设计部光伏支架强度设计规范

设计部支架强度设计规

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XS/WI-SJ003 设计部支架强度设计规范 A0 1 目的

1.1 加强设计管理，确保设计安全有效的进行。 2 适用范围

2.1 此制度适用于设计部支架设计人员。 3 职责

3.1 设计部领导负责此规范的执行和检查。 3.2 设计部负责此规范的维护和完善。 4 工作内容 4.1 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准引用而构成本标准的条文。本标准发布时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订。 GB/T 700-2006 碳素结构钢 GB/T 6725-2008 冷弯型钢 GB/T 4171-2008 耐候结构钢 GB/T 1591-2008 低合金高强度结构钢 GB 3077-1988 合金结构钢技术条件 GB/T 13793-2008 直缝电焊钢管 GB/T 5117-1995 碳钢焊条 GB/T 5118-1995 低合金钢焊条 GB/T 983-1995 不锈钢焊条

GB 2101-2008 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般要求 GB 8162-1999 结构用无缝钢管 GB 50017-2003 钢结构设计规范

GB/T 715-19 标准件用碳素钢热轧圆钢 GB/T 3632-2008 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副 GB/T 5780-2000 六角头螺栓尺寸—C级

GB/T 5781-2000 六角头螺栓尺寸—全螺纹—C级 GB/T 5782-2000 六角头螺栓尺寸—A级和B级 GB/T 5783-2000 六角头螺栓尺寸—全螺纹—A级和B级 GB/T 90.1-2002 紧固件 验收检查

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XS/WI-SJ003 设计部支架强度设计规范 A0 GB/T 90.2-2002 紧固件 标志与包装

GB/T 3098.1-2000 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱 GB/T 15957-1995 大气环境腐蚀性分类

GB/T 19355-2003 钢铁结构耐腐蚀防护 锌和铝覆盖层指南

4.2 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。计算因从支架前面吹来（顺风）的风压及从支架后面吹来（逆风）的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，支撑臂的压曲（压缩）以及拉伸强度，安装螺栓的强度等，并确认强度。 (1)结构材料

选取支架材料，确定截面二次力矩IM和截面系数Z。大部分用角钢，或方管。 (2)假想载荷 固定荷重（G）

组件质量（包括边框）GM +框架自重GK1+其他GK2 固定载荷G=GM+ GK1+ GK2 风压荷重（W）

加在组件上的风压力（WM）和加在支撑物上的风压力（WK）的总和）。 W=1/2×（CW×σ×V02×S）×a×I×J

(3)积雪载荷（S）。与组件面垂直的积雪荷重。 (4)地震载荷（K）。加在支撑物上的水平地震力 (5)总荷重（W）

正压：（5）=（1）+（2）+（3）+（4） 负压：（5）=（1）-（2）+（3）+（4） 4.3 载荷的条件和组合 载荷条件 长期 平时 积雪时 短期 暴风时 地震时 4.4 基础稳定性计算 4.4.1 风压载荷的计算

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一般地方 G G+S G+W G+K 多雪区域 G+0.7S G+S G+0.35S+W G+0.35S+K XS/WI-SJ003 设计部支架强度设计规范 A0 4.4.2 作用于基础的反作用力的计算 4.4.3 基础稳定性计算

当受到强风时，对于构造物基础要考虑以下问题： (1)受横向风的影响，基础滑动或者跌倒 (2)地基下沉（垂直力超过垂直支撑力） (3)基础本身被破坏

(4)吹进电池板背面的风使构造物浮起

(5)吹过电池板下侧的风产生旋涡，引起气压变化，使电池板向地面吸引 对于③～⑤须采用流体解析等方法才能详细研究。研究风向只考虑危险侧的逆风状态

以下所示为各种稳定条件： a对滑动的稳定

平时：安全率Fs≥1.5；地震及暴风时：安全率Fs≥1.2 b对跌倒的稳定

平时：合力作用位置在底盘的1/3以内时 地震及暴风时：合力作用位置在底盘的2/3以内时 c对垂直支撑力的稳定

平时：安全率Fs≥3；地震及暴风时：安全率Fs≥2 4.4.4 风荷载计算 (1)设计时的风压载荷

W=Cw×q×Aw（作用于阵列的风压载荷公式） 式中 W——风压荷重 Cw——风力系数

q ——设计用速度压（N/m2） Aw——受风面积（m2） (2)设计时的速度压 q=q0×a×I×J

式中 q——设计时的速度压（N/m2） q0——基准速度压（N/m2） a——高度补偿系数

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XS/WI-SJ003 设计部支架强度设计规范 A0 I——用途系数 J——环境系数

1）基准速度压。设定基准高度10m，由下式算出： q0=1/2×σ×V02

式中 q0——基准速度压（N/m2） σ——空气密度风速（Ns2/m4） V0——设计用基准（m/s）

(3)高度补正系数。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： a=（h/h0）1/n

式中a——高度补正系数； h——阵列的地面以上高度 h0——基准地面以上高度10米

n——表示因高度递增变化的程度，5为标准 (4)用途系数。通常1.0

用途系数 建设地点的周围地形等状况 1.15 1.0 0.85 ①极重要的太阳能光伏发电系统 ②普通的太阳能光伏发电系统 ③短时间或者①以外的系统，且太阳能电池阵列在地面以上高度为2m以下场合 (5)环境系数。通常1.0

环境系数 建设地点的周围地形等状况 1.15 0.90 0.70 如海面一样基本没有障碍物的平坦地域 树木、低层房屋（楼房）分布平坦的地域 树木、低层房屋密集的地域，或者中层建筑（4-9层）物分布的地域 4.4.5 积雪荷载计算 设计时的积雪载荷： S=CS×P×ZS×AS 式中 S——积雪荷重 CS——坡度系数

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XS/WI-SJ003 设计部支架强度设计规范 A0 P ——雪的平均单位质量（相当于积雪1cm的质量，N/m2） 一般的地方19.6N以上，多雪区域为29.4N以上。 ZS——地上垂直最深积雪量（cm） AS——积雪面积 (1)坡度系数 坡度 ＜30°＞ 30°～40° 40°～50° 50°～60° ＞60° 0.75 0.5 0.25 0 坡度系数CS 1.0 (2)雪的平均单位质量

雪的平均单位质量是指积雪厚度为1cm、面积为1m2的质量。 (3)积雪量

太阳能电池阵列面的设计用积雪量设定为地上垂直最深的积雪量（ZS），但是，经常扫雪而积雪量减少的场合，根据状况可以减小ZS值。

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