光伏电站荷载设计

光伏电站荷载设计
   在作用于光伏组件上的各种荷载中,主要有风、雪荷载、地震作用、结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等,其中风荷载引起的效应最大。
   在节点设计中通过预留一定的间隙,消除由各种构件和饰面材料热胀冷缩引起的作用效应。
   在进行构件、连接件和预埋件承载力计算时,必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数,即采用其设计值。以北京地区屋顶项目(3块组件,单块面积1.3㎡)为例。
   ①风荷载
   根据规范,作用于倾斜组件表面上的风荷载标准值,按下列公式(1.1)计算:
Wk= βgz .μs.μz.W0 ???????????????(1.1)
式中:
 Wk 风荷载标准值( kN /m2 );
 βgz 高度z 处的阵风系数;标高20 米位置取值1.69.
 μs风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 取值。取值为1.3。
 μz风压高度变化系数;取值1.25.
 Wo 基本风压( kN /m2 )。北京地区基本风压取值0.45KN/M2,按规范要求,进行构件、连接件和锚固件承载力计算时,风荷载分项系数应取γw = 1.4,即风荷载设计值为:
w = γw .wk = 1.4wk ?????????????(1.2)
   该项目取值为w =1.4*1.69*1.3*1.25*0.45=1.73 kN/m2
②雪荷载
   屋面水平投影面上的雪荷载标准值,应下式(2.1)计算:
 Sk = μr So ????????????????(2.1)
   式中:
 Sk 雪荷载标准值(kN / m2);
 μr 屋面积雪分布系数;根据规范取值0.6;
   基本雪压So (kN / m2);依北京地区50 年一遇最大雪荷载查规范取值0.4 kN / m2;
   则该项目最大雪荷载参考值为Sk=0.6*0.4=0.24 kN / m2 .
③结构自重
   太阳能组件:Q1=0.16×3=0.48kN(G=mg)
   支架Q2=0.04×4.4=0.18kN
   共计0.66kN
   即太阳能组件自重为0.66/(1.3×3)=0.17kN/M2
   钢结构自重:0.1kN/M2
   楼顶支架系统结构自重为0.27kN/M2
   按规范要求,结构自重的分项系数取γG = 1.2 。即楼顶支架系统总结构自重计算为0.27*1.2=0.324kN/M2
 (注:承重梁预埋水泥墩重量:0.4×0.4×0.4×24.5×4=6.27kN
计算为6.27/(1.3×3)=1.6kN/M2 ,因其预埋在承重梁上,完全可以达到载荷的要求,在楼面荷载中不做详述)
   ④荷载组合
   按规范要求对作用于组件同一方向上的各种荷载应作最不利组合。
太阳能支架系统倾斜平面上的组件,其平面外的荷载最不利荷载组合风载、雪载、结构自重合计为:0.6×1.73+0.24+0.32=1.6 kN/M2,满足建筑物楼顶对载荷的要求。
抗风及抗拔力考虑,由于支架系统基座水泥墩与承重梁连为一体,且水泥墩和系统支架自重已达1.87 kN/M2,总重量已远远大于水平风压,因此该太阳能发电系统重量可满足抗风及抗拔力要求。

光伏电站荷载设计
   在作用于光伏组件上的各种荷载中,主要有风、雪荷载、地震作用、结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等,其中风荷载引起的效应最大。
   在节点设计中通过预留一定的间隙,消除由各种构件和饰面材料热胀冷缩引起的作用效应。
   在进行构件、连接件和预埋件承载力计算时,必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数,即采用其设计值。以北京地区屋顶项目(3块组件,单块面积1.3㎡)为例。
   ①风荷载
   根据规范,作用于倾斜组件表面上的风荷载标准值,按下列公式(1.1)计算:
Wk= βgz .μs.μz.W0 ???????????????(1.1)
式中:
 Wk 风荷载标准值( kN /m2 );
 βgz 高度z 处的阵风系数;标高20 米位置取值1.69.
 μs风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 取值。取值为1.3。
 μz风压高度变化系数;取值1.25.
 Wo 基本风压( kN /m2 )。北京地区基本风压取值0.45KN/M2,按规范要求,进行构件、连接件和锚固件承载力计算时,风荷载分项系数应取γw = 1.4,即风荷载设计值为:
w = γw .wk = 1.4wk ?????????????(1.2)
   该项目取值为w =1.4*1.69*1.3*1.25*0.45=1.73 kN/m2
②雪荷载
   屋面水平投影面上的雪荷载标准值,应下式(2.1)计算:
 Sk = μr So ????????????????(2.1)
   式中:
 Sk 雪荷载标准值(kN / m2);
 μr 屋面积雪分布系数;根据规范取值0.6;
   基本雪压So (kN / m2);依北京地区50 年一遇最大雪荷载查规范取值0.4 kN / m2;
   则该项目最大雪荷载参考值为Sk=0.6*0.4=0.24 kN / m2 .
③结构自重
   太阳能组件:Q1=0.16×3=0.48kN(G=mg)
   支架Q2=0.04×4.4=0.18kN
   共计0.66kN
   即太阳能组件自重为0.66/(1.3×3)=0.17kN/M2
   钢结构自重:0.1kN/M2
   楼顶支架系统结构自重为0.27kN/M2
   按规范要求,结构自重的分项系数取γG = 1.2 。即楼顶支架系统总结构自重计算为0.27*1.2=0.324kN/M2
 (注:承重梁预埋水泥墩重量:0.4×0.4×0.4×24.5×4=6.27kN
计算为6.27/(1.3×3)=1.6kN/M2 ,因其预埋在承重梁上,完全可以达到载荷的要求,在楼面荷载中不做详述)
   ④荷载组合
   按规范要求对作用于组件同一方向上的各种荷载应作最不利组合。
太阳能支架系统倾斜平面上的组件,其平面外的荷载最不利荷载组合风载、雪载、结构自重合计为:0.6×1.73+0.24+0.32=1.6 kN/M2,满足建筑物楼顶对载荷的要求。
抗风及抗拔力考虑,由于支架系统基座水泥墩与承重梁连为一体,且水泥墩和系统支架自重已达1.87 kN/M2,总重量已远远大于水平风压,因此该太阳能发电系统重量可满足抗风及抗拔力要求。

 

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