光伏支架受力计算书

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： *****30MW光伏并网发电项目 工程地址： 新疆 建设单位： **集团

结构高度： 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 3.1材料自重

铝材——————————————————————27kN/m3 钢材————————————————————78.5kN/m3 3.2弹性模量

铝材————————————————————70000N/mm2 钢材———————————————————206000N/mm2 3.3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 55 端面承压 185 6063-T5 90 钢材

钢材设计强度[单位：N/mm2] 牌号 抗拉强度 Q235 215 Q345 310 不锈钢螺栓

不锈钢螺栓连接设计强度[单位：N/mm2] 性能等级 A2-50 普通螺栓

普通螺栓连接设计强度[单位：N/mm2] 性能等级 4.8级 8.8级 角焊缝

容许拉/剪应力—————————————————160N/mm2 4 结构计算

抗拉强度 170 400 抗剪强度 140 320 端面承压 350 405 抗拉强度 230 抗剪强度 175 端面承压 405 抗剪强度 125 180 端面承压 325 400 4.1 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° 4.2 支架结构

支架安装侧视图

4.3 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） 4.4 荷载计算

1)风荷载标准值计算： wkzzsw0 上式中：

wk：风荷载标准值(kN/m2)；

z：高度z处的风振系数； z：高度变化系数；

s：体型系数；

w0：基本风压(kN/m2)；

高度z处的风振系数：z1.7 ；

根据《光伏发电站设计规范》 GB50797-2012 6.8.7-1

高度变化系数：z1.0；

根据《光伏发电站设计规范》 GB50797-2012 6.8.7-1 体型系数：顺风：s1.3；逆风：s1.4 风荷载：

wkzzsw0顺风：1.71.01.30.56

1.2376kN/m2wk'zzsw0逆风：1.71.0(1.4)0.56

1.3328kN/m22）雪荷载标准值计算：

skrs0

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》 GB50797-2012 6.8.7-1

r0.64 雪荷载：

skrs00.641.35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： FEhKemaxGeq 上式中：

FEhK：水平地震作用标准值； e：动力放大系数，取2.5；

max：水平地震影响系数最大值，按相应设防烈度取值 -6度：max0.04

-7度：max0.08 -8度：max0.16 -9度：max0.32 Geq：结构等效总重力荷载； 单块组件的地震荷载为：

FEhKemaxGeq2.50.16196 78.4N4)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：1.2 风荷载：1.4 雪荷载：1.4 地震荷载：1.3 <2>绕度和变形计算时： 重力荷载：1.0 风荷载：1.0

地震荷载：1.0 雪荷载：1.0 5)荷载组合值系数：

风荷载：0.6（GB50797-2012 6.8.7-1） 雪荷载：0.7（GB50797-2012 6.8.7-1） 6)荷载效应组合的设计值计算

无地震作用效应组合时（GB50797-2012 6.8.7-2）： SGGSGKwwSwKssSsK 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； ws：风荷载、雪荷载分项系数；

ws：风荷载、雪荷载组合值系数，分别为0.6和0.7； 有地震作用效应组合是（GB50797-2012 6.8.7-2）：

SGGSGKwwSwKEhSEhK

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； 4.5 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： C80×40×2.0

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(GGSGKwwSwKssSsK)/2(1.0GPV1.00.6wkSPV1.00.7skSPV)/2(1.01961.00.61237.61.631.00.78641.63)/21196N

有地震时：

F1'(GGSGKwwSwKEhSEhK)/2(1.0GPV1.00.6wkSPV1.0FEhK)/2(1.01961.00.61237.61.631.078.4)/2742N逆风时：

F1'(w'kSPVGPVcos37)/2((1332.8)1.640.992196cos37)/2 1006N

承载能力极限状态（强度）计算： 无地震时：

F2(GGSGKwwSwKssSsK)/2(1.2GPV1.40.6wkSPV1.40.7skSPV)/2(1.21961.40.61237.61.631.40.78641.63)/21655N

有地震时：

F2'(GGSGKwwSwK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1.378.4)/21016N

由图可知，最大挠度为

w0(1.4223.612)0.53.88mm[w]L/2002800/20014mm

(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

0163.1MPa[]215MPa 所以次梁也满足强度设计要求 4.6 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： C80×40×2.0

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(GGSGKwwSwKssSsK)/2(1.0(GPV40Gb)1.00.6wkSPV40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'(GGSGKwwSwKEhSEhK)/32(1.0(GPV40Gb)1.00.6wkSPV401.0FEhK40)/32(1.0(196402161)1.00.61237.6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(GGSGKwwSwKssSsK)/32(1.2(GPV40Gb)1.40.6wkSPV40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)4218N 有地震时：

F4'(GGSGKwwSwKEhSEhK)/32(1.2(GPV40Gb)1.40.6wkSPV401.3FEhK40)/32(1.2(196402161)1.40.61237.6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

1172.1MPa[]215MPa 所以主梁也满足强度设计要求。 4.8 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Fa15980N 切应力为

Fa15980a141MPa[]320MPa 22rM120.006固定组件的M8螺栓受力为

Fp(wkSmcos37Gm)/4(7281.640.992cos37196)/4188N

正应力为

Fp188p23.7MPa[]400MPa 2rM80.004所以均满足设计要求。 4.9 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

斜撑 1340

C80×40×15×2.5 15.2

C60×30×10×2.0 11

170 122

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！