建筑屋面荷载证明

南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第1页南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第2页目录1设计依据.........................................................................................................................................31.1GB/T50017-2003《钢结构设计规范》；.......................................................................31.2GB/T50009-2001《建筑结构荷载规范》.......................................................................32基础数据.........................................................................................................................................32.1主要尺寸参数.....................................................................................................................32.1.1单元尺寸.................................................................................................................32.1.2系统尺寸.................................................................................................................42.2环境参数.............................................................................................................................53荷载计算及风力分析.....................................................................................................................53.1永久荷载.............................................................................................................................53.2可变荷载.............................................................................................................................63.2.1风荷载.....................................................................................................................63.3荷载组合.............................................................................................................................84总结.................................................................................................................................................95附表Ⅰ风压高度变化系数.............................................................................................................9南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第3页1设计依据1.1GB/T50017-2003《钢结构设计规范》；1.2GB/T50009-2001《建筑结构荷载规范》2基础数据2.1主要尺寸参数2.1.1单元尺寸TSM-230PC05电池板尺寸如图1所示。电池板面积A=lxb=1650mmx992mm≈1.47m2，电池板重量m=19.5kg图1TSM-230PC05电池板尺寸南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第4页2.1.2系统尺寸固定式平铺安装系统结构简图如图2所示。组件方阵对屋面荷载选取局部区域进行计算。（图3）南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第5页图2固定式斜铺安装系统结构简图图3固定式斜铺安装系统局部结构简图所选局部系统安装方式说明：该局部系统主支撑用支撑柱固定在混凝土屋面正上方，其余辅助支撑平放于屋面防水层上，与防水层接触面粘接橡胶垫。支撑结构为HM-21槽钢和M12螺栓，以下是2者的机械性能参数：HM-21槽钢，承载为3.5kNQ235M12螺栓，抗剪应力=120MPa=1200kg/cm22.2环境参数静荷载：考虑自重情形；动荷载：设计风速为40m/s时（飓风等级），结构强度校核。3荷载计算及风力分析3.1永久荷载永久荷载主要由电池板及电池板支架重量产生,参考有关资料建议，取永久（自重）荷载为p＝0.22kN/m2（22kgf/m2）。南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第6页3.2可变荷载3.2.1风荷载3.2.1.1基本风压根据设计最大风速40m/s和有关标准（GB50017-2003《钢结构设计规范》、GB50009-2001《建筑结构荷载规范》）计算获得风荷载(下标中的01代表40m/s的风速)：基本风压w0=v2/1600=402/1600=1kN/m23.2.1.2风荷载计算方法在基本风压基础上，考虑高度、形状等影响，计算风荷载标准值wk=βzμsμzw0(1)式中：wk—风荷载标准值（kN/m2）；w0——基本风压（kN/m2）；βz—高度z处的风振系数；μs—风载体型系数；μz—高度z处的风压高度变化系数。高度变化系数：所设计追日系统安装于最大高度小于30m的建筑物的屋面上，故根据附表I，取μz表1单坡顶盖风荷载体形系数＝1.42.南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第7页风载体型系数：主要反映风荷载的不均衡现象，导致顶盖上受到转矩的作用，如图3所示。风载体型系数可参照单坡顶盖的体形系数表(GB50009-2001《建筑结构荷载规范》)给定，如表1所示，表中α表示电池板相对与水平面的夹角。μs1=-1.3，μs2=-0.5，μs3=1.3，μs4=0.5。风振系数：参考国外规范及我国抗风振工程设计和理论研究的实践情况，当结构基本自振周期T≥0.25s时，以及等于高度超过30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，由风引起的结构振动比较明显.而且随着结构自振周期的增长，风振也随着增强，因此在设计中应考虑风振的影响，而且在原则上还应考虑多个振型的影响；对于前几个频率比较密集的结构，例如桅杆、屋盖等结构，需要考虑的振型可多达10个及以上。对此都应按结构的随机振动理论进行计算。对于T0.25s的结构和高度小于30m或高宽比小于1.5的房屋，原则上也应考虑风振影响，但经计算表明，这类结构的风振一般不大，此时往往按构造要求进行设计，结构已有足够的刚度，因而一般不考虑风振影响也不至于会影响结构的抗风安全性。一般情况T1=(0.007~0.013)H，钢结构可取高值，钢筋混凝土结构可取低值。本钢结构Hmax3.08m，T1约为0.063S；可不考虑风振频率,风振系数为βz=1.0；南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第8页3.2.1.3风荷载计算结果根据式(1)及上述分析，风载荷计算结果如下：Wk=βzμsμzw0=1.0*1.3*1.42*1kN/m2≈1.846kN/m3.3荷载组合2考虑永久荷载、风荷载和雪荷载组合，可变荷载分项系数取1.4，永久荷载分项系数取1.2（GB50009-2001《建筑结构荷载规范》）。由于风荷载分布的不均匀性，导致合成荷载分布也不均匀，即wp=1.2p=1.2*0.22kN/m2≈0.264kN/m2wk=1.4wk=1.4*1.846kN/m2≈2.58kN/m2又因为组件方阵与水平面的夹角为25度，所以竖直方向的荷载=sin(25*3.14/180)*2.58kN/m2=0.02kN/m2其中，wp为自重产生的永久荷载，wk为风荷载。根据所取系统局部安装面积计算得到该区域对屋面的压力为：F=（0.02+0.264）kN/m2*12.26*7.9=27.5kN该区域所用支撑数量为56个，其中4个位锚固支撑，计算得到每个支撑点所承受的荷载为：P1=27.5kN/56=0.5kN最大限度的计算0.5kN的载荷垂直作用在M12的螺栓上产生的剪切应力为P2=0.5kN/0.0843cm²=5931N/cm²=593.1kg/cm²南京农副产品物流中心屋顶光伏电站工程屋顶支架承载计算报告第9页4总结根据HM-21槽钢承载为3.5kN大于0.5kN，M12螺栓抗剪应力1200kg/cm²大于593.1kg/cm²。所以使用HM-21槽钢和Q235的M12螺栓作为结构支撑在极限载荷的情况下是安全的。组件加上支架计算上风载和雪载，完全在屋顶承载的范围之内，是安全可靠的。所以本电站在屋顶承载和支架承载是安全的、可行的。5附表Ⅰ风压高度变化系数