光伏支架计算书.doc

支架结构系记录算书
1. 计算及设计依据
《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2023）
《钢结构设计规范》（GB50017-2023 ）
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[mm2]
288.6
重量 [kg/m]
2.51
屈服强度 fyk[N/mm2]
245
抗拉/压/弯强度 [N/mm2]
215
弹性模量 [N/mm2]
202300
剪切模量 [N/mm2]
80000
Y轴 距槽口 e1[mm]
22.61
Y轴 距槽背 e2[mm]
-18.69
惯性矩 Iy[cm4]
6.66
截面模量 Wy1[cm3]
2.95
允许弯矩 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 fyk[N/mm2]
245
抗拉/压/弯强度 [N/mm2]
215
弹性模量 [N/mm2]
202300
剪切模量 [N/mm2]
80000
Y轴 距槽口 e1[mm]
26.00
Y轴 距槽背 e2[mm]
-26.00
惯性矩 Iy[cm4]
13.97
截面模量 Wy1[cm3]
5.37
允许弯矩 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2.1m,主梁跨度2.5m;柱高度0.675m，倾斜度15度：次梁及柱采用表面热镀锌型材，本计算书依据2×9（电池板）阵列进行计算，计算简图见图

基本风压值：w0=0.55KN/m2
基本雪压值：S0=0.3KN/m2
电池板块（每块质量19.8kg，1640×990mm，）阵列 2 ×9
倾角：15°
结构设计使用年限：25年

4.荷载
4.1恒载
SGK= gk=19.8×10×cos15°/（1.640×0.99）=0.118KN/ m2

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=z×s×z×w0
式中：wk—风荷载标准值（KN/m2）；
z—高度z处的风振系数；
s—风荷载体型系数；
z—风压高度变化系数；
w0—基本风压（KN/m2）；
风振系数 z=1
体型系数 α=15°

s1=-1.325
s2=-0.525
s3=1.325

s4=0.535
离地高度小于30m的C类地区，z 取值1
Wk(s1 )=1×-1.325×1×0.55=-0.72875KN/m2
Wk(s2 ) =1×0.525×1×0.55=-0.28875KN/m2
Wk(s3 ) =1×1.325×1×0.55=0.72875KN/m2
Wk(s4) =1×0.525×1×0.55=0.28875KN/m2
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=rSo
体型系数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=1×0.3=0.3 KN/ m2

荷载组合

承载能力极限状态：
1）S1=1.2恒+1.4*风（+）+0.7*1.4*雪
2）S2=1.2恒+1.4*雪（+）+0.6*1.4*风
3）S3=1.0恒+1.4风（-）
4）S4=1.35恒
正常使用极限状态
5）S1=1.0恒+1.0风（+）1.0（雪）
6）S2=1.0恒+1.0风（-）
7）S3=1.0恒

S=1.2 SGK+1.4 wk+1.4×0.7 Sk
=1.2×0.118+1.4×0.72875+1.4×0.7×0.3
=1.456 KN/m2
5.钢结构有限元分析

s3区承载力极限状态下最不利荷载为：S1=1.2恒+14*雪（+）+0.6*1.4*风= =1.2×0.118+1.4×0.72875+1.4×0.7×0.3=1.456 KN/m2
梁均布线荷载1.456×1.64/2=1.19 KN/ m
s4区承载力极限状态下最不利荷载为：S2=1.2恒+1.4*风（+）+0.6*1.4*雪=1.2×0.118+1.4×0.3+1.4×0.7×0.28875=0.84 KN/m2
梁均布线荷载0.84×1.64/2=0.69 KN/ m
5.1有限元分析采用SAP2023非线性版

新建模型

施加荷载
运营分析—后解决数据
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

5.2.3 受力分析数据
弯矩最大值：Mmax=0.313KN·m
应力计算
max=Mmax/W=0.313×103/2.95×10-6=106.1MPa＜=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=1.74KN·m
应力计算
max=Mmax/W=0.761×103/5.37×10-6=141MPa＜=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

压应力 =F2/Abeam=5.536×103/(288.6×10-6)=19.18 MPa＜215MPa
满足应力强度条件。