轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系制造技术

本实用新型专利技术涉及轻钢结构厂房上光伏太阳能布设技术，具体是轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系。光伏组件支撑中的导轨及副梁对应固定于既有轻钢屋面结构的檩条及横梁上，共同构成支撑光伏组件和轻钢屋面的复合结构。与现有技术相比，本实用新型专利技术的有益效果是：光伏板导轨作为新支撑，承担光伏组件等载荷，通过在檩条或横梁上安装支座来减小导轨或副梁的截面尺寸，达到尽可能减少用材料量，同时，通过支座位置的调整来减少既有钢结构屋面的檩条或横梁中挠度、弯矩等力学参数，使其满足新的屋面载荷要求，即光伏组件系统支撑与既有轻钢厂房结构构件通过其间的支座等措施，二者形成钢结构复合体系，共同支撑新屋面所有载荷。

Light steel roof and photovoltaic module support composite increasing bearing capacity structure system

The utility model relates to a photovoltaic solar energy laying technology on a light steel structure workshop, in particular to a composite bearing structure system with a light steel roof and a photovoltaic module. Rail support in the photovoltaic module and the side beam is fixed on the corresponding purlin and beam on the steel roof structure, composed of composite support structure of photovoltaic modules and light steel roof. Compared with the prior art, the utility model has the advantages of: photovoltaic panels as new rail support, bear the PV module load, through the installation of bearings in the purlin beam or to reduce the section size of the rail or the side beam, reaching as far as possible by reducing the quantity of material, at the same time, to reduce by adjustment of the location of existing steel bearing the structure of roof purlin or beam deflection, bending moment and other mechanical parameters, which can meet the requirements of the new roof load, the system of PV modules and existing support lightweight steel structure components through their support and other measures, the two formed steel structure composite system, to support the new roof all load.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轻钢结构厂房上光伏太阳能布设技术，具体是轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系。
技术介绍
太阳能光伏发电因其具有清洁、安全、便利、高效、可再生、可持续发展等优点，现已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。太阳能电池组件(光伏电板)作为发电系统的重要构件，需要安置到合适的地方吸收太阳能。工业厂房的屋顶因为面积大并且较为平坦，是理想的安置光伏电板的场所，适于屋顶光伏发电项目的建设。目前，既有建筑屋顶光伏以轻钢厂房屋面为主，其原结构设计中并没有考虑光伏组件及支撑体系的载荷，因此，大多轻钢(厂房)屋面需要进行既有建筑结构增大荷载承载能力的加固或改造。对钢屋盖部分进行结构加固的技术可有多种，例如加大截面法、粘钢法、增加支撑法等，但是这些加固方法对厂房内的生产活动影响较大，而且加固施工的工期较长，增大制作成本。因此，轻钢厂房上光伏太阳能的布设不进行原结构加固，能够在厂房外施工，不影响厂房内正常工作，成为了本领域技术研发的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种增加既有轻钢屋面承载能力，来满足其光伏布设载荷要求的轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系,光伏组件支撑中的导轨及副梁对应固定于既有轻钢屋面结构的檩条及横梁上，共同构成支撑光伏组件和轻钢屋面的复合结构。既有轻钢屋面的横梁及檩条的承载能力不能够承载轻钢屋面与光伏组件共同施加的载荷，则光伏组件支撑体系中的导轨及副梁对应固定于既有轻钢屋面的檩条及横梁上，共同构成支撑光伏组件和轻钢屋面的复合结构。光伏组件中导轨、副梁组成的支撑系统能够单独承载光伏组件时，光伏组件的副梁固定在既有轻钢屋面的横梁上，导轨固定在副梁上，支座固定在副梁和横梁之间，共同构成复合横梁。当既有轻钢屋面结构的横梁承载力能够满足光伏组件设置，则光伏组件中导轨固定在既有轻钢屋面的檩条上，支座固定在导轨和檩条之间，共同构成复合檩条。既有轻钢屋面的檩条不足以承载光伏组件载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则檩条与导轨之间设N个固定支座构成光伏轻钢屋面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；当N＝2时，支座到檩条端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为光伏组件荷载与屋面活、风、雪等荷载的组合，L为横梁的跨度；当N＝4时，两个支座位于檩条的端部，另外两个支座到檩条端部的距离为a，L为檩条的跨度。既有轻钢屋面的横梁不足以承载光伏组件载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则横梁与副梁之间设N个固定支座构成光伏轻钢屋面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；当N＝2时，支座到横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为光伏组件荷载与屋面活、风、雪等荷载的组合，L为横梁的跨度；当N＝4时，两个支座位于横梁的端部，另外两个支座到横梁端部的距离为a，L为横梁的跨度。既有轻钢屋面的檩条与横梁均不足以承载光伏组件载荷，则檩条与导轨、横梁与副梁之间分别设N个固定支座构成光伏轻钢屋面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；当N＝2时，导轨、副梁下的支座分别到檩条或横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为光伏组件荷载与屋面活、风、雪等荷载的组合，L为檩条或横梁的跨度；当N＝4时，导轨、副梁下两个支座分别位于檩条或横梁的端部，另外两个支座到檩条或横梁端部的距离为a，L为檩条或横梁的跨度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：光伏板导轨作为新支撑，承担光伏组件等载荷，通过在檩条或横梁上安装支座来减小导轨或副梁的截面尺寸，达到尽可能减少用材料量，同时，通过支座位置的调整来减少既有钢结构屋面的檩条或横梁中挠度、弯矩等力学参数，使其满足新的屋面载荷要求，即光伏组件系统支撑与既有轻钢厂房结构构件通过其间的支座等措施，二者形成钢结构复合体系，共同支撑新屋面所有载荷。附图说明图1是本专利技术的结构示意图一。图2是本专利技术的结构示意图二。具体实施方式轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系，光伏组件支撑中的导轨4及副梁5对应固定于既有轻钢屋面结构的檩条7及横梁8上，共同构成支撑光伏组件和轻钢屋面的复合结构。①既有轻钢屋面的横梁8及檩条7的承载能力不能够承载轻钢屋面与光伏组件共同施加的载荷，则光伏组件支撑体系中的导轨4及副梁5对应固定于既有轻钢屋面的檩条7及横梁8上，共同构成支撑光伏组件和轻钢屋面的复合结构；②当光伏组件中导轨4、副梁5组成的支撑系统能够单独承载光伏组件，则光伏组件的副梁5固定在既有轻钢屋面的横梁8上，导轨4固定在副梁5上，支座3固定在副梁5和横梁8之间，共同构成复合横梁；③当既有轻钢屋面结构的横梁8承载力能够满足光伏组件设置，则光伏组件中导轨4固定在既有轻钢屋面的檩条7上，支座3固定在导轨4和檩条7之间，共同构成复合檩条。如图1所示，既有轻钢屋面的檩条不足以承载光伏组件载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则檩条与导轨之间设N个固定支座构成光伏轻钢屋面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；当N＝2时，支座到檩条端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为光伏组件荷载与屋面活、风、雪等荷载的组合，L为横梁的跨度；当N＝4时，两个支座位于檩条的端部，另外两个支座到檩条端部的距离为a，L为檩条的跨度。如图2所示，既有轻钢屋面的横梁不足以承载光伏组件载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则横梁与副梁之间设N个固定支座构成光伏轻钢屋面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；当N＝2时，支座到横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为光伏组件荷载与屋面活、风、雪等荷载的组合，L为横梁的跨度；当N＝4时，两个支座位于横梁的端部，另外两个支座到横梁端部的距离为a，L为横梁的跨度。既有轻钢屋面的檩条与横梁均不足以承载光伏组件载荷，则檩条与导轨、横梁与副梁之间分别设N个固定支座构成光伏轻钢屋面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；当N＝2时，导轨、副梁下的支座分别到檩条或横梁端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为光伏组件荷载与屋面活、风、雪等荷载的组合，L为檩条或横梁的跨度；当N＝4时，导轨、副梁下的两个支座分别位于檩条或横梁的端部，另外两个支座到檩条或横梁端部的距离为a，L为檩条或横梁的跨度。轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力方法，包括以下步骤：⑴分别计算既有轻钢屋面支撑结构的立柱、横梁及檩条的承载能力；⑵分别计算既有光伏组件支撑结构中的导轨、副梁及支座的承载能力；⑶分别计算既有轻钢屋面与光伏组件系统施加的载荷；⑷计算既有轻钢屋面与光伏组件共同施加的载荷；⑸将光伏组件支撑结构中的导轨及副梁对应固定于既有轻钢屋面支撑结构的檩条及横梁上方构成光伏轻钢屋面复合支撑结构；(6)根据上述(1)、(2)、(3)、(4)的计算结果，确定(5)中导轨与檩条、副梁与横梁之间的连接方式和导轨、副梁及其支座几何尺寸、使用材料。既有轻钢屋面结构与光伏组件支撑体系构成复合结构的承载能力能够承载轻钢屋面与光伏组件共同施加的载荷，则光本文档来自技高网...

【技术保护点】
轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系，其特征在于：光伏组件支撑中的导轨及副梁对应固定于既有轻钢屋面结构的檩条及横梁上，共同构成支撑光伏组件和轻钢屋面的复合结构。

【技术特征摘要】
1.轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系，其特征在于：光伏组件支撑中的导轨及副梁对应固定于既有轻钢屋面结构的檩条及横梁上，共同构成支撑光伏组件和轻钢屋面的复合结构。2.根据权利要求1所述的轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系，其特征在于：光伏组件中导轨、副梁组成的支撑系统能够单独承载光伏组件时，光伏组件的副梁固定在既有轻钢屋面的横梁上，导轨固定在副梁上，支座固定在副梁和横梁之间，共同构成复合横梁。3.根据权利要求1所述的轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系，其特征在于：当既有轻钢屋面结构的横梁承载力能够满足光伏组件设置，则光伏组件中导轨固定在既有轻钢屋面的檩条上，支座固定在导轨和檩条之间，共同构成复合檩条。4.根据权利要求1所述的轻钢屋面与光伏组件支撑复合增大承载力结构体系，其特征在于：既有轻钢屋面的檩条不足以承载光伏组件载荷，但材料性能又具备一定承载能力时，则檩条与导轨之间设N个固定支座构成光伏轻钢屋面复合支撑结构，N的个数和位置由结构分析计算软件PK-PM确定；当N＝2时，支座到檩条端部固定支点的距离为a,q1为原结构屋面恒荷载，q2为光伏组件荷载与屋面活、风、雪等荷载的组合，L为横梁的跨度；当N＝4时，两个支座位于檩条的端部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：关喜才，刘宝兰，丁大勇，闫文涛，魏源岐，魏殿伟，李勇杰，侯广玲，李国玺，孟素品，张慧，武晓玲，
申请(专利权)人：关喜才，
类型：新型
国别省市：河南;41