光伏一体化屋面支撑结构的温度效应研究 on thermal effect of support structure for pv(photovoltaic)built-in roof.pdfVIP

浙江建筑，第31卷，第1期，2014年1月 Construction，V01．31，No．1，Jan．2014 Zhejiang 光伏一体化屋面支撑结构的温度效应研究 OnThermalEffectof for Structure Support Built．inRoof 吴若虹1，吴剑国2，杨赛亮2，曾宪纯3，刘亚辉3 WU 1，YANG Yahui3 Ruohong’，WUJianguo Sailian92，ZENGXianchun3，LIU (1．浙江省建筑安装技术学校，浙江杭州310022；2．浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310014： 3．浙江省建筑科学设计研究院有限公司，浙江杭州310012) 摘要：利用有限元分析软件，对光伏一体化屋面的光伏组件支撑框架在荷载和温度共同作用下的强度和刚度进行分析。研 究了框架整体尺寸、框架梁截面尺寸、框架柱截面尺寸、框架柱高度和框架柱约束等因素，对结构的应力和变形的影响，并提出了 改善温度应力的措施。所得结果对光伏一体化屋面支撑框架的设计有参考价值。 关键词：光伏一体化；温度应力；有限元：强度和刚度 中图分类号：TU23l 文献标志码：A 文章编号：1008—3707(2014)叭一0044—05 了光伏支撑框架在不同温度下引起的温度效应， 1 光伏建筑的温度效应不容忽视 以及梁柱的尺寸、布置对温度效应的影响，探讨了 改善温度应力的措施。 太阳能光伏建筑一体化BIPV(buildingintegrat— edphotovoltaics)，就是将太阳能光伏发电方阵安装 2计算模型 在建筑的围护结构外表面来提供电力¨o。由于光 伏方阵与建筑的结合不占用额外的空间，是光伏发 模型针对标准单晶硅光伏组件，单块光伏组件 电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而倍 580mmx808 的尺寸1 mmH。，框架梁四周采用L型 受关注。 截面合围，中间采用倒置T型截面用以嵌置光伏组 温度应力是构件内部温度变化所引起的膨胀 件，钢材均采用Q235钢。框架梁节点处设置方管 或收缩受到约束时产生的应力。光伏组件长期处 500 截面支柱，高2 mm，支柱底端焊接于屋面板的预 于阳光直射环境中，温度应力不容忽视‘2j。为保 埋件之上。 证光伏组件能够在室外条件下安全稳定工作，对 荷载为结构自重加屋面活荷载，活荷载标准值 0．5 kN／m 结构支撑框架，尤其是支撑柱的强度、变形进行合 kN／m2，雪荷载标准值0．452。“。结构初 理设计就显得尤为重要。各国关于温度作用取值 始温度均为20℃，冬季考虑最低温度一20℃，夏季 的规定各不相同，我国规范针对不同类型的结构 考虑最高温度80℃。结构框架温度与屋面板顶部 也只是规定了设置伸缩缝的间距要求。对于光伏