光伏支架计算书模板.docx
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光伏支架计算书模板
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[宜兴羿飞新能源科技有限公司]
1.计算引用的规范、标准及资料
1.1.建筑设计规范:
《地震震级的规定》GB/T17740-1999
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《工程抗震术语标准》JGJ/T97-95
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2004
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版、局部修订
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2004
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)
《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002
1.2.钢材规范:
《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005
《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006
《低合金钢焊条》GB/T5118-1995
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002
1.3.五金件规范:
《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277-1985
《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2002
《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》GB/T3098.2-2000
《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》GB/T3098.4-2000
《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2000
《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997
1.4.相关物理性能等级测试方法:
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
1.5.《建筑结构静力计算手册》(第二版)
2.结构分析基本概况
2.1.项目概述
本工程为□□□□□□光伏并网发电示范工程固定支架。
支架形式采用钢结构,材质选用Q345B,表面处理方式为热浸锌;连接螺栓采用热镀锌碳钢螺栓;组件压码,材质为6063-T5,表面处理方式为阳极氧化。
结构分析及节点校核考虑恒载、风荷载及雪荷载作用。
2.2.项目所在地区
□□□□□□
2.3.地面粗糙度分类等级
按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
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地区;
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C类地形考虑。
3.结构承受荷载计算
3.1.地面粗糙度分类等级
根据以下标准
中华人民共和国国家标准:
GB50009-2001建筑结构荷载规范
□□□□□□建筑场地C类支架最高标高+20.00m
设计风速:
vo=30m/s
基本风压:
wo=vo2/1600=0.56kPa
风压高度变化系数:
μz=0.84
风荷载体型系数:
μs1=0.5μs2=1.3
风荷载标准值:
wkb1=μs1×μz×wo=235Pa
wkb2=μs2×μz×wo=612Pa
3.2.组件及结构自重计算
长边边长:
La=1636mm
短边长边:
Lb=992mm
面积:
A=La×Lb
自重:
GAk=200N
3.3.雪荷载标准值计算
基本雪压:
so=0.5kPa
屋面积雪分布系数:
μo=1
雪荷载标准值:
sK=so×μo=500Pa
3.4.作用效应组合
荷载组合设计值:
各效应的分项系数:
重力荷载:
γG=1.2
风荷载:
γw=1.4
地震荷载:
γE=1.3
荷载组合标准值:
风荷载的组合系数:
ψw=1.0
地震荷载的组合系数:
ψE=0.5
4.所采用的设计数据
4.1.牌号Q235B钢,符合GBJ50017-2003
抗拉屈服强度:
Ys=215MPa
极限抗拉强度:
Us=370MPa
抗弯、抗压设计强度:
py=215MPa
抗剪强度:
pv=125MPa
弹性模量:
Est=200000MPa
重度:
dst=78.5kN×m−3
泊松比:
ν=0.3
热膨胀系数:
α=1.2×10C
4.2.牌号Q345B钢,符合GBJ50017-2003
抗拉屈服强度:
Ys=310MPa
极限抗拉强度:
Us=470MPa
抗弯、抗压设计强度:
py=310MPa
抗剪强度:
pv=180MPa
弹性模量:
Est=200000MPa
重度:
dst=78.5kN×m−3
泊松比:
ν=0.3
热膨胀系数:
α=1.2×10C
4.3.牌号6063-T5铝合金,参考GB50429-2007
保证(最小)0.2%拉压应力:
f0.2=110MPa
极限抗拉强度:
fu_T5=160MPa
抗弯、抗压设计强度:
po5=85.5MPa
抗剪强度:
pav5=49.6MPa
承压强度:
paa5=120MPa
弹性模量:
Eal=70000MPa
重度:
dal=28kN×m−3
泊松比:
ν=0.33
热膨胀系数:
α=2.35×10C
4.4.牌号6063-T6铝合金,参考GB50429-2007
抗弯、抗压设计强度:
po6=150MPa
抗剪强度:
pav6=85MPa
承压强度:
paa5=240MPa
弹性模量:
Eal=70000MPa
重度:
dal=28kN×m−3
泊松比:
ν=0.33
热膨胀系数:
α=2.35×10C
4.5.普通螺栓4.6C级,参考GBJ50017-2003
抗拉屈服强度值:
py_46=235MPa
抗拉强度设计值:
pt_46=170MPa
抗剪强度设计值:
pv_46=140MPa
承压强度设计值:
pa_46=305MPa
4.6.奥氏体等级为50,,参考GBJ/T1220
抗拉屈服强度值:
py_50=210MPa
抗拉强度值:
ptl_50=500MPa
抗拉强度设计值:
pt_50=230MPa
抗剪强度设计值:
pv_50=175MPa
4.7.奥氏体等级为70,,参考GBJ/T1220
抗拉屈服强度值:
py_70=450MPa
抗拉强度值:
ptl_70=700MPa
抗拉强度设计值:
pt_70=320MPa
抗剪强度设计值:
pv_70=245MPa
5.结构设计变现控制
钢构件:
或25mm两者取小。
悬臂结构:
或25mm两者取小。
6.支架结构分析
6.1.支架结构分析
支架图如下:
结构分析使用SAP2000有限元分析软件分析。
杆件按均布线荷载设计计算。
模型荷载输入数据:
风荷载标准值:
Wx=wkb2×La/2=0.5N/mm(风压)
Ws=wkb2×La/2=-0.5N/mm(风吸)
雪荷载:
Sn=sK×La/2=0.41N/mm
重力荷载:
G=GAk/2Lb=0.1N/mm
荷载标准值组合系数:
风荷载的组合系数:
ψw=1.0
地震荷载的组合系数:
ψE=0.5
荷载组合设计值:
各效应的分项系数:
重力荷载:
γG=1.2
风荷载:
γw=1.4
地震荷载:
γE=1.3
荷载及组合说明:
计算挠度:
COMB1=G+Wx+Sn
COMB2=G-Ws
计算强度:
COMB3=1.2G+0.7*1.4Wx+1.4Sn
COMB4=1.2G+1.4Wx+0.7*1.4Sn
COMB5=1.0G-1.4Ws
6.2.次梁(52*41*2.0mmTHU)的计算
设计荷载:
最大荷载在SAP2000模型,当组合Comb4时,杆件内力表中杆件10中:
Mmax_3=0.753kN×mMmax_2=0.026kN×m
Vmax_2=1.812kNVmax_3=0.062kN
选用横梁型材的截面特性:
强度计算:
1)受弯构件按抗弯强度计算公式,应满足:
=294×MPa 横梁抗弯强度满足要求 2)横梁的抗剪计算: 横梁是强轴受剪,仅腹板承受剪力: 受剪面积: Avx=2(52mm)×t=208×mm2 Avy=41mm×t=82×mm2 校核依据: τmax=Vmax_2/Avx=8.71×MPa τmax=Vmax_3/Avy=1×MPa 横梁抗剪强度满足要求 3)横梁的挠度计算: 3m跨中最大变形: 当组合Comb1时,杆件内力表中节点6~虚点 挠度值如下: dy= =11.82×mm<2530mm/200=12.65×mm 所以,挠度满足要求 6.3.主梁(52*41*2.0mmTHU)的计算 设计荷载: 最大荷载在SAP2000模型,当组合Comb4时,杆件内力表中杆件10中: Mmax_3=0.753kN×mMmax_2=0.026kN×m Vmax_2=1.812kNVmax_3=0.062kN 选用横梁型材的截面特性: 强度计算: 2)受弯。 按抗弯强度计算公式,应满足: Mmax_3Mmax_2 Wnx1Wny1 横梁抗弯强度满足要求 2)横梁的抗剪计算: 横梁是强轴受剪,仅腹板承受剪力: 受剪面积: Avx=2(52mm)×t=208×mm2 Avy=41mm×t=82×mm2 校核依据: τmax=Vmax_2/Avx=8.71×MPa τmax=Vmax_3/Avy=1×MPa 横梁抗剪强度满足要求 3)横梁的挠度计算: 3m跨中最大变形: 当组合Comb1时,杆件内力表中节点6~虚点 挠度值如下: dy= =11.82×mm<2530mm/200=12.65×mm 所以,挠度满足要求 6.4.立柱(52*41*2.0mmTHU)的计算 设计荷载: 最大荷载在SAP2000模型,当组合Comb4最不利时,杆件内力表 中杆件86中: 最大立柱高度: Ll=190mm压力设计值: Fc=5.3kN 剪力设计值: Fy=1.6kN弯矩设计值: Mx=0.247kN×m 选用立柱型材的截面特性: 强度计算: 关于x轴: Aa=3.14cm2Ix=9.73cm4Wt=4.1cm3 材料塑性发展系数: γ=1.05 材料抗拉、抗弯设计强度: py=310MPa 材料抗剪设计强度: pv=180MPa 拉剪验算: Fy/0.9Aa=5.66×MPa 所以,抗剪满足。 压弯验算: 截面类型为a类 y轴回转半径: ix= =17.6×mm 有效长度: Le=Ll=190×mm 长细比: λ=Le/iy=10.8λ× =12.4 受压时的稳定系数: ϕ=0.989 =74×MPa 所以,压弯强度满足。 6.5.混凝土基础计算 混凝土设计基础尺寸为: 1800×400×350 混凝土密度: 24KN/m2 基础配重: Fg=1.8×0.4×0.35×24=6.05KN>3.073KM(基础反力) (基础反力见基础反力表) 所以,基础OK! 6.6.连接螺栓计算 附录A.支架结构分析(SAP2000结构分析软件) (节点号) (杆件号) (节点号) (恒载图) (活截图) (上风载) (下风载) (应力图) (弯矩图) 基础反力 节点位移 内力表
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