工业厂房光伏屋面一体化设计及结构抗震性能研究-土木工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究 工 作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大 学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一 同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签咐唠 日期:仰M. 5. l 关于论文使用和授权的说明 本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即:学 校有权保留学位论文的复印件，允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定〉 签名和多 导师签名例如期叫 y炉 WM曲 西南科技大学硕士研究生学位论文第 西南科技大学硕士研究生学位论文 第 I页 摘 要 当前国家大力提倡低碳节能和发展绿色建筑，光伏建筑一体化已成为未 来发展的大趋势。虽然光伏建筑在我国某些地区已经建成，但大部分都只是 局限于示范工程，推广程度不高。因此展开对于光伏建筑一体化设计及其结 构安全性的分析是十分必要的。 本文以光伏建筑为研究对象，重点研究工业厂房与光伏组件的结合形式， 然后从光伏屋面出发，提出一种应用在工业厂房屋面上的光伏一体化结构， 并针对结构的安全性开展了数值模拟研究。本文的主要研究工作如下： （1）工业厂房光伏屋面一体化设计。①根据光伏屋面所处地域的不同， 选取了 4°、10°、15°和 20°、25°、30°六种典型的光伏组件最佳倾角， 并针对最佳倾角的不同提出了两种不同的光伏组件布置方式；②对支撑光伏 组件的光伏支架结构的布置位置及方式 、截面尺寸、连接形式等进行了设计， 并以 2L70mm x 4mm 支架梁、60mm x 60mm x 4mm 支架柱、1600mm 支架柱 柱高 、120kg/m2 光伏 组件自重 及 300 安装 倾角时的 工况为 例，详细 分析了 光 伏支架结构上的荷载和荷载效应组合，以及支架梁、支架柱的静力受力计算； ③针对屋面光伏组件清洁困难这一问题，提出了光伏组件清洁系统，主要包 括清洗装置和排水装置，对其运行基本原理、布置位置及数量等进行了说明； ④为了提高屋面上人的安全系数，设计了屋面检修与维护通道，其横向布置 在光伏支架上，且位于每排光伏组件的下端 15～30cm。 （2）工业厂房光伏屋面一体化结构抗震性能分析。采用 SAP2000 软件 分别建立了一般屋面门式刚架厂房结构、光伏屋面门式刚架厂房结构的有限 元模型，对计算模型进行时程响应分析，结果表明：①屋面安装光伏组件及 支架结构后，光伏屋面门式刚架厂房结构底层刚架柱顶的位移较一般屋面门 式刚架 厂房结构有 20% 以上的 增幅；②8 度多遇 及罕遇地震 作用下光伏屋 面 门式刚架厂房结构底层刚架柱顶位移分别为 4.06mm、23.20mm，顶层柱顶位 移 分 别为 4.13mm、 23.62mm 均 处 于基 本 完 好 状 态， 满 足 抗 震性 能 的 要 求 ； ③光伏组件质量、支架柱柱高是影响光伏屋面门式刚架厂房结构地震响应的 重要因素 ，当光伏组件倾角低于 30°且采用本文提出的布置方式时，光伏组 件倾角对光伏屋面门式刚架厂房结构地震响应的影响并不显著。 关键词：工业厂房；光伏屋面一体化；光伏组件；结构设计；抗震性能 西南科技大学硕士研究生学位论文第 西南科技大学硕士研究生学位论文 第 II页 Abstract At present, the country vigorously advocate low-carbon energy saving and development of green building, building integrated photovoltaic （ BIPV ） has become a major trend in the future. While photovoltaic technology has begun to use in some areas of our country, most are confined to the demonstration project, do not have a high level of promotion. Therefore study on the structure design and security analysis of building integrated photovoltaic is essential. Based on building integrated photovoltaic, thi