NB/T 10115-2018 光伏支架结构设计规程

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    式中:uk一 风荷载标准值(kN/m): β一一高度处的风振系数,对于双列或多列单坡支架结构 体系,可取1.0:对于单列单坡支架结构体系,可按照 现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009计算风 振系数; 一 风压高度变化系数,可按现行国家标准《建筑结构荷 载规范》GB50009取值;对于地面光伏支架可取光伏 板顶端高度; Wo一基本风压(kN/m)。 2计算非结构构件时,风荷载标准值可按下式计算:

    式中:Sd 作用组合的效应标准值,如变形、裂缝等; (一一设计对变形、裂缝等规定的相应限值,应符合现行国 家标准结构设计的有关规定。 4.3.4非抗震设计时,荷载效应的基本组合应按下式计算,取其 不利值:

    Sa=YGSik+YwywSwk+Y,SsK

    4.3.5抗震设计时,结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的 基本组合应按下式计算:

    Sa=YGS(E+YEhSEhK+YwwSwK

    式中:Sa 地震组合的效应设计值; YG一 重力荷载的分项系数,宜取1.2;当重力荷载效应对 构件承载能力有利时,不应大于1.0,当验算结构抗 倾覆或抗滑时,不应大于0.9; SGE 重力荷载代表值的效应,应按现行国家标准《构筑物 抗震设计规范》GB50191的有关规定确定; Yh一水平地震作用分项系数,可取1.3; Srhk 水平地震作用标准值的效应,应按现行国家标准《构

    筑物抗震设计规范》GB50191的有关规定确定; Yw——风荷载作用分项系数,可取1.4; dw 风荷载的组合值系数,宜取0.2。

    +.3.6结构或结构构件按正常使用极限状态设计时.荷载效

    用标准组合,可按本标准式(4.3.4)计算,各荷载分项系数宜取 1.0;计算地基变形时.传至基础底面上的荷载效应应按正常使用 极限状态下载效应的准永久值组合。

    4.3.7光伏支架设计时,宜对施工阶段进行验算.并应符合下列

    1施上检修荷载宜取1kN.也可接实际简载取用并作用于 支架最不利位置: 2进行光伏支架构件施工检修荷载承载力验算时.荷载纠介 应取永久荷载和施工检修荷载进行组合;永久荷载分项系数可取 1.2,施工检修荷载的分项系数取1.4; 3变形验算时,荷载组合应取永久荷载和施工检修荷载进行 组合,永久荷裁分项系数均取1.0

    5.1.1光伏支架结构体系可采用单列柱单坡结构体系、双(多)列 注单坡结构体系、独立柱结构体系以及以平面桁架、立体税架、空 腹桁架等整体受弯为主的结构体系和以实腹钢拱、平面或立体析 架形式的拱形结构等整体受压为主的结构体系。

    5.1.2支架结构体系的支撑设置应符合下

    1在每个支架结构结构单元或温度区段应分别设置能独立 构成空间稳定结构的支撑体系;在设置柱间支撑的开间宜同时设 置顶面横尚或水平支撑,以组成儿荷不变体系;当柱间支撑与项面 横向或水平支撑无法位于同一开间时,应设置可靠的内力传递构 件,且不宜错开两个以上开间; 2柱间支撑宜采用十字交叉形、人字形、八学形等型式,顶面 横尚或水平支撑宜采用十学形交叉支撑。当采用带张紧装置的圆 钢十字形交叉支撑时,圆钢与构件的夹角应在30°~60°范围内: 3十字形交叉支撑和柔性系杆可接按拉杆设计,非十学形交叉 支撑中的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计;采用柔性支撑时,只 考虑受拉支撑参与工作: 4当对支架结构刚度有较大的要求时,可采用十字形交叉型 钢支撑,十字形交叉型钢支撑的角度应符合现行国家标准《钢结构 设计标准》GB50017的规定; 5柱间支撑的简距应根据支架结构纵向长度、受力情况和安 装条件确定;在其柱列的柱顶应沿支架结构纵向全长设置刚性系 ;刚性系杆可由標条兼作,此时標条应满足对压弯杆件的刚度和 承载力要求。

    5.3.1光伏支架结构宣按空间杆系结构进行整体分析,也可简化 为平面结构进行计算。结构分析模型和基本假定应与构件连接的 实际构造相符合。

    5.3.2光伏支架的地震作用效应宜采用振型分解反应谱法计算; 对于可近似于单质点体系的支架结构,也可以采用底部剪力法 计算。

    5.3.2光伏支架的地震作用效应宜采用振型分解反应谱法计算;

    5.3.3建(构)物筑顶部光伏支架应考虑建筑物高度对地震效应 的放大作用

    1支架柱选用冷弯薄壁型钢时,可采用圆管、矩形管及槽形 截面等; 2支架梁选用冷弯薄壁型钢时,可采用矩形管、槽形、卷边U 形截面或卷边槽钢截面;卷边槽钢截面特性应符合本标准附录B 的规定; 3条选用冷弯薄壁型钢时,可采用槽形、Z形或卷边U形 截面; 4 支撑宜采用张紧的圆钢或冷弯薄壁型钢截面构件

    6.2.1金属支架柱应按偏心受压构件进行强度、整体稳定、局部 稳定计算,并应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017、 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018、《铝合金结构设计规范》 GB50429的有关规定。

    6.2.1金属支架柱应按偏心受压构件进行强度、整体稳定、局部 稳定计算,并应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017、 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018、《铝合金结构设计规范》 GB50429的有关规定。

    6.2.2金属支架柱强度计算时,计算长度应符合下列规定:

    1在支架结构平面内,当采用单柱时应按臂柱确定计算长 度,当采用支架结构体系时应按现行国家标准的有关规定执行; 2在支架结构平面外,应符合下列规定: 1)沿纵向为单柱时,柱的计算长度可按下式计算:

    式中:H .一金属支架柱的高度,取支架柱顶面至基础顶面的 距离:

    表 6.2.2 沿纵向为单柱时柱的计算长度系数

    2)沿纵向为支架结构体系时,柱的计算长度应按现行国家 标准的有关规定执行。 3柱间支撑的计算长度应符合下列规定: 1)单斜杆计算长度应按下式计算:

    2交叉连接斜杆平面内计算长度应按下式计算

    式中:l。一计算长度; 1、一节点中心距离、交叉点不作为节点。 3)交叉连接斜杆平面外计算长度应按下式计算:

    计算长度系数,拉杆取1;两杆 √中断的取0.5, 两杆中有一杆中断并以节点板搭接的取0.7。

    6.2.3金属支架柱整体稳定验算时,其计算长度可遵循下列

    1支架结构平面内的计算长度可遵循下列规定: 1)对于单列单坡和独立柱光伏支架结构的支架柱,其让算

    6.3.1金属支架梁应接受弯构件进行强度、整体稳定、局部稳定 及变形计算,必要时尚应按压弯构件进行复核,并应符合现行国家 标准《钢结构设计标准》GB50017、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 B50018、《铝合金结构设计规范》GB50429的有关规定。 6.3.2金属支架梁按压弯构件进行整体稳定性验算时,其计算长 度应符合下列规定: 1弯矩作用平面内的计算长度应取光伏支架柱及刚性支撑 杆等竖向支承点间的距离; 2弯矩作用平面外的计算长度应取標条等侧向支承点间的 距离;当支架梁两翼缘侧向支承点间的距离不等时,应取最大受压 翼缘侧向支承点简的最大距离

    6.3.3钢筋混凝土支架梁应按受弯构件进行抗弯承载力、斜

    6.4.1光伏支架的標条宜选用冷弯薄壁型钢,并应按照受弯构件 进行截面强度和构件稳定性的验算。 6.4.2標条宜设计成连续构件,跨度较小时也可设计成简支 构件。

    6.4.3条的强度计算应符合下列规定

    M, M, pox W ex + W I

    1)对轴压卷边槽形截面,入可接下列公式计算:

    I=a3t(1+46/a)/F12(1+b/a)

    对受弯卷边槽型和乙形截面,入可按下式计

    式中:入 畸变屈曲半波长; Ix 对轴的毛截面惯性矩(cm); hw 高度(mm); 翼缘宽度(mm); t壁厚(mm); a一卷边高度(mm)。 3构件截面采取了其他有效抑制畸变屈曲发生的措施。 6.4.6当擦条兼作撑杆,或在计算光伏支架梁柱构件中考虑光伏 组件的蒙皮效应时,擦条应按压弯构件进行截面强度和构件稳定 性的验算。

    6.5.1光伏支架结构中的交叉支撑和柔性系杆可按轴心受拉构件 设计,非交叉支撑的受压杆件及刚性系杆应按轴心受压构件设计。 6.5.2光伏支架斜梁上横向水平支撑的内力应根据该柱列所受 纵向风荷载,按支承于柱顶的水平桁架计算,对于交叉支撑可不计 压杆的受力。 6.5.3按平面结构进行计算时,光伏支架柱间支撑的内力可根据 该柱列所受纵向风荷载按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计 算,对于交叉支撑可不计压杆的受力。当同一柱列设有多道柱间 支撑且柱顶设有通长刚性系杆时,纵向力可按刚度分配至每道柱 间支撑。

    7.1.1光伏支架结构的连接和节点应满足承载力要求,其构造形 式应保证传力简捷明确、构造合理、安全可靠。 7.1.2光伏支架主体结构构件之间的连接宜采用螺栓连接。 7.1.3有抗震设防要求时,节点的承载力应大于构件的承载力。 7.1.4光伏组件与光伏支架之间的连接宜采用定型的铝合金压 块标准件、轨槽插入式或螺栓固定形式,

    1 连接焊缝和螺栓的强度验算; 2 柱腹板的抗压承载力验算: 3 柱翼缘的抗拉承载力验算; 4 柱腹板的抗拉承载力验算: 5 梁柱节点域承载力验算。 7. 2. 4 装配式钢筋混凝土结构支架梁柱节点应进行强度验算。 7.3节点

    7.3.1节点设计应根据结构的重要性与受力特点、荷载情况、工

    7.3.1节点设计应根据结构的重要性与受力特点、荷载情况、工 作环境和材料截面型式等因素选用适当的节点连接形式。节点构 造应符合结构计算假定,传力可靠,减小应力集中。

    7.3.2节点设计应满足承载力极限状态要求,防止节点因强度破 环、局部失稳、变形过天、连接开裂等引起节点失效。当有抗震设 防要求时,尚应按照相关规定进行地震作用组合验算。 7.3.3节点设计宜采用螺栓连接.且连接螺栓对称布置。 7.3.4標条与標条相连接时,其搭接长度或连接件长度及其连接 螺栓的直径应按连续操条处承受的弯矩确定,连接螺栓的个数 不宜少于3个。 7.3.5標条与支架梁连接处可采川简支连接或连续连接,连接方 式宜采用有檬托板的螺栓连接。 7.3.6圆钢支撑与光伏支架柱连接可用连接板连接,也可直接与 柱腹板连接。当和柱腹板直接连接时.应设置角钢热块或楔形垫 块。圆钢端部应设丝扣或采用花篮螺栓,待校正定位后应张紧圆 钢支撑。计算圆钢支撑受拉承载力时.应采用螺纹处的有效截面 面积。 7.3.7柱脚可采用理入式柱脚、插入式柱脚及外包式柱脚,也可

    7.3.7柱脚可采用埋入式柱脚、插入式柱脚及外包式柱脚,也可

    平反力由底板与混凝土基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。抗剪 键与柱脚底板的焊缝应等强焊接,其埋深按下式计算:

    8.1.1光伏支架结构基础的形式可分为柱下独立基础、条形基 础、微型桩基础及若石铺杆基础等。 8.1.2光伏支架基础应进行承载力验算和稳定性验算,包括竖 可承载力验算、基础结构强度验算、地基变形验算及稳定性验 算等。 8.1.3地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的单层光伏 支架结构,可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。 注:软弱黏性土层指设防烈度为7度、8度和9度时地基承载 力特征值分别小于80kPa、100kPa和120kPa的土层。 8.1.4微型桩基础宜选择有代表性的场地进行原位试验。微型 工程桩进行单桩竖向承载力和耕身完整性试验检测时,应符合下 列规定: 1微型桩竖向承载力检测数量不应少于同一条件下分项工 程总桩数的1%o,且不应少于3根; 2微型桩耕身完整性检测数量不应少于同一条件下分项工 程总桩数的2%,且不应少于10根; 3有经验时微型桩检测可采用动测法,动测法检测应符合现 行行业标准《基桩动测仪》JG/T518的有关规定。 8.1.5微型桩单桃水平承载力特征值通过微型工程桩水平静载 试验确定时,试验可采用单向多循环加载法、慢速维持荷载法或快 速维持荷载法。慢速维持荷载法标准应符合现行国家标准《建筑 地基基础设计规范》GB50007的有关规定。 8.1.6微型桩单桩坚向抗拔静裁试验可采用多循环加裁方法、慢

    8.1.6微型桩单桩竖向抗拔静载试验可采用多循环加载方法、1

    速维持荷载法或多循环卸载方法。试验标准应符合现行国家标准 《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定。

    8.2.1地基基础设计时,应根据地基与基础结构条件分别进行承 载力计算。当符合下列情况之一时,应进行地基变形验算: 1在基础上及其附近有地面堆载.可能引起地基产生过大的 不均匀沉降时; 2地基内有厚度较大或厚薄不均的填土·其自重固结未完 成时; 3同一阵列基础位于性质差异较大的土层,可能产生过大的 不均匀沉降时。

    8.2.2地基基础的变形计算值应满足上部光伏支架及其光伏组 件正常安全运行对变形的要求.宜符合表8.2.2的规定

    表8.2.2光伏支架结构地基变形允许值

    注:1【为相邻柱基的心距离(mm) 2当有可靠经验时可适当调整允许值: 3对表中未包括的光伏支架结构·其地基变形充许值可根据结构对地基变形 的适应能力和使用上的要求确定

    【为相邻柱基的中心距离(

    8.2.3建造在斜坡场地上和软土地基上有大面积堆载场地的光 伏支架结构.除应满足地基承载力和地基变形要求外.尚应验算地 基稳定性;地基稳定性计算除应符合本标准外,尚应符合现行国家 标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定。

    8.2.3建造在斜坡场地上和软土地基上有大面积堆载场地的光

    8.2.4计算地基沉降时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使 用极限状态下简载效应的准水久组合,不计人风荷载和地展作用。 8.2.5地基的最终沉降量宜按现行国家标准《建筑地基基础设计 规范》GB50007或地区规范的有关规定计算.并应考虑相邻基础 的影响。沉降计算经验系数宜根据地区沉降观测资料及类似工程 经验确定,或按地区规范采用,当无地区经验时,可按现行国家标 准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定采用。

    8.2.6当光伏支架场地存在软弱地基时,应采取如下措施控制光 伏支架结构地基的变形和不均匀沉降: 1对单层光伏支架结构可采用排架或三拱架等静定结构 2对预估沉降量较大的光伏支架结构,应适当提高光伏支架 结构设计地坪和有关部位的标高; 3应加强基础的刚度和强度。根据地基软弱程度和上部结 构情况,采用条形、土字交叉条形或联合基础

    8.2.7光伏支架场地应避开有潜在威胁或直接危害的滑坡、泥石 流、崩塌或危石滚石以及岩溶、土洞发育程度高的地段。 8.2.8山区建设中应采取措施防止地面水对地基的不良影响.以 及导致建设场地滑坡、溶蚀等不良地质现象。 8.2.9对山地厂区在平整场地前,应根据结构类型、填料种类、性 能和现场施工条件,对压实填土提出质量要求,对未经检验及不符 合质量要求的压实填土,均不得作为建筑工程的地基持力层。 8.2.10山区建设中暗沟(槽)、暗塘、冲沟等欠固结的地基不宜采 用天然地基。当建设场地采用压实填土地基时,地基设计应符合 现行国家标准《建筑地基基础设计舰范》GB50007的有关规定。

    8.2.11单层光伏支架地基基础可按现行国家标准《湿陷性黄土

    8.2.12光伏支架地基基础可按现行国家标准《膨胀土地区建筑 技术规范》GB50112中设计等级为内级的有关规定进行设计。

    8.2.13光伏支架地基基础可按现行行业标准《冻土地区建筑地 基基础设计规范》JGJ118的有关规定进行设计。

    8.2.13光伏支架地基基础可按现行行业标准《冻土地区建筑地

    8.3.1光伏支架结构基础的形式应依据地基变形量、地基承载力 以及布置情况·并结合上部结构特点和使用要求合理确定。

    8.3.1光伏支架结构基础的形式应依据地基变形量、地基承载力

    8.3.2光伏支架结构微型桩基础可采用单根或单排无承台形式, 按材料可分为微型混凝土桩基础和微型钢桩基础。微型钢桃宜采 用冷弯薄壁钢管桩、普通钢管桩或螺旋钢管桩等.按受力情况可分 为摩擦型和魔擦承压型微型桩基础,

    8.3.3微型桩基础竖向承载力计算

    NMEkm<1. 5R

    式中:NMk一· 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下微型桩顶平 ·28

    中:QMuk 微型单桩竖向极限承载力标准值(kN); K 安全系数.可取2。 8.3.5当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定 微型单桩竖向极限承载力标准值时.宜按下列公式估:

    QMuk=QMxk+QMpk Q Mak =uZqsik l, QMnk =(rkA,

    的规定取值;微型钢桩极限端阻力标准值(kPa)可 取混凝土预制桩相同值。 8.3.6当微型桩桩端支承在岩石上时可按端承桩考虑,此时桩的 承载力主要由桩身材料强度控制。桩身材料强度可按现行行业标 准《建筑桩基技术规范》JGJ94的相关规定进行计算。 8.3.7受水平荷载的微型单桩基础应满足下式要求:

    8.3.8微型桩基础的水平承载力特征值的确定应符合下列规

    1对于微型钢筋混凝土预制、钢桩、桩身配筋不小于 0.65%的灌注桩,可根据静载试验结果取地面水平处位移为 10mm所对应的荷载的75%为微型单桩基础水平承载力特征值: 2对于桩身配筋小于0.65%的微型灌注,可取微型单栅 水平静载荷试验的临界荷载的75%为微型单桩基础水平承载力 特征值; 3当微型桩的水平承载力由水平位移控制,且缺少微型单栅 水平静载荷试验资料时,对于微型预制桩、钢桩、桩身配筋不小于 0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值,可按现行行业标准《建筑 桩基技术规范》IG94的相关规定进行估算

    .3.9微型桩基础设计与构造应符合下列

    1所有微型桩基础均应进行承载力和桩身强度计算,对微型 混凝土预制桩基础尚应进行施工等过程中的强度和抗裂验算; 2微型桩基础沉降验算时,最终沉降量宜接按单向压缩分层总 和法计算; 3微型桩基础的抗震承载力验算除应符合本标准外,尚应符 合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定:

    4位于坡地、岸边的微型桩基础应进行基础的整体稳定 验算; 5微型桩基础端部进入持力层的深度不宜小于微型桩边长 或直径的3倍; 6微型混凝土桩基础采用的材料、最小水泥用量、水胶比、抗 渗等级等应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010, 《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046、《混凝土结构耐久性设计 规范》GB/T50476的有关规定; 7微型混凝土桩基础的主筋配置应经计算确定;微型混凝土 预制桩基础的最小配筋率不宜小于0.6%(静压沉桩)、0.8%(铺 击沉桩),微型混凝土预制基础的最小配筋率不宜小于0.5%; 微型混凝土灌注桩基础的最小配筋率不宜小于0.65%; 8腐蚀环境中的微型混凝土灌注桩基础主筋直径不宜小于 16mm,非腐蚀环境中微型混凝土灌注桩基础主筋直径不应小 于12mm; 9微型混凝土灌注桩基础主筋保护层不应小于50mm,微型 混凝土预制桩基础不应小于45mm,微型混凝土预应力管桩基础 不应小于35mm.腐蚀环境中的微型混凝土灌注桩基础不应小 于55mm; 10微型混凝土灌注桩基础浇筑应一次完毕,不允许留设施 工缝;微型桩基础的质量控制应保证达到设计要求深度。 8.3.10微型桩基础的检验、监测与质量验收除应符合本标准 外,尚应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的 有关规定。

    8.3.12当光伏支架结构承受的水平荷载较大、竖向荷载相对较 小时.应按下式进行基础抗滑移验算:

    H≤(F+G).μm/K,

    表8.3.12 基础底面对地基的摩擦系数μm

    注:1对易风化的软质岩和塑性指数1p大于22的黏性土,其m值应通过试验确定。

    8. 3. 13 光伏支架基础应按下式进行抗拨稳定性验算:

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