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固定在屋顶光伏支架中双直角件的应用

2013-6-4 15:15| 发布者: echo| 查看: 4115| 评论: 0

摘要: 近期国家电网公司发布关于做好分布式发电并网服务工作的意见(暂行)后,广东省作为最有发展新能源潜力地区,将会加快光伏电站的建设速度,以期解决土地占用与发展经济用电负荷矛盾,加快经济结构转型升级,为保护生态 ...

       近期国家电网公司发布关于做好分布式发电并网服务工作的意见(暂行)后,广东省作为最有发展新能源潜力地区,将会加快光伏电站的建设速度,以期解决土地占用与发展经济用电负荷矛盾,加快经济结构转型升级,为保护生态,着力推进新型能源光伏电站的建设与利用。


  光伏支架系统是屋顶光伏电站建设中,解决组件承载、安装的关键一环,本文通过阐述双直角件固定导梁方式具体在广东粤电广州宝洁光伏发电项目中的应用见图一,对广东地区今后应用光伏支架固定技术的选择、使用提供借鉴。
 
    屋面形式:广州宝洁有限公司的仓库屋顶,为2007年实施的桁架檩条结构建筑,面积约6790平方米,东西向布置,纵向由北向南逐次降低,高度为14.55-13.40米。巴特勒BUTLERIB屋面系统,单侧坡布置,为水平式板型,波峰高度38毫米,间隔300毫米。涂刷防护良好。

  材料选型:支架材料选用上海美克铝制品有限公司生产的
4040B8毫米槽宽工业铝型材,强度设计值faN/2抗拉、抗压强度设计值:fa=90N/㎡,抗剪强度设计值:fb=55N/㎡,弹性模量:Ea=70000MPa。四面均布同等槽身,中间体透空,本体结构轻巧,抗应力与强度高。外形采用圆角过渡,表面经过阳极氧化处理,美观且耐腐蚀。配套M8×20  Q235C级普通T型螺栓,抗拉强度设计值:fbt=170 Mpa,抗剪强度设计值:fbv=140 Mpa,承压强度设计值:fbc=305 Mpa及弹性垫,法兰螺母。 

  设计思路:支架系统设计为整体平铺,主要分为支撑固定件见图二,
 

  
横纵双向导梁见图三。
 


    首先,需要完成支撑固定件自身的固定。支撑固定件为铝合金非标加工件,与巴特勒屋面水平式板型尺寸对应,为本项目量身定做,固定U型槽高度42毫米,厚度2毫米,底部开孔2个,孔径6.5毫米,侧面中心对开竖向U型空槽,用于T型螺栓固定。固定件固定前,在底部加2毫米厚度的橡胶防水垫,固定螺栓穿透胶垫与原有钢结构檩条结合,完成固定件本身的固定。


  其次,需要将纵向导梁分别与支撑固定件链接,采用
T型螺栓穿过支撑固定件侧面孔,内置后反向旋转90度后,与横向与铝合金导梁平行置入槽身,外部加弹簧垫片,用螺母固定。纵向导梁均是与水平波峰平行布置。

  最后,按照组件尺寸1640×992毫米的组件,设计布置横向导梁间距1200毫米,将横向导梁放置在纵向导梁之上,形成十字交叉。为提高连结牢固系数,每个交叉处均设置双直角件与之对应槽身的型材连结固定见图四。
 

图四   固定节点详图

  其特点如下:


        1
、双面直角件固定与单面固定相比较,固定数量增加一倍,整体固定与传导受力性能明显提高,如:从单侧用力,单面直角件固定方式的情况下,发生侧移明显;双面固定直角件的情况下,须2倍于单侧固定方式的力;
 
  2
、双面直角件固定与螺栓穿透固定相比较,系统整体稳固性与抗移位的效能提升,与之单螺栓穿透的牢固度相比,提高明显。同时,利用侧面卡槽的螺栓滑块固定,没有破坏合金型材本身的空腔,在维护导梁本身的整体性上,使用寿命得到了有效保证。
 
 
表一:固定方式对比表
   方式
项目
单面连结固定A
螺栓穿透固定B
双面直角件固定(C)
数量价值
1、数量N,设定价值为a万元;
1、数量为N,对比价值为1.2a万元;
1、数量为2N,对比价值为2a万元;
受力侧移、变形
1、单侧受力发生滑动现象;
2、正压力、侧压力均直接导致变形,影响整体安全性;
 
1、单侧受力无滑动现象;
2、正压力、侧压力无明显变形,力矩负担在螺栓本身,超出一定值后,发生断裂现象,传递横纵导梁的系数占比小,影响整体安全性。
1、单侧受力无滑动现象;
2、正压力、侧压力无明显变形,力矩传递整体负担在横纵导梁,直接传递到钢结构檩条,以受力点为中心,向四周传递;整体安全。
验算数据2实验值
1、受拉力值5977KN
2、受剪力值4922KN
3、受压力值10723KN
1、受拉力值5977KN
2、受剪力值4922KN
3、受压力值10723KN
1、受拉力值11954KN
2、受剪力值9844N
3、受压力值21447KN
施工便利
工作量小,便利;
工作量多,复杂;
工作量为单面的2倍,便利;
安全指标
不符合
不符合
符合

       结论:双直角件固定导梁在安全性能方面具有可靠保证,尽管在材料及价值方面增加了一定成本,但在局部外力如台风等影响时,支架的安全性能有更高的保障。

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