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6.8 光伏支架


6.8.1  光伏支架、组件连接件应结合工程实际选用材料、设计结构方案和构造措施,保证支架结构在运输、安装和使用过程中满足强度、稳定性和刚度要求,并符合抗震、抗风和防腐等要求。

6.8.2  光伏支架采用钢材时,型钢选用应符合国家现行标准《钢结构设计标准》GB50017和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的规定。当光伏支架采用铝合金材料时,材质的选用应符合国家现行标准《铝合金结构设计规范》GB50429的规定。

6.8.3  支架应按承载能力极限状态计算结构和构件的强度、稳定性以及连接强度,按正常使用极限状态计算结构和构件的变形。

6.8.4  按承载能力极限状态设计结构构件时,应采用荷载效应的基本组合。荷载效应组合的设计值应按下式验算:

γ0S≤R        (6.8.4)

式中:γ0——重要性系数。光伏支架的设计使用年限宜为25年,安全等级为三级,重要性系数不小于0.90;在抗震设计中,重要性系数取1.0;

    S——荷载效应组合的设计值; 

    R——结构构件承载力的设计值。
6.8.4A  承载能力极限状态下,荷载效应基本组合的设计值应按下式确定:

    式中:
    SGk——永久荷载作用标准值Gk的效应;
    SWk、ψW——风荷载作用标准值QWk的效应和其组合值系数;
    SSk、ψS——雪荷载作用标准值QSk的效应和其组合值系数;
    SMk、ψM——施工检修荷载作用标准值QMk的效应和其组合值系数。
    Stk、ψt——温度荷载作用标准值Qtk的效应和其组合值系数。
    γG——永久荷载作用的分项系数,一般情况下应取1.3,当永久荷载对结γ构有利时,不应大于1.0;
    γW——风荷载作用的分项系数,应取1.5;
    γS——雪荷载作用的分项系数,应取1.5;
    γM——施工检修荷载作用的分项系数,应取1.5;
    γt——温度荷载作用的分项系数,应取1.5。

6.8.5  按正常使用极限状态设计结构构件时,应采用荷载效应的标准组合。荷载效应组合的设计值应按下式验算:

S≤C        (6.8.5)

    式中:

    C——结构或结构构件达到正常使用要求所规定的变形限值,包括变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值,应按相关建筑结构设计标准的规定采用。
6.8.5A 正常使用极限状态下,荷载效应标准组合的设计值应按下式计算:

6.8.5B 各种组合工况下的可变荷载组合值系数应符合表6.8.5B的规定。

表6.8.5B 各种组合工况下的可变荷载组合值系数

    注:1 表中“-”号表示组合中不考虑该项荷载或作用效应;
           2 正风荷载指组件正面为受荷面时的风荷载,负风荷载指组件背面为受荷面时的风荷载;
           3 当支架长度大于或等于120m时,应考虑温度荷载。

6.8.6  当抗震设防烈度大于8度时,支架应进行抗震验算,抗震验算中结构重要性系数取1.0,结构构件抗力的设计值应除以承载力抗震调整系数γRE,γRE按现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB50191的规定取值。

6.8.7  支架的荷载和荷载效应计算应符合下列规定:

    1  风荷载、雪荷载和温度荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中不小于25年一遇的荷载数值取值。支架风荷载的体型系数宜取±1.3,特殊体型的支架结构宜通过风洞试验确定。与建筑相结合的发电系统的支架风荷载的确定应符合现行国家标准《建筑光伏系统应用技术标准》GB/T51368的要求。当需要考虑施工检修荷载时,检修荷载按实际荷载取用并作用于支架最不利位置。

    2  (此款删除)

    3  (此款删除)

    4  (此款删除)

    5  (此款删除)

    6  (此款删除)

6.8.8  钢支架及构件的变形应符合下列规定:

    1 支架的柱顶位移不应大于柱高的1/60。倾角可调式支架、柔性悬索结构的柱顶位移不应大于柱高的1/80。
    2 受弯构件的挠度容许值不应超过表6.8.8的规定。

表6.8.8  受弯构件的挠度容许值

    注:L为受弯构件的跨度。对悬臂梁,L为悬伸长度的2倍。

6.8.9  支架的构造应符合下列规定: 

    1 普通碳钢构件除受拉构件外,壁厚不宜小于2mm;采用屈服强度不小于420N/m㎡的连续热镀锌、热镀铝锌合金镀层钢板及钢带时,构件最小壁厚不应小于0.8mm,并应符合现行国家标准《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》GB/T2518的规定。
    2 受压和受拉构件的长细比限值应符合表6.8.9-1和表6.8.9-2的规定。
    3 铝合金构件最小壁厚应符合现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB50429的规定。

表6.8.9-1  钢支架受压和受拉构件的长细比限值

续表6.8.9-1

注:对承受静荷载的结构,可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比。

表6. 8.9-2铝合金、连续热镀锌、热镀铝锌合金镀层钢板及钢带支架受压和受拉构件的长细比限值

    注:1 计算单角铝受压构件的长细比时,应采用角铝的最小回转半径,但计算在交叉点相互连接的交叉杆件平面外的长细比时,可采用与角铝肢边平行轴的回转半径;
           2 受压构件由容许长细比控制截面的杆件,在计算其长细比时,可不考虑扭转效应;
           3 受拉构件在永久荷载与风荷载组合下受压时,其长细比不宜超过250。

 

 

6.8.10  支架的防腐蚀应符合下列要求:

    1  支架在结构类型、布置、构造上应便于支架防腐的检查和维护。支架应结合使用环境、使用年限、施工和维修条件等因素,因地制宜进行防腐蚀设计;大气腐蚀环境分类应按本标准附录D中数值采用。
    2  普通碳素钢支架防腐宜综合采用热浸镀锌、锌铝双金属涂层、锌铝镁合金镀层等措施,防腐层最小平均厚度应满足使用年限内所处大气腐蚀环境下腐蚀裕量的要求;热浸镀锌层平均厚度不应小于55μm。    

    3  (此款删除)

    4  铝合金支架应进行表面防腐处理,可采用阳极氧化处理措施,阳极氧化膜的最小厚度应符合表6.8.10的规定。

表6.8.10  氧化膜的最小厚度

    5  连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带制作的支架,对于腐蚀环境种类C1~C3地区,结构构件镀层的镀锌量不应低于180g/㎡(双面)或镀铝锌量不应低于100g/㎡(双面);对于腐蚀环境种类C4、C5地区,镀锌量不应低于275g/㎡(双面)或镀铝锌量不应低于150g/㎡(双面)。
    6  耐候钢支架除应满足使用年限内所处大气环境下腐蚀裕量的要求,尚应满足腐蚀环境种类C1~C3地区,腐蚀裕量不应小于0.25mm/面,C4及以上地区,腐蚀裕量不应小于0.5mm/面。
    7  其他复合材料制作的支架应满足使用年限内所处大气环境下腐蚀裕量要求。
6.8.11  倾角可调式支架的转动构件部分应满足长期户外使用条件。

条文说明

6.8.1  在考虑光伏支架强度、稳定性和刚度时包含抗风和抗震要求。近年来,光伏电站组件连接件(压块或螺栓等)存在撕裂、变形等现象,因此本条中增加对组件连接件的强度、稳定性、刚度进行复核验算的要求。
6.8.2  本条列出了光伏支架常用材料,当支架采用其他特殊材料时,支架结构设计应满足相应标准的规定。

6.8.4  与现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009、《构筑物抗震设计规范》GB50191和《太阳能发电站支架基础技术规范》GB51101相协调。一般光伏组件的支架的设计使用年限为25年,安全等级为三级。对于特殊光伏组件支架,设计使用年限和重要性系数要另行确定。

6.8.6  对于地面用光伏组件的支架,当设防烈度小于8度时,可以不进行抗震验算;对于与建筑结合的光伏组件的支架,应按相应的设防烈度进行抗震验算。
6.8.7  近年来跟踪支架系统等特殊支架应用广泛,本次修改增加对特殊体型的支架结构通过风洞试验确定要求。
6.8.8  本次修改增加倾角可调式支架、柔性悬索结构的柱顶位移要求。
6.8.9  本次修改增加对连续热镀锌、热镀铝锌合金镀层钢板及钢带和铝合金设计构造要求。铝合金支架设计与现行国家标准《铝合金结构设计规范》GB50429相协调。连续热镀锌、热镀铝锌合金镀层钢板及钢带符合国家现行标准《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》GB/T2518的要求。

6.8.10  近些年光伏行业发展,支架种类多样化,结合国家现行标准《工业建筑防腐蚀设计标准》GB50046、《建筑钢结构防腐蚀技术规程》JGJ/T251、《金属覆盖层 钢铁制件热浸镀锌层 技术要求及试验方法》GB/T13912等的规定和相关技术文献及实际工程经验给出了规范限值。
    支架腐蚀与所处使用环境不同,造成的腐蚀率有很大区别,因此根据使用环境选择适宜的防腐措施,才能做到先进、经济、实用。根据现行国家标准《色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护 第2部分:环境分类》GB/T30790.2,对大气腐蚀环境等级进行修订,增加本标准附录D大气腐蚀环境分类。
    通过国家材料环境腐蚀平台“十三五数据”,2006年~2014年的热镀锌构件在大气暴露试验数据进行对比分析得出,镀锌层腐蚀速度跟构件所处的大气环境有关,不同的气候条件下热镀锌构件的腐蚀年限不同,干旱、空气洁净度好的地区,热镀锌构件腐蚀缓慢,随着空气中湿度增大腐蚀速度逐渐加快,因此要根据当地腐蚀速率和使用年限确定防腐层厚度。本标准结合实际应用及国家环保要求,增加了锌铝双金属涂层、锌铝镁合金镀层或其他涂层等防腐方式,根据现行国家标准《节能耐腐蚀钢制电缆桥架》GB/T23639和国内外相关研究成果及规范,给出金属镀层最小厚度参考值,详见表1B。

表1B 金属镀层最小厚度参考值

    连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带支架的最低镀锌量与现行行业标准《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》JGJ227中防腐要求相协调。
    耐候钢及其他复合材料腐蚀裕量不应参与各类构件的承载力计算。

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光伏发电站设计标准 GB50797-2012(2024年版)
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