光伏支架计算书

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支架结构系统计算书
1.
计算及设计依据
《建筑结构荷载规》
(GB 50009-2001)

《钢结构设计规》
(GB50017-2003 )

2.
材料力学性能
2. 1 Q235
结构钢
2. 2. 1 HM-41
槽钢截面图

2. 2. 2HM-41
槽钢物理特性
壁厚
t [mm.
2

截面积
A[mm:]
288.6

重量
[kg/m] 2.51

屈服强度
f7k [N/mm:] 245

抗拉/压/弯强度 。
[N/mm:]
215

弹性模量
[N/mm:]
200000

剪切模量
[N/mm2]
80000

Y
轴距槽口
e』mm
22.61

Y
轴距槽背
e: [mm
-18. 69

惯性矩
Iy[cm']
6. 66

截面模量
Wyl [cm3] 2. 95
容许弯矩
My[Nm] 3. 56

2. 3. 1 HM-52
槽钢截面
2. 3. 2 HM-52
物理特性
壁厚
t [mm] 2. 5
截面积
A [mm2] 405.2
重量
[kg/m] 3. 53

屈服强度
[N/mm:] 245

CU
抗拉/压/弯强度 。
[N/mm:]
215

弹性模量
[N/mm:]
200000

剪切模量
[N/mm:]
80000

Y
轴距槽口
eJmnC
26. 00

Y
轴距槽背
e2 [mm:
-26. 00

惯性矩
Iy[cm'] 13. 97

截面模量
Wyi [cm3] 5. 37

容许弯矩
My[Nm] 5. 37

3.
设计参数
太阳能板支架为主次梁布置,次梁跨度2. Im,主梁跨度2. 5m;柱高度0. 675m,倾 斜度
15度:次梁及柱釆用表面热镀锌型材,本计算书依据2X9
(电池板)阵列 进行计
算,讣算简图见图

基本风爪值:
wo=O. 55KN/m2

基本雪压值:
So=O. 3KX/m3

电池板块(每块质量19. 8kg, 1640X990mm,)阵列2 X9 倾角:
15°

结构设计使用年限:25年

4.
荷载
4. 1
恒载
S沪 gk=19. 8X10Xcosl5° / (1.640X0. 99) =0. 118KN/ m:

4. 2
风荷载
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值,应按下述公式计算:

wk=艮 zX 卩 sX zXwo
式中:wk—风荷载标准值
(KN/m');
0Z—高度Z
处的风振系数;
□ s—
风荷载体型系数;
Az—
风压高度变化系数;
w0—基本风压(KX/m~);
风振系数
体型系数
a=15o

3 _匕 汕

! F

a
Ai

<10°

—1.4
—0.5

-0.6
4-1.3 + L4 +0.5 十0.6

中间但按插入法计算
ksl=-1.325

kts2=-0. 525
□ S3=1・325
k s4=°・ 535
离地高度小于30m的C类地区,Az取值
1

Wk(ksl)=lX-l. 325X1X0. 55二-0. 72875KN/m2 險(□ s2)=1X0- 525X1X0. 55二-0.
28875KN/m2 險(卩s3)=1X1.325X1X0. 55=0. 72875KN/m2
Wk(卩s4)=1X0. 525X1X0. 55=0. 28875KN/m:
4. 3
雪荷载
水平投影面上的雪荷载标准值,应按下式计算: Sk=口
rSo

体型系数口r取值1 (倾角15° )
资料中给出基本雪压So取值0. 3KPa 得雪荷载值:
Sk二IX 0.3二0.3 KN/ m:

荷载组合
承载能力极限状态:
1) Sl=l. 2 恒+1.4*风(+ ) +0. 7*1.4*

2) S2=l. 2 恒+1.4*雪(+ ) +0. 6*1.4*

3) S3=l. 0 恒+1.4 风(-)
4) S4=l. 35

正常使用极限状态
5) Sl=1.0 恒+1.0 风(+ ) 1.0
(雪)
6) S2=l. 0 恒+1.0
风(-)
7) S3二 1.0

S二 1.2 SGK+1.4 wk+1.4X0. 7 Sk
=1. 2X0. 118+1.4X0. 72875+1.4X0. 7X0. 3
=1. 456 KN/m2
5.
钢结构有限元分析

Ps3区承载力极限状态下最不利荷载为:S1二1.2恒+1.4*雪(+ ) +0. 6*1.4*
风二
=1. 2X0. 118+1.4X0. 72875+1.4X0. 7X0. 3=1. 456 KN/m2
梁均布线荷载
1. 456X1. 64/2=1. 19 KN/ m

Ps4区承载力极限状态下最不利荷载为:S2二1. 2恒+1. 4*风( + )+0. 6*1. 4*
雪二
1. 2

X0. 118+1.4X0. 3+1. 4X0. 7X0. 28875=0. 84 KN/m2
梁均布线荷载
0. 84 X 1. 64/2=0. 69 KN/ m
5. 1有限元分析采用SAP2000

非线性版

运行分析一后处理数据
5. 2次梁计算采用C钢41*41
进行校核
5. 2. 1 导轨截面:41*41*2*12100 mm

5. 2. 2
导轨受力分析图

施加荷载
5. 2. 3
受力分析数据
弯矩最大值:Mmax二0・313KN • m 应力计算

°max=Mmax/W=O. 313X 1072. 95X 10“二 106. lMPa<° =215 MPa
满足应力强度条件。
5. 3
主梁受力分析
5. 3. 1 主梁截面 41*52*2mm*3200 mm

5. 3.2
主梁受力分析图
5. 3. 3
受力分析数据
弯矩最大值:Mmax二l・74KN・m 应力计算

°max二Mmax/W二0・ 761X 103/5. 37X 10“二 141MPaV° 二215 MPa
满足应力强度条件。
5. 4
立柱受力分析
5. 4. 1 立柱截面 41*42*2*675mm

5.4.2
立柱受力分析图

工况| DEAD 习
项 |Mdjo『|
y2dndM3) | Single valued

端长度偏移(位置)
I端:|jt: 25
0.000000 m
[0.00000 m)
J端:|jt: 24
0.000000 m
(3.20000 m)

显示选项
C
滚动数值
e :显示最

等价荷羲•自由刚体国傑中力在
KNZ Concentrated Moments in KN-m)

Z.4L3.SZ. J.4? Dist Load (2-dir) 2・739E・Q2KN/m at 3.20000 m Positive in ・2 direction I.55E&创 也..S3 ■m £.3?

重置为初始单位 完成
单位|KNzmzC~三|
节点珂象 2G 1 节点单元
2G

2 3
Force
3.647 0.000 5.536

Moment
0.000 -0.134 0.000

压应力
cr=F2/AbeaE=5. 536X107(288. 6 X IO-6) =19. 18 MPa<215MPa

满足应力强度条件。