[技術]光伏支架計算書屋面光伏項目支架及基礎計算書1項目概述1.1項目信息表1.1-1

項目主要信息1項目類型混凝土屋頂固定式光伏電站（979kW）2項目地點湖北武漢3組件尺寸2094mm*1038mm*35mm4組件重量23.5kg每件5組件傾角10°6設計基本風壓0.35Kpa（50年重現期）GB50009-20127基本雪壓0.5Kpa（50年重現期）GB50009-20128場地類型B類GB50009-20121.2設計采用標準（1）《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）（2）《光伏發電站設計規范》（GB50797-2012）（3）《光伏支架結構設計規范》（NB/T10115-2018）（4）《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010）（5）《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）2支架及基礎布置形式2.1支架及基礎典型布置圖圖2.1-1

支架及基礎典型布置圖2.2支架及基礎剖面圖圖2.2-1

支架及基礎剖面圖3主要材料及許用應力值3.1支架主要材料表3.1-1

支架主要材料信息序號名稱尺寸（mm）材料1前立柱基礎?400*300C302后立柱基礎?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L30X3.0Q235B3.2構件截面尺寸表3.2-1

構件截面尺寸信息3.3材料屬性表3.3-1

材料屬性信息Q235B（≤16mm）Q355B（≤16mm）極限抗拉強度fu

=375MPafu

=470MPa最小屈服強度fy

=235MPafy

=345MPa密度7850kg/m37850kg/m3楊氏模量206000MPa206000MPa3.4許用應力設計值表3.4-1

許用應力設計值信息Q235B（≤16mm）Q355B（≤16mm）抗拉215N/mm2310N/mm2抗壓215N/mm2310N/mm2抗彎215N/mm2310N/mm2抗剪125N/mm2175N/mm24.1荷載分類根據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）風荷載(W)風作用在光伏組件上產生的風荷載（4）雪荷載(S)雪作用在光伏支架上的產生的雪荷載4.2荷載組合光伏支架結構根據使用過程中在結構上可能同時出現的荷載，按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行荷載組合，并取各自最不利的組合進行設計。荷載組合按照《建筑結構荷載規范》（GB50009-2012）。（1）荷載組合及分項系數基本組合：1.2D+1.4*WP+0.98*Sp1.0*D+1.4*Ws1.2D+0.84*WP+1.4*Sp標準組合：D+WP+0.7SpD+WsD+0.6WP+Sp注：D=永久荷載；WP=風壓荷載；Ws=風吸荷載；Sp=雪荷載；（2）D永久荷載永久荷載包含光伏支架結構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有限元模型自動計算（3）W風荷載1）風荷載計算參數選擇依據圖4.2-1

基本風壓選擇圖4.2-2

風壓高度變化系數的選擇2）風荷載參數結構類型：屋面支架地面粗糙度類別：

B類基本風壓（50年重現期）：W0=0.35Kpa風壓高度變化系數：μz=1.13風荷載體型系數：μs1=1.3，μs2=-1.3風振系數：

3）風荷載標準值計算風吸風荷載標準值：=1.0*（-1.3）*1.13*0.35=-0.514Kpa風壓風荷載標準值：=1.0*（1.3）*1.13*0.35=0.514Kpa（4）S雪荷載1）雪荷載參數結構類型：屋面支架基本雪壓（50年重現期）：S0=0.50Kpa積雪分布系數：

積雪荷載標準值（10°）：Sk=0.50Kpa5.1構件線荷載計算構件線荷載（N/mm）1.永久荷載線荷載計算2.風吸荷載線密度計算3.風壓荷載線密度計算4.雪荷載線密度計算5.2結構設計校核設計有限元軟件sap2000控制作用組合1.2D+1.4*WP+0.98*Sp

最大應力比0.403<1，滿足設計要求6.1混凝土基礎尺寸選擇前立柱基礎：?400*300后立柱基礎：?600*3006.2混凝土基礎尺寸校核圖6.2-1

支架基礎受力圖（1）以2x6陣列為例，6個前混凝土基礎、6個后混凝土基礎（2）各受力值計算前立柱基礎自重G1=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N后立柱基礎自重G3=6*3.14*0.30*0.30*0.30*2500*9.8=12463N支架自重約g1=25kg*9.8kg/N*2*6=2940N組件自重約g2=23.5kg*9.8kg/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標準組合：D+WP+0.7SpD+WsD+0.6WP+Sp（3）抗拔配重計算1）荷載組合系數恒載組合系數=1.0風壓組合系數=1.42）荷載組合組合后荷載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）抗傾覆穩定性計算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=21596.97N*m3）抗傾覆系數K=M2/M1=21596.97/11800.8=1.83

滿足抗傾覆計算要求。（5）抗滑移計算1）組合后荷載Nk=-13.057kN*cos10°=-12858.63N2）混凝土基礎重量Gk=18002N3）基礎底部水平力Hk=13057N*sin10°=2267.32N4）基礎抗滑移系數Kh=（Nk+Gk）*um/Hk=（18002-12858.63）*0.5/2267.32=1.13

滿足要求7.1計算模型的選擇以2x6陣列為例，6個前混凝土基礎、6個后混凝土基礎7.2各荷載計算（1）支架自重：g1=25kg*9.8kg/N*2*6=2940N（2）組件自重：g2=23.5kg*9.8kg/N*2*6=2764N（3）混凝土基礎自重：前立柱基礎自重G1=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N后立柱基礎自重