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光伏支架安装材料计算教学(光伏支架受力计算书)

光伏支架安装材料计算教学(光伏支架受力计算书)1.2材料力学性能5.建筑抗震设计规范2.钢结构设计规范GB50017-20033.铝合金结构设计规范GB50429-2007 4.冷弯薄壁型钢结构技术规范

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一、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=125N/mm2

端面承压强度 fsce=325N/mm2

设计过程:

1、荷载组合中风荷载确定过程。

(1) Wk=βz*Ms*Mz*W0

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:

光伏支架安装材料计算教学(光伏支架受力计算书)(1)

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:

光伏支架安装材料计算教学(光伏支架受力计算书)(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:

光伏支架安装材料计算教学(光伏支架受力计算书)(3)

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:

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z—风速仪实际高度(m).

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2、荷载组合

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3.梁的弯曲强度计算

计算组合截面形心坐标公式:

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根据截面形心,求出惯性矩

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平行移轴公式:

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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/m2

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)

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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

来源:阳光工匠网

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