光伏支架受力计算书

光伏支架受力计算书 、、 设计依据 1.1 规范 1. 建筑结构荷载规范 GB50009-2001 2. 钢结构设计规范 GB50017-2003 3. 铝合金结构设计规范 GB50429-2007 4. 冷弯薄壁型钢结构技术规范 5. 建筑抗震设计规范 1.2 材料力学性能 1.2.1 钢材 碳素结构钢 Q235-B 重力密度 ρ=78.5 kN/m3 弹性模量 E=2.06×10^5N/mm2 线膨胀系数 α=1.2×10-5 泊松比 ν=0.3 抗拉/压/弯强度 fs=215 N/mm2 抗剪强度 fsv=125 N/mm2 端面承压强度 fsce=325 N/mm2 设计过程： 1、荷载组合中风荷载确定过程。 (1) Wk=βz*Ms*Mz*W 0 Wk-风荷载标准值（kN/m2） ，βz-高度 z 处的风振系数，Ms-风荷载体型系 数，Mz-风压高度变化系数，W 0-基本风压 (kN/m2)。 注：基本风压应按本规范附录 D.4 中附表 D.4 给出的 50 年一遇的风压采用， 但不得小于 0.3kN/m2。风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取 0.6、0.4 和 0。 全国各站台重现期为 10 年、50 年和 100 年的雪压和风压值见附表 D.4 风振系数取值为 1。 风荷载体型系数如下表 根据组件与地面所成角度，插入法计算风荷载体型系数 a＝15 正风压荷载体型系数 μs＝1.325 (根据 GB50009-2001 表 7.3.1) 负风压荷载体型系数 μs＝-1.325 (根据 GB50009-2001 表 7.3.1) 风压高度变化系数： 地面粗糙度类别 : B Mz=1 地貌描述 : 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 基本风压: Wo=ρVo 2/2 Wo-基本风压，ρ-空气密度， Vo-平均 50 年一遇的基本风速 m/s。 使用风杯式测风仪时，必须考虑空气密度受温度、气压影响的修正，可按 下述公式确定空气密度: （t/m 3）10378.6.012ept t-空气温度（ oC） ，P-气压（Pa） ，e-水气压(Pa)。 根据所在地的海拔高度 z(m)按下述公式近似估算空气密度: =0.00125e-0.0001z（t/m3 ） z—风速仪实际高度 (m). 2、荷载组合 3.梁的弯曲强度计算 计算组合截面形心坐标公式： 根据截面形心，求出惯性矩 平行移轴公式： 根据公式 бmax=Mmax×Ymax/Iz 校核正应力强度 Mmax 表示最大压力，Ymax 表示形心最大距离，Iz 表示惯性矩 挠度计算： 均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 5ql^4/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度 (mm). q 为均布线荷载标准值(kn/m). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置三个相等的集中荷载下的最大挠度,其计算公式: Ymax = 6.33pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度 (mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 风荷载 基本风压: WP=ro*v²/2=1.225×24²/2=352.8N/m² 其中WP为风压、ro为空气密度kg/m³、v为风速m/s 风荷载取值为0.353KN/m 2 高度 z 处的风振系数 :结构高宽比小于 1.5,所以本工程高度处的风振系数 βz =1.0 (根据 GB50009-2001，表 7.2.1） μz =1 结构体形类别: 斜坡面，组件与地面的角度 θ＝15 度 正风压荷载体型系数 μs＝1.325 (根据 GB50009-2001 表 7.3.1) 负风压荷载体型系数 μs＝-1.325 (根据 GB50009-2001 表 7.3.1) 作用在组件上的顺风风荷载 Wk1 = βz×μz×μs1×Wo = 1×1×1.325×0.353=0.47KN/m2 S=1.954x0.982x42=80.6m2 标准风荷载 F=0.47x1000x80.6=37882N 垂直于组件的风荷载 F1=37.882×cos75°=9.8KN 组件单重：23kg 组件总重：23×42=966kg 组件自重：G=996 ×9.8=9.47KN 垂直于斜梁、横梁的自重：G1=9.47×cos15°=9.15KN 支架的计算应考虑组合效应：载荷=1.2G1+1.4F1 (G 是恒载，如重力；F 是可 变载荷，如风载等) F 总=1.2 ×9.15+1.4×9.8=24.7KN 斜梁强度校核: 正应力强度计算： бmax=Mmax×Ymax/Iz=472000×21.9/111500=92.7Mpa＜215Mpa；组件斜梁强 度满足要求 横梁强度校核： 正应力强度计算： бmax=Mmax×Ymax/Iz=636600×18.4/115900=101Mpa＜215Mpa；组件梁强度满 足要求 挠度计算： 均布荷载作用下的挠度：Ymax=5ql^4/(384EI) =5×0.119×2950^4/（384×206000×132700）=4.3mm； 集中荷载作用下的挠度：Ymax=6.33Pl^3/(384EI) =6.33×0.339×10^3×2950×10^3/(384×206000×132700)=5.2mm Ymax=4.3+5.2=9.5mm 挠度允许值=2950/250=11.8mm，挠度小于允许值，组件梁刚度满足要求 前立柱强度校核： Ix=2.2cm μ=0.7 λ=μl/i=0.7×86.8/2.2=27.6 查表 ψ=0.924 ψ「σ」=0.924×215=199Mpa σ=P/A=1490/564=2.65Mpa＜ψ「σ」 满足要求 后立柱强度校核: Ix=2.2cm μ=0.7 λ=μl/i=0.7×154.4/2.2=49 查表 ψ=0.833 ψ「σ」=0.833×215=180Mpa σ=P/A=1490/564=2.65Mpa＜ψ「σ」满足要求