工業(yè)廠房光伏屋面一體化設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、當(dāng)前國(guó)家大力提倡低碳節(jié)能和發(fā)展綠色建筑，光伏建筑一體化已成為未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)。雖然光伏建筑在我國(guó)某些地區(qū)已經(jīng)建成，但大部分都只是局限于示范工程，推廣程度不高。因此展開(kāi)對(duì)于光伏建筑一體化設(shè)計(jì)及其結(jié)構(gòu)安全性的分析是十分必要的。
　　本文以光伏建筑為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究工業(yè)廠房與光伏組件的結(jié)合形式，然后從光伏屋面出發(fā)，提出一種應(yīng)用在工業(yè)廠房屋面上的光伏一體化結(jié)構(gòu)，并針對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性開(kāi)展了數(shù)值模擬研究。本文的主要研究工作如下：
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2、1）工業(yè)廠房光伏屋面一體化設(shè)計(jì)。①根據(jù)光伏屋面所處地域的不同，選取了4°、10°、15°和20°、25°、30°六種典型的光伏組件最佳傾角，并針對(duì)最佳傾角的不同提出了兩種不同的光伏組件布置方式；②對(duì)支撐光伏組件的光伏支架結(jié)構(gòu)的布置位置及方式、截面尺寸、連接形式等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并以2L70mm x4mm支架梁、60mm x60mm x4mm支架柱、1600mm支架柱柱高、120kg/m2光伏組件自重及300安裝傾角時(shí)的工況為例，詳細(xì)分析了光

3、伏支架結(jié)構(gòu)上的荷載和荷載效應(yīng)組合，以及支架梁、支架柱的靜力受力計(jì)算；③針對(duì)屋面光伏組件清潔困難這一問(wèn)題，提出了光伏組件清潔系統(tǒng)，主要包括清洗裝置和排水裝置，對(duì)其運(yùn)行基本原理、布置位置及數(shù)量等進(jìn)行了說(shuō)明；④為了提高屋面上人的安全系數(shù)，設(shè)計(jì)了屋面檢修與維護(hù)通道，其橫向布置在光伏支架上，且位于每排光伏組件的下端15～30cm。
　　（2）工業(yè)廠房光伏屋面一體化結(jié)構(gòu)抗震性能分析。采用SAP2000軟件分別建立了一般屋面門(mén)式剛架廠房結(jié)構(gòu)、光

4、伏屋面門(mén)式剛架廠房結(jié)構(gòu)的有限元模型，對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行時(shí)程響應(yīng)分析，結(jié)果表明：①屋面安裝光伏組件及支架結(jié)構(gòu)后，光伏屋面門(mén)式剛架廠房結(jié)構(gòu)底層剛架柱頂?shù)奈灰戚^一般屋面門(mén)式剛架廠房結(jié)構(gòu)有20％以上的增幅；②8度多遇及罕遇地震作用下光伏屋面門(mén)式剛架廠房結(jié)構(gòu)底層剛架柱頂位移分別為4.06mm、23.20mm，頂層柱頂位移分別為4.13mm、23.62mm均處于基本完好狀態(tài)，滿(mǎn)足抗震性能的要求；③光伏組件質(zhì)量、支架柱柱高是影響光伏屋面門(mén)式剛架廠房結(jié)構(gòu)地