PKPM光伏支架设计软件——光伏支架结构设计的专家级助手

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：

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：

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：

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：

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。）

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：

点击计算书生成，程序可以自动生成上部结构的完整报告书，包含立柱、斜梁、檩条等构件，截图如下：

点击光伏三维施工图，即可看到有细部构造节点的BIM模型如下图：

点击施工图生成，会自动生成对应的支架平面布置图、基础平面布置图、详图和节点大样图，如下所示：