云南全国钢屋面工业屋顶光伏结构荷载分析评估

云南全国钢屋面工业屋顶光伏结构荷载分析评估

  云南全国钢屋面工业屋顶光伏结构荷载，屋顶承载能力评估是现有建筑分布式光伏发展的首要任务。详细介绍了长期负荷和可变负荷分析，将计算值与建筑工程评估机构出具的评估值进行了比较，并根据评估结果确定了工业厂房屋顶的装机容量。根据屋顶彩钢板的类型，设计了相应的固定夹具，确定了各部件之间的合作关系，并介绍了项目的施工设计方法。

• 一、云南全国钢屋面工业屋顶光伏结构荷载鉴定报告项目实例分析：

   某厂房厂房位于三明市尤溪县，建于2015年，车间平面尺寸为3003+2730米，檐口高度为8.5米，总屋顶面积为5733m2，主车间结构形式为门式刚架结构。甲方拟在车间屋面上铺设太阳能电池板及附件设备，根据甲方提供的资料，铺设太阳能电池板及附件设备的总重量不**过15kg/㎡（0.15kN/㎡）。根据甲方提供的技术资料和厂房图纸，对屋面增加太阳能设备进行安全评估，根据安全评估结果提出对车间结构的处理意见及建议，以确保建筑物的安全和合理使用。

1、车间结构基本情况查勘：

该厂房，建于2015年，结构形式为门式钢架结构，结构传力路径为：荷载→檩条→钢屋架→钢柱→基础。钢构件布置及尺寸与原设计图纸相符。抗风柱的布置，屋面支撑及檩条、拉条、柱间支撑的布置，墙柱、墙梁的设置满足有关设计规范的要求。车间梁柱平整度较好，未发现梁的平面内垂直变形和平面外的侧向变形，未发现柱子的倾斜和挠曲。主体结构构件表面无明显缺陷；链接及节点无明显缺陷；钢构件表面均有防锈涂层和*涂层，无明显锈蚀痕迹。

2、结构使用条件调查核实：

该厂房，其生产设备均直接支撑于地面上，没有支撑于车间主结构上，未增加屋面的局部吊挂荷载。

3、地基基层调查：

现场勘察车间结构的柱底和底层墙体，未发现因基础不均匀沉降而导致的上部结构倒斜、近地面墙体斜裂缝等，地基基层可评定为无明显静载缺陷，地基基本趋于稳定。

4、承重结构检查：

检查车间的主体结构未发现梁的平面内垂直变形和平面外的侧向变形；未发现柱子的侧斜和挠曲；未发现屋面檩条有过大挠曲变形；主体结构构件表面无明显缺陷；连接及节点无明显缺陷。

5、工程资料收集：

甲方提供了车间的建筑、结构施工图（竣工图），产品介绍资料及已经运行设备的实地考察。

鉴定分析：

1、根据甲方提供的施工图，采用PKPM系列STS钢结构计算软件（2012版），按现有结构布置、构件截面、材质和荷载情况建立计算模型，对车间按增加太阳能设备荷载后的工况进行计算复核。

2、经复核验算，该厂房的基础在增加太阳能设备荷载后，计算结果均小于原图纸设计值，满足验算要求。

3、经复核验算，该厂房的主体结构在增加太阳能设备荷载后，刚架原有承重钢柱承载能力不满足要求，强度应力比较大为1.19，钢柱平面内、外稳定计算较大应力不满足要求，平面内稳定应力比较大为1.22，平面外稳定应力比较大为2.99；原有钢屋架的强度不满足规范要求，钢梁的强度应力比较大为1.08；钢梁平面内、外稳定计算较大应力不满足要求，平面内、外稳定应力比较大为1.07；钢梁的挠跨比不满足要求，较大挠跨比为1/104。

4、屋面檩条在增加太阳能设备荷载后，檩条强度不满足规范要求，檩条挠度不满足规范要求。

• 二、云南全国钢屋面工业屋顶光伏结构荷载，钢结构光伏屋面承重检测鉴定钢材力学性能指标：

抗拉强度fu：反映钢材受拉时所能承受的极限应力。

伸长率：试件被拉断时的**变形值与试件原标距之比的百分数，称为伸长率，伸长率代表材料在单向拉伸时的塑性应变的能力。

冷弯性能：冷弯性能由冷弯试验确定。试验时使试件弯成l80°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。

韧性：韧性是钢材强度和塑性的综合指标。

由于低温对钢材的脆性破坏有显着影响，在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温（20℃）冲击韧性指标，还要求具有负温（0℃、-20℃或-40℃）冲击韧性指标，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。

各种因素对钢材主要性能的影响

1）化学成分

碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。碳含量增加，钢的强度提高，而塑性、韧性和疲劳强度下降，恶化钢的可焊性和抗腐蚀性。硫和磷是钢中的有害成分，它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。在高温时，硫使钢变脆，称之热脆；在低温时，磷使钢变脆，称之冷脆。

2）冶金缺陷   

常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。

3）钢材硬化   

冷加工使钢材产生很大塑性变形，从而提高了钢的屈服点，降低了钢的塑性和韧性，这种现象称为冷作硬化（或应变硬化）。在一般钢结构中，不利用硬化所提高的强度，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。应将局部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。

4）温度影响   

钢材性能随温度变动而有所变化。总的趋势是温度升高，钢材强度降低，应变增大；温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。在250℃左右，钢材的强度略有提高，塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈现蓝色，称为蓝脆现象。钢材应避免在蓝脆温度范围内进行热加工。

当温度在260℃～320℃时，在应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形，此种现象称为徐变现象。当温度从常温开始下降，特别是在负温度范围内时，钢材强度虽有提高，但其塑性和韧性降低，材料逐渐变脆，这种性质称为低温冷脆。

• 三、云南全国钢屋面工业屋顶光伏结构荷载，在进行光伏承重检测鉴定时，需要考虑以下几个方面:

1星项结构同类型的星项结构对光伏系统的安装了重自力有不同的是，第见的屋项结构有漫土屋面、钢板屋面和次屋画等，不同结构材料的强度和稳定性决定了光伏系统的安装方式和教有要术2光笑型和布不同类型和大小的光所产生的本和动态负载也不同，在进行承重检测时，需要考虑至光大件的布方式，包括水平、垂直或项制安装，以及组(中间的间距和重图情况，3,风载和雪载考虑:在某些地区，强风和大等极满天气条可能对光伏系统的重能力道成影响。在进行重检测时，还需要根据当地的气条数和气是条件进行风裁和雪载的分析和计算，光伏承重检测鉴定一般采用以下几种方法:

1结构力学分析通过对建筑结构的材料、形状、强度等参数进行力学分析，以确定其承重能力和安全系数。这项分析全面了解屋顶结构的可行性和适应性，为光伏系统的安特提供农据2,载荷测试:;通过在屋顶上设置载有测试仪器，对光伏系统施加负荷并进行检测，以确定屋顶结构的负戴能力。这一测试过程模拟光伏系统在正常使用和极端天气条件下的载荷情况，确保其安全性。

3.教分和评:根握结构力学分析和载荷观减的数，进行改属分析和评估，确定屋项结的否承受光伏系统的重量和载有。还需要结合当地的建筑规府和准，判断光大系统是否体合安全要大。