一种改进型光伏系统支架结构的制作方法

本实用新型属于光伏产品技术领域，特别涉及一种改进型光伏系统支架结构。

背景技术：

现有技术中，太阳能光伏支架是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊的支架，对系统起到支撑和保护的作用。由于数量多，用钢量大，在电站的整个投资中占有相当大的比重。其中组件安装梁(檩条)作为支架的重要组成部分，占整个支架总重的50％以上，因此合理的檩条设计和构造对保证整体结构的安全、降低用钢量、控制造价等有着十分重要的意义。

光伏支架的组件安装梁(檩条)普遍采用薄壁型钢，截面形式多样，目前常用的组件安装梁截面形式多为U型钢、C型钢和角钢。在光伏支架设计时，安装梁跨度一般控制在1m～3m，在梁承受荷载不大的情况下，安装梁与主梁(或立柱)的连接形式按简支设计。此做法的优点是安装方便且受力明确，在跨度可控的情况下是经济可行。

在檩条跨度和载荷都不是很大的情况下，采用简支式檩条方便、经济。然而，当客观安装条件受制约，组件安装梁(檩条)跨度大于6m以上的情况下，使用普通冷弯C型薄壁型钢作为简支组件安装梁，会导致简支檩条的的截面尺寸和自重显著增加，会造成组件支架用钢量过大，材料成本更高，不经济。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，具体公开一种改进型光伏系统支架结构，该支架结构在安装梁跨度在6m～12m范围内的情况时，大大降低了跨中弯矩峰值，从而减少檩条的截面尺寸，节省钢材；同时檩条的下挠变形量减小，可承载更大的载荷，实现更大的跨度；而且在同样荷载与跨度条件一样情况下，连续组件安装梁比简支梁更容易满足强度与挠度要求。

为了达到上述技术目的，本实用新型是按以下技术方案实现的：

本实用新型所述的一种改进型光伏系统支架结构，包括若干排Z型连续梁组件，相邻的Z型连续梁组件之间通过刚性支撑杆或者至少一条柔性斜拉条支撑连接。

作为上述技术的进一步改进，所述Z型连续梁组件包括若干Z型檩条连接而成，且相邻的两条Z型檩条之间通过支撑座相互搭接，所述Z型连续梁组件在支撑座处通过主梁上的檩托与主梁连接。

作为上述技术的更进一步改进，相邻的两Z型檩条之间的搭边长度为梁跨度长度的5-10％。

作为上述技术的更进一步改进，所述Z型连续梁组件中的Z型檩条采用上翼缘口向上的放置方式。

作为上述技术的更进一步改进，支架结构中处于两边缘部的Z型连续梁组件与其相邻的Z型连续梁组件之间通过刚性支撑杆支撑连接，支架结构中处于中间部位的Z型连续梁组件与其相邻的Z型连续梁组件之间通过柔性斜拉条连接。

在本实用新型中，根据安装梁跨度的不同，柔性斜拉条或刚性支撑杆的安装方式有以下几种：

第一种，当所述柔性斜拉条或刚性支撑杆的当安装梁跨度大于4m时，在跨中位置设置柔性斜拉条或刚性支撑杆。

第二种，当安装梁跨度大于6m时，在跨度三分点位置各设置一道柔性拉条或刚性支撑杆。

第三种，当安装梁跨度大于9m小于12m时，在跨度四分点位置各设置一道柔性拉条或刚性支撑杆。

第四种，当单坡长度大于50m，中间增加一道双向柔性斜拉条和刚性支撑杆。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型所述的光伏系统支架结构，在安装梁跨度在6m～12m范围内的情况下，采用Z型连续梁的办法，降低了跨中弯矩峰值，从而减少檩条的截面尺寸，节省钢材；

(2)本实用新型中，Z型檩条采用上翼缘口向上的放置方式，使得其下挠变形量减小，可承载更大的载荷，实现更大的跨度；同样荷载与跨度条件一样情况下，连续组件安装梁比简支梁更容易满足强度与挠度要求。

(3)本实用新型所述光伏系统支架结构，Z型连续梁组件的用钢量约占总用钢量的50％左右，对比简支梁形式，Z型连续梁组件能节约将近10％的用钢量，而且随着跨度的增加这种经济性越明显，因此，在跨度较大的情况下，采用Z型连续梁的办法，其经济效益显著。

(4)本实用新型中，在工程实施过程中，Z型薄壁型钢的檩条与传统的直角卷边C型钢相比，可以迭起来堆放，占用工厂和施工现场的空间少，运输体积小。

(5)本实用新型中，将Z型钢作为组件安装梁应用在跨度较大的光伏支架结构中，对整体结构的安全性和经济性有着十分重要的意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细的说明：

图1是本实用新型所述的光伏系统支架结构侧视图；

图2是本实用新型所述的光伏系统支架结构俯视图；

图3是本实用新型中Z型连续梁组件侧视图；

图4是本实用新型中Z型连续梁组件俯视图；

图5是上述图4中A-A剖视图(放大)；

图6是上述图4中B-B剖视图(放大)；

图7是本实用新型中Z型檩条上翼缘口向上放置受力分析图；

图8是本实用新型中Z型檩条上翼缘口向上放置受力分析图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型所述的一种改进型光伏系统支架结构，包括若干排Z型连续梁组件1，相邻的Z型连续梁组件1之间通过刚性支撑杆2或者至少一条柔性斜拉条3连接。

如图3至图6所示，所述Z型连续梁组件1包括若干Z型檩条11连接而成，且相邻的两条Z型檩条11之间通过支撑座12相互搭接，所述Z型连续梁组件在支撑座处通过主梁20上的檩托21与主梁20连接，且相邻的两Z型檩条之间的搭边长度L为梁跨度长度的5-10％。

如图8所示，所述述Z型连续梁组件中的Z型檩条采用上翼缘口向上的放置方式。

在光伏系统的设计中，系统组件安装通常具有一定的倾角，而且由于Z型檩条11的截面特性，当在一定的坡度安装Z型连续梁组件1时，上翼缘朝向的不同对安装梁的受力影响也不相同。

如图8所示，当上翼缘口向下时，载荷合力的作用线偏离截面型心更大，产生较大的附加扭矩；如图7所示，当上翼缘口向上放置时，上部光伏组件载荷产生的附加扭矩相对于缘口向下放置时小，同时在支座处檩托的支撑作用下，使得竖向载荷作用下受力更合理，因此需要设计采用上翼缘口向上放置方式。

在本实用新型中，支架结构中处于两边缘部(即坡长方向上的最高点N处(屋脊)与最低点M处(檐口))的Z型连续梁组件1与其相邻的Z型连续梁组件1之间通过刚性支撑杆2支撑连接，而支架结构中处于中间部位的Z型连续梁组件与其相邻的Z型连续梁组件之间通过柔性的柔性斜拉条5连接。

刚性支撑杆2和柔性柔性斜拉条5设置的原因是：由于Z型檩条11的截面特性所限，截面自身在弱轴方向抗弯能力较主轴弱，容易发生侧向位移，为了阻止翼缘的失稳，通常，需要设置安装梁之间设置支撑。支撑形式采用柔性支撑系统即柔性柔性斜拉条5，柔性柔性斜拉条5的连接布置方式为连接在相邻的两Z型檩条11上、下翼缘1/3高度处错开斜拉布置，柔性拉条可使侧向水平分量产生的弯矩降低，有效约束了翼缘的变形和扭转，从而提高了翼缘受压时的稳定承载能力。同时，柔性拉条作为一个支点，可以减小截面平面外计算长度，从而减小弱轴方向上的受力。同时在坡长方向上的最高点(屋脊)与最低点(檐口)上设置刚性支撑杆2，已形成了几何不变体系，保证了结构的整体稳定性。

在本实用新型中，根据安装梁跨度及屋面单坡长度适当设置柔性柔性拉条5或刚性支撑杆2的，如图1、图2所示当单坡长度大于50m，中间增加一道双向柔性斜拉条5和刚性支撑杆2。

此外，还有以下三种方式：

第一种，当安装梁跨度大于4m时，在跨中位置设置柔性拉条或刚性支撑杆。

第二种，当安装梁跨度大于6m时，在跨度三分点位置各设置一道柔性拉条或刚性支撑杆。

第三种，当安装梁跨度大于9m小于12m时，在跨度四分点位置各设置一道柔性拉条或刚性支撑杆。

本实用新型所述的光伏系统支架结构在安装梁跨度在6m～12m范围内的情况时，大大降低了跨中弯矩峰值，从而减少檩条的截面尺寸，节省钢材；同时檩条的下挠变形量减小，可承载更大的载荷，实现更大的跨度；而且在同样荷载与跨度条件一样情况下，连续组件安装梁比简支梁更容易满足强度与挠度要求。

本实用新型并不局限于上述实施方式，凡是对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意味着包含这些改动和变型。