欧阳德创编 2021.03.07
支架结构系统计算书
1. 时间：2021.03.07 创作：欧阳德 2. 计算及设计依据
《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001） 《钢结构设计规范》（GB50017-2003 ）
3. 材料力学性能 3.1 Q235
结构钢
2.2.1HM-41槽钢截面图 2.2.2HM-41槽钢物理特性
壁厚 t[mm] 截面积 A[mm2] 重量 [kg/m] 屈服强度 fyk[N/mm2] 抗拉/压/弯强度 [N/mm2] 弹性模量 [N/mm2] 剪切模量 [N/mm2] Y轴 距槽口 e1[mm] Y轴 距槽背 e2[mm] 惯性矩 4Iy[cm] 截面模量 2 288.6 2.51 245 215 200000 80000 22.61 -18.69 6.66 2.95 欧阳德创编 2021.03.07
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Wy1[cm3] 容My[Nm] 许弯矩 3.56 2.3.1 HM-52槽钢截面 2.3.2HM-52物理特性
壁厚 t[mm] 截面积 2A[mm] 重量 [kg/m] 屈服强度 fyk[N/mm2] 抗拉/压/弯强度 [N/mm2] 弹性模量 [N/mm2] 剪切模量 [N/mm2] Y轴 距槽口 e1[mm] Y轴 距槽背 e2[mm] 惯性矩 4Iy[cm] 截面模量 3Wy1[cm] 容许弯矩 My[Nm]2．5 405.2 3.53 245 215 200000 80000 26.00 -26.00 13.97 5.37 5.37 3.设计参数
太阳能板支架为主次梁布置，次梁跨度2.1m,主梁跨度2.5m;柱高度0.675m，倾斜度15度：次梁及柱采用表面热镀锌型材，本计算书依据2×9（电池板）阵列进行计算，计算简图见图
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基本风压值：w0=0.55KN/m2 基本雪压值：S0=0.3KN/m2
电池板块（每块质量19.8kg，10×990mm，）阵列 2×9 倾角：15°
结构设计使用年限：25年 4.荷载 4.1恒载
SGK=gk=19.8×10×cos15°/（1.0×0.99）=0.118KN/ m24.2风荷载
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：
wk=z×s×z×w0
式中：wk—风荷载标准值（KN/m2）； z—高度z处的风振系数； s—风荷载体型系数； z—风压高度变化系数；
w0—基本风压（KN/m2）；
风振系数 z=1 体型系数 α=15°
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s1=-1.325 s2=-0.525 s3=1.325 s4=0.535
离地高度小于30m的C类地区，z 取值1 Wk(s1)=1×-1.325×1×0.55=-0.72875KN/m2 Wk(s2)=1×0.525×1×0.55=-0.28875KN/m2 Wk(s3)=1×1.325×1×0.55=0.72875KN/m2 Wk(s4) =1×0.525×1×0.55=0.28875KN/m2 4.3雪荷载
水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算： Sk=rSo
体型系数r取值1（倾角15°） 资料中给出基本雪压So 取值0.3KPa 得雪荷载值：
Sk=1×0.3=0.3 KN/ m2 荷载组合
承载能力极限状态：
1）S1=1.2恒+1.4*风（+）+0.7*1.4*雪 2）S2=1.2恒+1.4*雪（+）+0.6*1.4*风 3）S3=1.0恒+1.4风（-）
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4）S4=1.35恒 正常使用极限状态
5）S1=1.0恒+1.0风（+）1.0（雪） 6）S2=1.0恒+1.0风（-） 7）S3=1.0恒
S=1.2 SGK+1.4 wk+1.4×0.7 Sk
=1.2×0.118+1.4×0.72875+1.4×0.7×0.3 =1.456 KN/m2 5.钢结构有限元分析
s3区承载力极限状态下最不利荷载为：S1=1.2恒+1.4*雪（+）+0.6*1.4*风= =1.2×0.118+1.4×0.72875+1.4×0.7×0.3=1.456 KN/m2 梁均布线荷载1.456×1./2=1.19KN/ m
s4区承载力极限状态下最不利荷载为：S2=1.2恒+1.4*风（+）+0.6*1.4*雪=1.2×0.118+1.4×0.3+1.4×0.7×0.28875=0.84 KN/m2
梁均布线荷载0.84×1./2=0.69KN/ m 5.1有限元分析采用SAP2000非线性版
新建模型 施加荷载
运行分析—后处理数据
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5.2次梁计算采用 C钢41*41 进行校核 5.2.1 导轨截面：41*41*2*12100mm 5.2.2导轨受力分析图 5.2.3 受力分析数据
弯矩最大值：Mmax=0.313KN·m 应力计算
max=Mmax/W=0.313×103/2.956
=106.1MPa＜=215 MPa
满足应力强度条件。 5.3主梁受力分析
5.3.1主梁截面41*52*2mm*3200mm 5.3.2 主梁受力分析图 5.3.3受力分析数据
弯矩最大值：Mmax=1.74KN·m 应力计算
max=Mmax/W=0.761×103/5.376
=141MPa＜=215 MPa
满足应力强度条件。 5.4 立柱受力分析
5.4.1 立柱截面41*42*2*675mm 5.4.2立柱受力分析图
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压应力
=F2/Abeam=5.536×103/(288.6×10-
6
)=19.18MPa＜215MPa
满足应力强度条件。
时间：2021.03.07 欧阳德创编 2021.03.07
创作：欧阳德
