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1、屋面光伏項(xiàng)目支架及基礎(chǔ)計(jì)算書1 項(xiàng)目概述1.1 項(xiàng)目信息表1.1-1 項(xiàng)目主要信息1項(xiàng)目類型混凝土屋頂固定式光伏電站（979kW）2項(xiàng)目地點(diǎn)湖北武漢3組件尺寸2094mm*1038mm*35mm4組件重量23.5kg每件5組件傾角106設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓0.35Kpa（50年重現(xiàn)期）GB50009-20127基本雪壓0.5Kpa（50年重現(xiàn)期）GB50009-20128場(chǎng)地類型B類GB50009-20121.2 設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)（1）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）（2）光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50797-2012）（3）光伏支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（NB/T10115-2018）（4）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)2、計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）（5）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50017-2017）2 支架及基礎(chǔ)布置形式2.1 支架及基礎(chǔ)典型布置圖圖2.1-1 支架及基礎(chǔ)典型布置圖2.2 支架及基礎(chǔ)剖面圖圖2.2-1 支架及基礎(chǔ)剖面圖3 主要材料及許用應(yīng)力值3.1 支架主要材料表3.1-1 支架主要材料信息序號(hào)名稱尺寸（mm）材料1前立柱基礎(chǔ)400*300C302后立柱基礎(chǔ)600*300C303U型地腳螺栓M12*U200*1104立柱U51*41*2.5Q235B5斜梁U51*41*2.5Q235B6檁條U51*41*2.0Q235B7斜撐U41*41*2.0Q235B8背拉桿L30X3.0Q235B3.3、2 構(gòu)件截面尺寸表3.2-1 構(gòu)件截面尺寸信息構(gòu)件檁條斜梁立柱斜撐截面示意U41*51*2.0Q235BU41*51*2.5Q235BU41*51*2.5Q235BU41*41*2.0Q235B3.3 材料屬性表3.3-1 材料屬性信息Q235B （ 16mm）Q355B （ 16mm）極限抗拉強(qiáng)度f(wàn)u = 375 MPafu = 470 MPa最小屈服強(qiáng)度f(wàn)y = 235 MPafy = 345 MPa密度7850 kg/m37850 kg/m3楊氏模量206000MPa206000MPa3.4 許用應(yīng)力設(shè)計(jì)值表3.4-1 許用應(yīng)力設(shè)計(jì)值信息Q235B （ 16mm）Q355B （ 16mm4、）抗拉215N mm-2310N mm-2抗壓215N mm-2310N mm-2抗彎215N mm-2310N mm-2抗剪125N mm-2175N mm-24 荷載設(shè)計(jì)4.1 荷載分類根據(jù)屋頂光伏支架承受的荷載，以下幾種荷載將被考慮。（1）永久荷載 (G)永久荷載包括光伏支架自重（2）活荷載 (L)作用在光伏支架上的活荷載在此忽略（3）風(fēng)荷載 (W)風(fēng)作用在光伏組件上產(chǎn)生的風(fēng)荷載（4）雪荷載 (S)雪作用在光伏支架上的產(chǎn)生的雪荷載4.2 荷載組合光伏支架結(jié)構(gòu)根據(jù)使用過(guò)程中在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行荷載組合，并取各自最不利的組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。荷載組合按5、照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）。（1）荷載組合及分項(xiàng)系數(shù)基本組合：1.2D+1.4* WP+0.98*Sp1.0*D+1.4*Ws1.2D+0.84 * WP+1.4*Sp標(biāo)準(zhǔn)組合：D+WP+0.7SpD+WsD+0.6WP+Sp注：D =永久荷載；WP =風(fēng)壓荷載；Ws =風(fēng)吸荷載；Sp =雪荷載；（2）D 永久荷載永久荷載包含光伏支架結(jié)構(gòu)自重及光伏組件自重。D=Dm+Gk注：Dm =單塊光伏組件自重；Gk =支架自重；Dm=23.5kg*9.8N/kg=230.3NGk =支架自重，由SAP2000有限元模型自動(dòng)計(jì)算（3）W 風(fēng)荷載1）風(fēng)荷載計(jì)算參數(shù)選擇依據(jù)圖4.2-1 基6、本風(fēng)壓選擇圖4.2-2 風(fēng)壓高度變化系數(shù)的選擇2）風(fēng)荷載參數(shù)結(jié)構(gòu)類型：屋面支架地面粗糙度類別：B基本風(fēng)壓（50年重現(xiàn)期）：W0=0.35Kpa風(fēng)壓高度變化系數(shù)：z = 1.13風(fēng)荷載體型系數(shù)：s1=1.3，s2=-1.3風(fēng)振系數(shù)：3）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算風(fēng)吸風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=1.0*（-1.3）*1.13*0.35=-0.514Kpa風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：=1.0*（1.3）*1.13*0.35=0.514Kpa（4）S 雪荷載1）雪荷載參數(shù)結(jié)構(gòu)類型：屋面支架基本雪壓（50年重現(xiàn)期）：S0 =0.50Kpa積雪分布系數(shù)：積雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（10）：Sk=0.50Kpa5 構(gòu)件計(jì)算及校核5.1 構(gòu)件線荷載計(jì)算7、構(gòu)件線荷載（N/mm）1.永久荷載線荷載計(jì)算2.風(fēng)吸荷載線密度計(jì)算3.風(fēng)壓荷載線密度計(jì)算4.雪荷載線密度計(jì)算5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核設(shè)計(jì)有限元軟件SAP 2000控制作用組合1.2D+1.4* WP+0.98*Sp最大應(yīng)力比 0.4031，滿足設(shè)計(jì)要求6 混凝土基礎(chǔ)尺寸校核6.1 混凝土基礎(chǔ)尺寸選擇前立柱基礎(chǔ)：400*300后立柱基礎(chǔ)：600*3006.2 混凝土基礎(chǔ)尺寸校核圖6.2-1 支架基礎(chǔ)受力圖（1）以2x6陣列為例，6個(gè)前混凝土基礎(chǔ)、6個(gè)后混凝土基礎(chǔ)（2）各受力值計(jì)算前立柱基礎(chǔ)自重G1=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N后立柱基礎(chǔ)自重G3=6*3.18、4*0.30*0.30*0.30*2500*9.8=12463N支架自重約g1= 25kg*9.8 kg/N*2*6=2940N組件自重約g2=23.5kg*9.8 kg/N*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=0.514KpaWs=-0.514KpaSp=0.5Kpa標(biāo)準(zhǔn)組合：D+WP+0.7SpD+WsD+0.6WP+Sp（3）抗拔配重計(jì)算1）荷載組合系數(shù)恒載組合系數(shù)=1.0風(fēng)壓組合系數(shù)=1.42）荷載組合組合后荷9、載Nk=1.0*0.219*2*6*2.094*1.038+1.4*（-0.514）*2*6*2.094*1.038 =-13.057kN3）混凝土基礎(chǔ)重量Gk=G1+G3=5539N+12463N=18002N4）抗拔配重比較Gk/Nk=18002/13057=1.38 滿足要求（4）抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算1）外部荷載傾覆彎矩M1=F1x0.88=13410*0.88=11800.8N*m2）支架抗傾覆彎矩M2=G1x0.15+G2x0.739+G3x1.328=21596.97 N*m3）抗傾覆系數(shù)K=M2/M1=21596.97/11800.8=1.83 滿足抗傾覆計(jì)算要求。（5）抗滑移計(jì)算110、）組合后荷載Nk=-13.057kN*cos10=-12858.63N2）混凝土基礎(chǔ)重量Gk=18002N3）基礎(chǔ)底部水平力Hk=13057N*sin10=2267.32N4）基礎(chǔ)抗滑移系數(shù)Kh=（Nk+Gk）*um/Hk=（18002-12858.63）*0.5/2267.32=1.13 滿足要求7 光伏支架增加屋面荷載計(jì)算7.1 計(jì)算模型的選擇以2x6陣列為例，6個(gè)前混凝土基礎(chǔ)、6個(gè)后混凝土基礎(chǔ)7.2 各荷載計(jì)算（1）支架自重：g1= 25kg*9.8 kg/N*2*6=2940N（2）組件自重：g2=23.5kg*9.8 kg/N*2*6=2764N（3）混凝土基礎(chǔ)自重：前立柱基礎(chǔ)自重G1=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N后立柱基礎(chǔ)自重G3=6*3.14*0.30*0.30*0.30*2500*9.8=12463N（4） 光伏電站每平米增加荷載計(jì)算1）組件前后排間距為0.8m2)F=（g1+g2+G1+G3）/（6*2*2.094*(1.038+0.8)）*cos10/1000=0.505kN/0.7kN/