在全球清洁能源需求增长背景下，光伏产业机遇空前，太阳能在能源结构中比重上升，各地光伏项目涌现。
我国光伏电站建设有完善规范规程。GB 50797 - 2012 《光伏发电站设计规范》对光伏支架设计、选型、布置有明确要求，依据不同地区气象条件确定结构形式和材料强度。GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》为光伏支架结构设计的荷载取值和组合方式提供准则。NB/T 10115-2018《光伏支架结构设计规程》规定了结构计算、材料选用、构造要求等内容，明确设计流程和方法，从基础到上部结构设计都有标准，保障安全可靠、经济合理。
这些规范为设计师提供统一指导原则，科学设计光伏支架结构是光伏项目成功关键之一，下面将展示通过PKPM-STGF软件实现电站高效稳定运行的案例。
这是某分布式光伏发电项目中的双立柱屋面光伏支架，上部结构使用年限为25年，基础使用年限为50年，三维模型及平立面图如下：
首先选择支架形式，这里选择双立柱带单斜撑类型，设置组件面板参数。
光伏支架檩条在设计过程中，根据光伏板安装形式的不同，其截面形状会存在C型和U型两种情况。
C型檩条是目前光伏支架设计过程中，较为常见的一种檩条截面形式。通常通过自攻螺丝的方式将光伏板与檩条上翼缘连接在一起，如图所示：
计算方式类似常规门式刚架屋面檩条，同时由于上翼缘与光伏板通过自攻螺丝的方式，可以形成较为稳定有效的连接，光伏板可以阻止上翼缘的侧向失稳现象。因此，计算过程中，可不进行上翼缘受压稳定性的计算。
与C型檩条不同，U型槽钢檩条在部分项目以及厂家中，有较大应用。光伏板通过压块和连接件与U槽钢底部连接。
如下图所示：
区别于C型檩条，U型檩条的安装方式决定了它不存在上下翼缘的区分，光伏板对截面也不会有很好的限制面外失稳的作用，因此，验算截面过程中，需要考虑翼缘的稳定性。
本案例中，檩条截面选择光伏卷边U型薄壁槽钢，截面为41*41*2.5，如下图：
在面板参数界面设置面板倾角，檩条排列，如下图：
（光伏面板倾角可以读取PKPM绿建软件的数据，本项目未使用绿建软件分析，因此不做赘述。）
再分别设置立柱、斜撑的定位、截面信息以及立柱约束，如下图：
点击支座约束，可以查看立柱的约束形式，之前我们设置的是下部刚接，不用修改，如下图：
对于设置好的这一榀支架，我们选择保存到库，这样下次有类似的项目我们调用起来就非常方便，如下图：
本项目支架设计无特殊情况，如果有立柱错层、纵向起坡亦可以在软件设置中实现，如下图：
点击纵向组装，平面图中有6榀支架，按照图纸对榀数、榀定位、纵向支撑截面进行修改，如下图：
PS：如果考虑檩条拼接对刚度的折减，也可以勾选上檩条设拼接点，程序会用折减后的刚度采用矩阵位移法求解檩条内力，默认不折减，如下图：
组装好之后光伏支架三维模如下图：
本项目光伏支架承受恒载、活载、风荷载、雪荷载及地震荷载等，在设计该光伏支架时，程序采用参数化输入方式来处理这些荷载”。
恒载
为光伏组件的容重*尺寸转化为的面荷载，本项目输入值约为0.12；
活载
按照光伏发电站设计规范，考虑施工检修荷载；
雪荷载
程序会自动导算25年一遇的基本雪压，并按照面板倾角自动计算积雪分布系数；
风荷载
的考虑也是基于自动导算25年一遇的基本风压，如下图所示：
按照光伏支架结构设计规程的公式，檩条的风荷载在按照主体结构考虑或按照围护结构考虑时，其风振（阵风）系数、整体体型系数（局部体型系数）均不同，这些差异会影响最终风荷载的大小”。风荷载的计算公式如下：
本项目檩条
按照主体结构考虑
，风振系数和体系系数如下图：
如果是
按照围护结构考虑
，此时阵风系数和局部体型系数如下图：
不管是整体体系系数还是局部体型系数，程序都可以自动考虑，非常方便！本项目由于支架高度较低，总量较少，按照主体结构考虑风荷载对项目整体用钢量较省，因此风荷载设置按照主体结构去考虑。
风压高度变化系数可以读取模型，由于本项目是屋面光伏，因此读取后的高度还要再加上屋面的高度。如下图：
PS：如果项目是山地项目、多榀支架，可以考虑对风荷载进行放大或折减。如下图：
定义好参数后，可以在荷载查看中显示荷载在三维模型上布置的情况，可以按照不同类别的荷载筛选，如下图：
计算长度对于钢结构稳定设计是非常重要的，我们来看下STGF是怎么考虑计算长度的吧：按照光伏支架结构设计规程，支架柱稳定计算平面内和平面外考虑的计算长度不同。
平面内：
无侧移（有斜杆）的平面内计算长度按照规程6.2.3考虑：即
对于单柱计算长度系数取2,，对于多排柱计算长度系数取1或者0.7
。
对于有侧移（无斜杆）的支架柱平面内计算长度，应按照规程附录C计算长柱和短柱的刚度之比后进行考虑平面内计算长度系数，如下图：
平面外：按照规程6.2.3条，平面外计算长度取平面外侧向支撑点的距离，即
计算长度系数取1
。
那么对于程序来说，计算长度系数也会自动考虑规范的要求，当建好了模型，计算长度会按照模型的实际情况直接考虑，本项目的计算长度情况如下图：A轴线的短柱平面内计算长度系数为1，平面外计算长度系数为2，因为
平面内有撑，多排柱，取1，平面外无斜撑，属于悬臂柱，计算长度系数取2
；B轴线的长柱平面内、外的计算长度系数都为1，因为
平面内有撑，多排柱，取1；平面外有斜撑，取1。
（PS：此处上柱计算长度系数为1.16是因为程序按照节点打断了柱，柱总长为2988，所以上柱计算长度系数为2988/2566=1.16，下柱计算长度系数为2988/400=7.44整个柱计算长度系数仍然为1。）
相比于支架柱，支架梁的计算长度按照规程6.3.2条，面内取立柱或支撑间距离，面外取侧向支撑点距离，本项目中支架梁面内面外的计算长度系数均取1。
PS：若遇到设计变更，需要单独修改构件材料时，不需要重新组装，程序提供了交互式布置材料的方式，添加目标钢号即可对任意杆件进行材料变更。如下图：
在计算参数界面，有设计信息，地震参数，荷载组合三个部分，本项目属于常规项目，一般情况下基本无需修改参数，只需根据场地情况修改地震参数后，即可进行后续计算”。如下图：
计算完成后，可以对强度、变形、稳定结果进行查看，本项目应力比结果如下图：
也可以点击构件计算书详细查看单构件的结果，包含了强度、稳定和长细比验算，如下图：
本项目檩条原始截面应力比超限，因此来检验下程序自带的优化截面能不能对构件进行自动调整。设置好应力比和长细比限值，如下图：
优化计算完成后应力比全部都满足要求，如下图：
本项目基础为混凝土块，截面尺寸为400*400*800，设置好之后模型截图如下：
点击计算，即可按照规程计算基础抗倾覆、抗滑移和抗拔并查看每个基础的计算结果，如下图：
PS：程序还可以进行桩基、条形基础、独立基础、筏板基础等复杂基础的计算并出基础施工图，由于本项目没有上述复杂基础类型，限于篇幅，这里不再赘述，复杂基础的建模场景如下截图：
