)
所以次梁满足刚度设计要求
由图可知,次梁危险点处的的最大正应力为
0163.1MPa[]215MPa
所以次梁也满足强度设计要求
主梁校核
1)基本参数:
a:
力学模型:
受集中力的连续梁;
b:
截面规格:
C80×40×
c:
材质:
Q235B
2)每根主梁受集中力:
正常使用极限状态(位移变形)计算:
顺风时:
无地震时:
F3(GGSGK
w
wSwK
ssSsK)/2
(1.0
(GPV
40
Gb)1.0
0.6
wkSPV40
1.0
0.7
skSPV
40)
/32
(1.0
(196
40
2161)
1.0
0.6
1237.6
1.63
40
1.0
0.7
864
1.63
40)
3088N
有地震时:
F3'(GGSGK
wwSwK
EhSEhK)/32
(1.0
(GPV
40
Gb)1.0
0.6
wkSPV40
1.0
FEhK
40)
/32
(1.0
(196
40
2161)
1.0
0.61237.6
1.63
40
1.0
78.4
40)/32
1923N
承载能力极限状态(强度)计算:
无地震时:
F4(GGSGK
w
wSwK
ssSsK)/32
(1.2
(GPV
40
Gb)1.4
0.6
wkSPV40
1.4
0.7
skSPV
40)/32
(1.2
(196
40
2161)
1.4
0.6
1237.6
1.63
40
1.4
0.7
864
1.63
40)
4218
N
有地震时:
F4'(GGSGK
wwSwK
EhSEhK)/32
(1.2
(GPV
40
Gb)1.4
0.6
wkSPV40
1.3
FEhK
40)
/32
(1.2
(196
40
2161)
1.4
0.61237.6
1.63
40
1.3
78.4
40)/32
2621N
由图可知,最大挠度为
w1
0.38mm
[w]
L/250
3000
/250
12mm
(
根据《光伏发电站设计规范》
(GB50797-2012)知主梁的挠度允许值为
[w]=L/250)
所以主梁满足刚度设计要求。
由图可知,主梁危险点处的的最大正应力为
1172.1MPa[]215MPa
所以主梁也满足强度设计要求。
螺栓校核
经计算得知斜撑所受最大轴向力,即螺栓受最大剪力为为Fa15980N切应力为
a
Fa
15980
141MPa
[
]
320MPa
rM2
0.0062
12
固定组件的
M8螺栓受力为
Fp(wkSmcos37Gm)/4(728
1.64
0.992cos37196)/4188N
正应力为
p
Fp
188
3.7MPa
[
]
400MPa
r2
0.0042
M8
所以均满足设计要求。
立柱和斜撑校核
1.力学模型:
压杆(细长杆)
根据《光伏发电站设计规范》(GB50797-2012)主要承重构件的容许长细比为180,支撑的容许长细比为220。
名称长度截面规格最小惯性半径长细比
l(mm)
i(mm)
(
l/i)
后立柱
1723
C80×40×15×
170
斜撑
1340
C60×30×10×
11
122
螺栓强度的校核
由斜梁剪力图可知,立柱与斜梁固定的节点处的剪力最大,约为3350N由M16螺栓固定
由计算结果可看出用M16螺栓满足要求!
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