2023柔性光伏支架结构设计规程.docx

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1、柔性光伏支架结构设计规程2023前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14基本规定24.1 设计原则24.2 材料选用34.3 变形规定55作用和作用组合55.1 风荷载55.2 雪荷载65.3 温度作用75.4 作用组合76结构形式和布置96.1 结构形式96.2 结构布置117结构计算127.1 计算基本规定127.2 初始预应力状态确定127.3 静力分析127.4 风效应分析138结构设计138.1 一般规定138.2 拉索设计138.3 立柱设计158.4 钢横梁设计158.5 柱间支撑设计158.6 横向连接系设计158.7 基础和锚锭系统设计169节点设计与构造179.

2、1 一般规定179.2 索与索连接节点179.3 索与支承构件连接节点189.4 横梁与立柱连接节点199.5 钢立柱柱脚节点19附录A（规范性附录）单索在任意分布荷载下的解析法计算20编制说明22柔性光伏支架结构设计规程1范围本标准规定了柔性光伏支架结构的设计原则和技术要求，以及结构设计对施工与维护的基本要求。本标准适用于柔性光伏支架结构的设计。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB55001工程结构通用规范GB55002建筑与市政工程抗震通用规范GB55

3、003建筑与市政地基基础通用规范GB55006钢结构通用规范GB55008混凝土结构通用规范GB50068建筑结构可靠性设计统一标准GB50797光伏发电站设计规范GB51101太阳能发电站支架基础技术规范GB50007建筑地基基础设计规范GB50009建筑结构荷载规范GB50017钢结构设计标准GB50018冷弯薄壁型钢技术规范GB50010混凝土结构设计规范JGJ257索结构技术规程JGJ94建筑桩基技术规范JG/T490太阳能光伏系统支架通用技术要求NB/T10115光伏支架结构设计规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 3.1柔性光伏支架结构flexibleSUPPorts

4、tructureforphotovoltaicmodules光伏系统中支承各种光伏组件的柔性结构，包括预应力承重钢索和下部支承结构。3.2 3.2拉索tensioncable由预应力钢索和锚具组成的受拉构件。3.3 3.3零状态zerostate索结构在不考虑自重和荷载作用时的几何形态。3.43.4初始预应力状态initialprestressedstate索结构在仅考虑结构（未安装光伏组件）自重作用，并施加预应力完毕后的状态。3.53.5一般使用状态servicestate柔性光伏支架结构在永久荷载（包括光伏组件自重和支架结构自重）作用下的状态。3.63.6设计荷载状态designloads

5、tate柔性光伏支架结构在设计荷载作用下的状态。3.73.7横向连接系horizontalconnectionsystem在柔性光伏支架拉索垂直方向上设置的桁架或刚性杆等横向加劲构件组成的结构体系。4基本规定4.1 设计原则4.1.1 柔性光伏支架结构设计应包括下列内容：a）结构方案设计，包括结构选型、构件布置；b）材料选用及截面选择；作用及作用效应分析；c）结构一般使用状态、设计荷载状态验算；d）结构、构件及连接的构造；e）制作、运输、安装和防腐等要求。4.1.2 柔性光伏支架结构设计，应综合考虑材料供应、加工制作与现场施工安装方法，选择合理的结构形式、边缘构件及支撑结构。宜采用通用和标准化

6、构件，当考虑结构部分构件替换可能性时应提出相应的要求。支架结构的构造应便于制作、运输、安装、维护并使结构受力简单明确，减少应力集中。4.1.3 柔性光伏支架结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数设计表达式进行计算。4.1.4 柔性光伏支架结构的承重构件，应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计，还应满足一般使用状态的要求。4.1.5 柔性光伏支架结构设计工作年限不应低于25年，且不应小于光伏组件的设计工作年限。4.1.6 柔性光伏支架的地基与基础的设计工作年限不应低于上部结构的设计工作年限，基础设计等级不应低于丙级，场地和地基条件复杂

7、时应为乙级。4.1.7 位于稀少人流厂区的柔性光伏支架结构安全等级应为二级，结构重要性系数不应小于1.0；位于田野、丘陵、湖区等的柔性光伏支架结构安全等级可为三级，结构重要性系数不应小于0.91,4.1.8 在抗震设防烈度为6度或7度的地区，柔性光伏支架结构可不进行抗震验算；柔性光伏支架结构抗震设防类别应为丁类。纵向地震作用由两端的支承结构承受，横向地震作用由柱间支撑承担。4.1.9 在柔性光伏支架结构服役期间，必要时开展健康监测。4.2材料选用4.2.1拉索应由索体和锚具组成。拉索索体宜采用钢绞线、钢丝绳或钢拉杆。4.2.2拉索应采取可靠的密封防水、防腐蚀、耐老化和隔热措施。4.2.3索体采

8、取普通防腐时，对高强钢丝或钢绞线应进行镀锌、镀铝锌，镀层厚度应满足结构设计工作年限的要求；索体采取多层防护时，对高强钢丝和钢绞线应经防腐蚀处理后再在索体外包裹护套；两端锚具应采用表面镀层防腐蚀或喷涂防腐涂料。4.2.4钢绞线索体的选用应符合下列规定：a）钢绞线的质量、性能应符合现行国家标准建筑结构用高强度钢绞线GB/T33026、预应力混凝土用钢绞线GB/T5224、行业标准高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线YB/T152、镀锌钢绞线YB/T5004的规定；b）钢绞线索体可分别采用镀锌钢绞线、高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线：c）钢绞线的抗拉强度可选用1570MPa、1670MPa1720MPa、1

9、770MPa、1860MPa或1960MPa等级别；d）不锈钢钢绞线的质量、性能、公称抗拉强度应符合现行国家标准不锈钢钢绞线GB/T25821的规定。4.2.5钢丝绳索体的选用应符合下列规定：a）钢丝绳的质量、性能应符合现行国家标准钢丝绳通用技术条件GB/T20118的规定，密封钢丝绳的质量、性能应符合现行行业标准密封钢丝绳YB/T5295的规定。b）钢丝绳索体宜采用密封钢丝绳、单股钢丝绳、多股钢丝绳截面形式。钢丝绳索体应由绳芯和钢丝股组成，结构用钢丝绳应采用无油镀锌钢芯钢丝绳。c）钢丝绳的抗拉强度可选用1570MPa、1720MPa、1770MPa、1860MPa或1960MPa等级别。d）

10、不锈钢丝绳的质量、性能、公称抗拉强度应符合现行国家标准不锈钢丝绳GB/T9944的规定。4.2.6钢拉杆索体的选用应满足下列要求：a）钢拉杆的质量、性能应符合现行国家标准钢拉杆GB/T20934的规定；b）钢拉杆杆体的屈服强度可选用345MPa、460MPa550MPa或650MPa等级别。4.2.7索体材料的弹性模量和线膨胀系数宜由试验确定。在未进行试验的情况下，索体材料的弹性模量可按表1取值。表1索体材料弹性模量索体材料弹性模量（MPa）钢丝绳单股钢丝绳L4105多股钢丝绳1.1105钢绞线镀锌钢绞线(1.851.95)105高强度低松弛预应力钢绞线(1.85-1.95)105预应力混凝土

11、用钢绞线(1.85-1.95)105钢拉杆2.061054.2.8拉索两端锚具的构造应由索体类型、索力、施工安装、索力调整等多种因素确定。热铸锚具和冷铸锚具的质量、性能、检验和验收应符合现行行业标准高密度聚乙烯护套钢丝拉索CJZT504的规定。4.2.9钢材选用应符合下列规定：a）用于承重的冷弯薄壁型钢、热轧型钢，应采用现行国家标准碳素结构钢GB700规定的Q235和低合金高强度结构钢GB/T1591规定的Q355钢材；b）承重的梁、柱等构件宜采用Q235、Q355、Q390、Q420、Q460钢，其质量应分别符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700、低合金高强度结构钢GB/T1591和建筑结

12、构用钢板GB19879的规定，当有根据时可采用其他牌号的钢材；c）钢拉杆的质量、性能应符合现行国家标准钢拉杆GB/T20934的规定，可采用低碳钢或热处理高强度钢。d）承重结构的钢材应具有屈服强度，断后伸长率，抗拉强度和硫、磷含量的合格保证，在低温使用环境下尚应具有冲击韧性的合格保证；对焊接结构尚应具有碳或碳当量的合格保证。e）钢材抽样复验、焊接材料检查验收、钢结构的制作应按现行国家标准钢结构工程施工质量验收标准GB50205和钢结构工程施工规范GB50755的规定执行。f）支架结构所采用的钢材、辅材、连接和涂装材料应具有质量证明书，并应符合设计文件和国家现行有关标准的规定。g）钢构件在制作前

13、，应根据设计文件、施工详图的要求和制作单位的技术条件编制加工工艺文件，制定合理的工艺流程和建立质量保证体系。4.2.10混凝土选用应符合下列规定：a）钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。b）预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30。c）承受重亚荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30o4.2.11混凝土结构的钢筋选用应符合下列规定：a）纵向受力普通钢筋可采用HRB400sHRB500、HRBF400、HRBF500、RRB400、HPB300钢筋。b）箍筋宜采用HRB400、HRB

14、F400HPB300、HRB500.HRBF500钢筋。c）预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。4.2.12连接件应符合下列规定：a）普通螺栓应符合现行国家标准六角头螺栓C级GB/T5780和六角头螺栓GB/T5782的规定，其机械性能与尺寸规格应符合现行国家标准紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/T3098.1的规定。b）高强度螺栓应符合现行国家标准钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T1228、钢结构用高强度垫圈GB/T1230、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T1231或钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB/T3632的规定。c）不锈钢螺栓应符合现行国家

15、标准紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱GB3098.6、紧固件机械性能不锈钢螺母GB3098.15的规定。d）锚栓钢材可采用符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700规定的Q235钢或符合现行国家标准低合金高强度结构钢GB/T1591规定的Q355钢。4.2.13焊接材料应符合下列规定：a）手工焊焊条或自动焊焊丝的牌号和性能应与构件钢材性能相适应，当两种强度级别的钢材焊接时,宜选用与强度较低钢材相匹配的焊接材料；b）焊条的材质和性能应符合现行国家标准非合金钢及细晶颗粒钢焊条GB/T5117、热强钢焊条GB/T5118的有关规定；c）焊丝的材质和性能应符合现行国家标准熔化焊用钢丝GB/T14957、熔化极气体保护电弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝GB/T8110及非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝GB/T10045、