仙桃市厂房铺设光伏承载力安全评估鉴定

载荷计算

     将太阳能电池阵列安装在地面上或者房屋屋顶上，以及住宅的平屋顶上的场 合，*打好牢固的地基，然后再作支架设计。支架(支持物)大部分都是钢结构。支架是安装从下端到上端高度为4m以下的太阳能电池阵列时使用。结构设计时把允许应力设计作为基本，设计用的荷重是以等价静态荷重为前提。到现在为止关于太阳能电池阵列的支架没有设计标准，如果作为电气设备考虑的场合，按照送电支撑物设计标准，如果作为建筑物考虑，则按照建筑法、建筑物荷重等。但是，这些标准在设计对象和设计方法的考虑中存在一些差异，不适合称为太阳能电池阵列的设计标准。

2.1假想荷重

作为太阳能电池阵列用支架结构设计时的假想荷重，有持久作用的固定荷重和自然界外力的风压荷重、积雪荷重及地震荷重等。此外，也有因温度变化产生的“温度荷重”，但是在除了焊接结构的长部件以外的支撑物中，与其他荷重相比很小，因此忽略不计。

①固定荷重(G )。组件质量( M G )和支撑物等质量( K G )的总和。

②风压荷重(W )。加在组件上的风压力( M W )和加在支撑物上的风压力( K W )的总和(矢量和)。

③积雪荷重( S )。与组件面垂直的积雪荷重。

④地震荷重( K )。加在支撑物上的水平地震力(在钢结构支架中地震荷重一般比风压荷重要小)

荷重条件和荷重组合如表1所示。多雪地区的荷重组合，把积雪荷重设为平时的70%，暴风时及地震时设为35%。

2.2风压荷重

在设计太阳能电池阵列安装用支架结构时，在假想荷重中较大的荷重一般是

风压荷重。在电池阵列中因风引起的损坏多数在强风时发生。这里规定的风压荷重只适用于防止因强风导致的破坏为目的的设计。

(1) 设计时的风压荷重

作用于阵列的风压荷重：W = CW×q ×AW

式中W是风压荷重( N )；C W是风力系数；q设计用速度压(N/m2)；A W是受风面积(m2)。

(2)设计时的速度压

设计时的速度压：q = q0×α×I×J

式中q 是设计用的速度压(N/m2)；q0是基准速度压(N/m2)；α是高度补偿系数；

I 是用途系数；J是环境系数。

对于设计速度压q，一般应按照如下准则计算: 对于地上16m以下和16m以上场合的速度压算式应按照如下准则计算：地上16m以下的场合: 60；地上16m以上的场合: 1204 。这里，h为地面以上的高度。在地面31m以上安装的场合，风力系数规定为1.5以上。

①基准速度压q0。设定基准高度10m，由下式算出：q0= 0.5ρ×V 02式中q0是基准速度压(N/m2)；ρ是空气密度风速(N·s2/m4)；V0是设计用基准(m/s)。空气的密度在夏天和冬天不一样，从安全角度考虑取数值大的冬天的值1.274N·s2/m4。设计用基准风速取在太阳能电池阵列的安装场所，地上高度10m 处，在50 年内再现的较大瞬时风速。

②高度补正系数α。随地面以上的高度不同，速度压也不同，因此要进行高度补正。高度补正系数由下式算出: α= ,式中α是高度补正系数；h 是阵列的地面以上高度；h0是基准地面以上高度l0m；n是表示因高度递增变化的程度，5为标准。

③用途系数I 。是与太阳能光伏发电系统的用途重要程度对应的系数(参见表2)。通常，太阳能光伏发电系统的风速的设计用再现期限设为50年，这相当于用途系数1.0。

举例说明增设光伏电站对屋顶荷载的影响：

屋面新增光伏系统配重统计：

计算宽度按一块配重块的长度为1.64m考虑，配重块作用于1.64m的框架梁上，光伏系统的线荷载均通过配重块施加于框架梁上。1.64m的框架梁上新增的荷载如下：

1恒荷载：

组件自重：3*0.19/2/1.64=0.174kN/m

支架自重：(5.7*2*3.43+1.64*2.63)*10/1000/2/1.64=0.073kN/m

配重自重：0.2*1.64*0.4*2500*10/1000/1.64=2kN/m

屋顶新增光伏系统自重（恒荷载）合计：0.174+0.073+2=2.247kN/m

2屋面施工阶段活荷载：

施工阶段，严格控制施工操作人员在屋面的分布及屋面临时堆料的摆放，要求不大于设计文件中要求的关于屋面活荷载的限值。故核算屋面活荷载时，可按原设计文件的活荷载布置考虑。

3屋面雪荷载：

屋面雪荷载可按原设计阶段的取值考虑。

4屋面风荷载：

屋面风荷载可按原设计阶段的取值考虑。

5地震作用：

屋顶光伏系统通过屋顶配重块传递竖向荷载至结构主体，屋顶配重块与屋面不构造连接，采用直接搁置于屋面的方式。

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