大同市屋顶光伏承重安全检测鉴定中心
本次受检房屋共26栋,包括该产业园内A区9栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房、B区7栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房、C区2栋四层钢筋混凝土框架结构厂房和D区8栋双层门式刚架轻型房屋钢结构厂房。A区9栋单层门式刚架轻型钢结构厂房、B区7栋单层门式刚架轻型钢结构厂房原设计单位为江苏省农垦建筑设计有限公司,施工单位不详。C区2栋四层钢筋混凝土框架结构厂房、D区8栋双层门式刚架轻型房屋钢结构厂房原设计单位为工程设计院有限公司,施工单位不详。
计算过程:
(1)檩条验算
A区9栋、B区7栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房的屋面檩条均采用冷弯薄壁C型钢檩条,截面尺寸为180mm×60mm×20mm×2.5mm,间距为1.5m。验算结果表明,在屋面增设分布式发电站,且增设荷载不大于0.35kN/m2时,原檩条截面强度无法满足上述荷载使用要求。
(2)吊车梁验算
起重量5t的A1~A3轻级软钩吊车荷载作用下,轮压产生的吊车竖向荷载为204kN,*小轮压产生的吊车竖向荷载为80kN,吊车横向水平荷载为10kN。验算结果表明,原吊车梁可满足上述吊车荷载的使用要求。
厂房基础核算
A01、A02、A09、B01、B02、B05厂房采用水泥搅拌桩进行地基处理,复合地基承载力特征值为150kPa。经计算,相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力值均小于150kPa,满足承载力计算要求。
A03~A08、B03、B04、B06、B07厂房采用PHC管桩,单桩竖向承载力特征值为600kN。经计算,荷载效应标准组合竖向力作用下,基桩的平均竖向力均小于600kN,满足承载力计算要求。
双层门式刚架轻型房屋钢结构厂房承载力验算
计算参数
本次采用中国建筑科学研究院结构计算程序PKPM(V2.2版)系列软件STS门式刚架模块对单榀门式刚架进行验算分析,STS工具箱模块对檩条、抗风柱等构件进行承载力验算。经现场检测,D区双层门式刚架轻型房屋钢结构厂房屋面做法为:(1)0.5mm厚单层彩钢板;(2)50mm厚岩棉+铝箔+钢丝网;(3)镀锌冷弯薄壁C型钢檩条。楼面采用压型钢板YX-75-230-690-1.2,压型钢板上现浇混凝土强度等级为C25,上部钢筋为C10@200双向。
(1)验算荷载取值
恒载:3.0 kN/m2(楼面),0.3kN/m2(屋面)
活载:3.0 kN/m2(楼面),0.5 kN/m2 +0.35 kN/m2 = 0.85kN/m2(屋面)
基本风压:0.55kN/m2,地面粗糙度为B类
基本雪压:0.4 kN/m2
(2)地震信息
抗震设防类别为标准设防类(丙类),抗震设防烈度为7度(0.10g),设计地震分组为第三组,场地类别为IV类。
(3)材料强度
刚架的钢柱、钢梁及相应的加劲肋、端板采用Q345B级钢材,抗风柱及其余构件均采用Q235B级钢材。
门式刚架承载力验算
D01~D08为无吊车的双层门式刚架轻型房屋钢结构厂房,D01~D04单榀门式刚架为GJ1,D05~D08单榀门式刚架为GJ2。
检测结论和建议:
检测结论
本次受检房屋共26栋,包括该产业园内A区9栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房、B区7栋单层门式刚架轻型房屋钢结构厂房、C区2栋四层钢筋混凝土框架结构厂房和D区8栋双层门式刚架轻型房屋钢结构厂房。通过对受检房屋的现场检测及计算分析,得出以下几点结论:
(1)经检测,A区、B区、D区厂房部分构件锈蚀、损坏,其中A06、B06、D05厂房构件锈蚀严重,D02、D05、D06、D07和D08厂房一层处钢柱柱脚螺栓未进行二次灌浆。C区厂房少数梁柱粉刷层脱落,楼板局部出现渗水霉变。所有受检房屋结构构件无明显损坏,构件连接节点基本完好。
(2)检测结果显示,C01房屋倾斜率为1.57‰,C02房屋倾斜率为1.02‰,被测房屋各测点倾斜方向显示房屋整体倾斜无明显规律,全部测点倾斜率小于《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中规定的房屋整体倾斜4.0‰的限值(注:房屋倾斜率测量包含施工误差)。A区、B区和D区房屋相邻柱基的沉降差均小于《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中限值0.003l(注:沉降观测包含施工误差)。柱垂直度检测结果表明,A区、B区和D区房屋柱垂直度基本满足《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB50144-2008)的相关规定要求。
(3)采用中国建筑科学研究院结构计算程序PKPM(V2.2版)系列软件验算结果表明:在屋面增设分布式发电站,且增设荷载不大于0.35kN/m2时,A区、B区和D区门式刚架轻型房屋钢结构厂房的大部分刚架柱、刚架梁、屋面檩条、抗风柱均无法满足承载力计算要求;C区钢筋混凝土框架结构厂房的结构构件承载力均满足计算要求。
建议
(1)在屋面增设分布式发电站之前,应先对承载力不足的结构构件进行加固处理。
(2)在后续使用中,未经专业机构检测鉴定,屋面新增活荷载不得大于0.35kN/m2。
(3)建议定期对房屋进行检查维护,发现异常情况及时检测鉴定。
太阳能光伏发电系统大体上可以分为两类,一类是并网发电系统,即和公用电网通过标准接口相连接,像一个小型的发电厂;另一类是独立式发电系统,即在自己的闭路系统内部形成电路。
并网发电系统通过光伏数组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电,经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。而独立式发电系统光伏数组会将接收来的太阳辐射能量直接转换成电能供给负载,并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。
(1)太阳能电池组件。
一个太阳能电池只能产生大约0.5V的电压,远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要,需要把太阳能电池连接成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池,这些太阳能电池通过导线连接。如一个组件上,太阳能电池的数量是36片,这意味着一个太阳能组件大约能产生17V的电压。通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件,具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力,广泛应用于各个领域和系统。当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时,可把多个组件组成太阳能电池方阵,以获得所需要的电压和电流。
(2)直流/交流逆变器
将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能电池发出的是直流电,而一般的负载是交流负载,逆变器是不可缺少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统将发出的电能馈入电网。逆变器按输出波形又可分为方波逆变器和正弦波逆变器。
由于并网发电系统没有蓄电池及太阳能充放电控制器及交直流配电系统,如果条件允许的话可以将并网发电系统逆变器放在并网点的低压配电室内,否则只要单独建一座4~6m2的低压配电室就可以了。保证系统在雷雨等恶劣天气下能够安全运行,要对这套系统采取防雷措施。主要有以下几个方面:
(1)地线是避雷、防雷的关键,在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的选择光电厂附近土层较厚、潮湿的地点,挖一2m深地线坑,采用40扁钢,添加降阻剂并引出地线,引出线采用35mm2铜芯电缆,接地电阻应小于4Ω。
(2)在配电室附近建一避雷针,高15m,并单独做一地线,方法同上。
(3)太阳电池方阵电缆进入配电室的电压为DC220V,采用PVC管地埋,加防雷器保护。电池板方阵的支架应保证良好的接地。
(4)并网逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护(并网逆变器内有交流输出防雷器)。