光伏支架設(shè)計(jì)方案受力計(jì)算書參考

1、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定太陽能板規(guī)格：1640 x990 x40太陽能板陣列及數(shù)量：20 x2=40PCS太陽能板重量：20鋰/PCS安裝角度：35?；撅L(fēng)載：0.75肪/加？基本雪載：0.8如/安裝條件：地面粗糙度為B類&計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012)9.設(shè)計(jì)產(chǎn)品年限：25年二.方陣立面結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化光伏組件支點(diǎn)即橫梁分布的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化光伏組件由兩根橫梁支撐，橫梁間距影響光伏組件的受力狀態(tài)，如圖所示。作用在兩根橫梁上支反力分別為：&=鞏丄）b+c兔=p（&）b+c由上式可以看出，當(dāng)時(shí)，支反力&、&的極值最小，為0.5R因此兩根橫梁應(yīng)對稱分布。下圖為光伏組件的受力簡圖，剪力圖與彎距

2、圖。由剪力圖可以得出:組件長度的一半。由彎距圖可以看出:當(dāng)時(shí)，剪力0取最小極值，為*。即橫梁間距等于光伏當(dāng)時(shí)，彎距M極值為0,-0.0625護(hù);當(dāng)丄(7(-/)=丄*2時(shí)，即a=忑_、1時(shí)，彎距M極值為0.0215護(hù)，-0.0215?,因此當(dāng)2422/2_1Q=七一Z時(shí)，彎距M取最小極值為0.0215在本案例中，光伏組件長度1=1640mm,所以a=Q.207Z=340mm斜梁支點(diǎn)布的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化斜梁由前立柱、后立柱和斜支撐三個(gè)支點(diǎn)支撐，其受力簡圖如下。IsXQ?00rp7Roa,ll山Illg111MoAX求解得:代入三彎距方程:b+L-a仆r-bJU-Q3Mq=-Pa=-FciMn-Jn

3、+（I*+心）+M山曲=-嚴(yán)w-H式中仁為跨距?In=l“+l=b解得:由剪力圖中可以看出斜梁中分布了6個(gè)峰值，分別為:當(dāng)（Xb12時(shí)Qq=-Q5=-Ps=-a=-2P剪力極值QP當(dāng)b=l2時(shí)尺i=-2.74P,Rq=R2=331P、則剪力極值0kl.37P當(dāng)l2bZ2+Z1時(shí)a=-c5=-p兔-P剪力極值Qn=P2=-Q、=“-2P當(dāng)b=768時(shí)，Al=O,Rq=R2=2P、則剪力極值QP當(dāng)b=g+li時(shí)，&=1.12,o=A2=1.44P,則剪力極值鮎=0.56尸當(dāng)仏十仃X2574時(shí)0）=-e5=Q=-Qa=&_P剪力極值QdPQ2=-Q5=Rq-2P當(dāng)b=1490時(shí)，/?i=Ao=2=1

4、33P,則剪力極值茲=133卩當(dāng)b=2574時(shí)，&=2P,Rq=R2=P、則剪力極值QzP當(dāng)Q2574時(shí)，剪力極值QP綜上所述，當(dāng)6=仏十Zi時(shí)，補(bǔ)1.12卩,R=R2=1.44P,則剪力極值茲=0.56卩,可取得取小值。由彎距圖中可以看出斜梁中分布了5個(gè)峰值，分別為：Mo=M2=-Pci1/33l2M嚴(yán)廳P（古+寸）ZVDm嚴(yán)m(xù)廠凡e-匚）-鞏由彎距曲線圖可以看出，當(dāng)b=1086時(shí)，即Mo二Ms時(shí)，彎距M嗣=224P,可取得最小值。三、設(shè)計(jì)計(jì)算書1.載荷條件根據(jù)系統(tǒng)安裝條件及要求，載荷條件的計(jì)算以單方陣為基本單位。(1)恒載G:恒載包含太陽能板的重量和支架的自重。其中太陽能板總重量：G1=4

5、0Px20弦/Px9.8必2=7840N支架自重根據(jù)計(jì)算不同的梁時(shí)分別施加。(2)風(fēng)載附：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)中對風(fēng)荷載的規(guī)定如下(按承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))：叭=0：仏“川0式中：叫風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kNIm1);A高度z處的風(fēng)振系數(shù)；比風(fēng)荷載體型系數(shù)；比風(fēng)壓高度變化系數(shù)；基本風(fēng)壓。根據(jù)工程安裝地理位置，查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表&2.1查得風(fēng)壓高度變化系數(shù)仏取值為1.0,如下：表8.2.1風(fēng)壓高度變化系數(shù)離地面或海平面高度(加丿地面粗糙度類別ABCD51.091.000.650.51101.281.000.650.51151.421.130.650.51201.521.230.74

6、0.51301.671.390.880.51401.791.521.000.60501.891.621.100.69601.971.711.200.77702.051.791.280.84802.121.871.360.91902.181.931.430.981002.232.001.501.04注：節(jié)選自建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-20第31頁按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表&3.1中第29項(xiàng)中單坡及雙坡頂蓋35。時(shí)，風(fēng)荷載體型系數(shù)仏取平均值1.3:表8.3.1風(fēng)荷載體型系數(shù)項(xiàng)次類別體型及體型系數(shù)佻備注單坡及雙坡頂蓋4T“aMIO30*-1.3-1.4-0.5-0.6+1.3+1.+0.5+G6

7、-a+L04-0.730*-1.6-d4I中間值按線性插值法計(jì)算(b丿項(xiàng)體型系數(shù)按第27項(xiàng)采用(b).(c)應(yīng)考慮第27項(xiàng)注2和注3注：節(jié)選自建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)第44頁按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中風(fēng)振系數(shù)乞取1。基本風(fēng)壓：w尸0.15kN/m2至此所有參數(shù)計(jì)算完成，則Wjt=卩*=1x13x1.0 x0.75=0.975kN/m2(3)雪載S根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)中規(guī)定的雪壓公式:必=仏鳳系數(shù)取0.5基本雪壓：S尸08kN/m2Sk=jLtrSQ=0.5x0.8=OAkN/m2.選用梁截面形狀及參數(shù)（1）橫梁及斜支撐：62x41.3x2X=Cent

8、roid/.3I1111111111I1111111111111111b.Q=ShoarCantar038222.01444-.009334-.033112-.OZ06S0.02065-.010325D1032SSECTIONID2DATASUMMARTSectionNameArea=382E-03iyy=L91E-06lyz=Izz=L07E-06UarpmgConstant-903E-L0TorsionConstant=558E-09CenccoidY=4S1E-L7CentroidZ=029Z38ShucrCenterY=-3S7E-06ShearCenterZ033112Sheat:C

9、crrVY=.0948375near*coreyz-811E-08ShearCorr2Z=572086項(xiàng)目數(shù)值單位項(xiàng)目數(shù)值單位材質(zhì)0235萬-屈服極限6235Mpa面積3.82cm2彈性橫量E210Gpa對y軸慣性矩厶19.1214cm對y軸慣性半徑.22.37296892mm對二軸慣性矩厶10.7334cm對二軸慣性半徑鳥16.7621176mm極慣性積；p29.8544cm極慣性半徑s27.95564924mm上端離質(zhì)心距離32.712mm左端離質(zhì)心距離20.65mm下端離質(zhì)心距離29.288mm右端離質(zhì)心距離20.65mm抗彎截面系數(shù)函.（上）5.845255564cm3抗彎截面系數(shù)吆左

10、）5.197578692cm3抗彎截面系數(shù)冷（下）6.528612401cm3抗彎截面系數(shù)足（右）5.197578692cm3(2)斜梁：f/62x41.3x25項(xiàng)目數(shù)值單位項(xiàng)目數(shù)值單位材質(zhì)0235-屈服極限6235Mpa面積X4.705cm2彈性橫量E210Gpa對y軸慣性矩厶23.0594cm對y軸慣性半徑22.13810387mm對二軸慣性矩厶12.9354cm對二軸慣性半徑事16.58072066mm極慣性積535.9944cm極慣性半徑s27.65892154mm上端離質(zhì)心距離32.862mm左端離質(zhì)心距離20.65mm下端離質(zhì)心距離29.138mm右端離質(zhì)心距離20.65mm抗彎截

11、面系數(shù)冷（上）7.016919238cm3抗彎截面系數(shù)足（左）6.263922518cm3抗彎截面系數(shù)函（下）7.913720914cm3抗彎截面系數(shù)胚（右）6.263922518cm8SECTIONID3DATASUMMARYSectionName=25Area=470E-03】yy=Z31E-O6Iyz=0Izz=129E-06WarpingConstant=102E-09TonsionConstcxnt=108E-08CentroidY=-.466E-17CentxoidZ=029138ShearCentwi:Y=-.12QE-05ShearCenter2=-.032193Shceu:C

12、orrYY二095487ShearCorrY2=-.718E-06ShearCorrZ2=577226（3）后立柱：方管60 x40 x2.5項(xiàng)目數(shù)值單位項(xiàng)目數(shù)值單位材質(zhì)0235萬-屈服極限6235Mpa面積加4.75cm2彈性橫量E210Gpa對y軸慣性矩厶23.4744cm對y軸慣性半徑22.23037277mm對二軸慣性矩厶12.3494cm對二軸慣性半徑16.12386267mm極慣性積535.8234cm極慣性半徑ip27.46212703mm上端離質(zhì)心距離30mm左端離質(zhì)心距離20mm下端離質(zhì)心距離30mm右端離質(zhì)心距離20mm抗彎截面系數(shù)冷（上）7.824666667cm3抗彎截

13、面系數(shù)磯（左）6.1745cm3抗彎截面系數(shù)（下）7.824666667cm3抗彎截面系數(shù)胚（右）6.1745cm31、11111111I;201.02.03SECTIONPREVIEWDATASUMMARYArea=475E-03iyy=235E-O6Iyz=0Izz=123E-O6WarpingConstant=Z45E-11TorsionConstant=254E-06CentroidY=02CentroidZ=03ShearCenterY=02ShearCenterZ=03ShearCorrYY=30896ShearCoreYZ=280E-13ShearCorrZZ=557519方陣結(jié)

14、構(gòu)力學(xué)分析根據(jù)對方陣立面結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析及優(yōu)化，可得出方陣立面結(jié)構(gòu)及尺寸為下圖所示:單組方陣恒載：G=7840N單組方陣風(fēng)載：俗必x/=0975x1.64x0.99x40=63.3204=633202771=0/4/20.4=96?（豎直向下）0=%74/204=776必?（垂直于光伏組件）NODEFX(N)FY(N)FZ(N)MX(Nm)MY(Nm)MZ(Nm)11681.1932.34-299.87-93.698-17.381430.84-1513.63881.2-13.776-13.954-5.5859234.4111804.35-1269252.25-13.366-10.1930.4018716796.63-1267.454.505-9.04024.85366.80E-0228796.54-126