地震時，小附屬結構的反應加速度大于主體結構的地震反應加速度，而主體結構的地震反應加速度又大于地面加速度。突出屋面小附屬結構的地震作用與其放在地面時的地震作用的比值，稱為地震作用放大系數(shù)，其數(shù)值取決于小附屬結構與主體結構剛度比和質(zhì)量比，剛度比越小、質(zhì)量比越大，放大系數(shù)越大。屋面光伏系統(tǒng)剛度比很小，但質(zhì)量比也很小，地震放大系數(shù)可以達到3.0。
歷次地震中，突出屋面小附屬結構的震害是較為普遍的（圖21～圖24）。屋面光伏系統(tǒng)不僅是小附屬結構，而且它的剛度比樓梯間、電梯間等一般的附屬結構還要小，其鞭梢效應更為嚴重，抗震設計時要更為重視（圖25）。
有支架的光伏結構系統(tǒng)可按放置于地面的單質(zhì)點結構計算其地震作用，再考慮突出屋面小結構的地震力放大作用，乘以放大系數(shù)3.0。必要時可連同主體結構一起進行地震反應分析（圖26），得出的小附屬結構地震作用應放大1.5～2倍。
由平臥的金屬梁和金屬框支承、緊靠著屋面水平放置的光伏系統(tǒng)，受地震作用影響較小，不必特別計算地震作用，只要求各連接部位能有效固定，能抵抗地震作用引起的相對滑移。
4.3 溫度作用
光伏結構的支架位于室外，應考慮溫度作用的影響，必要時可進行鋼支架的溫度應力計算。
4.4 荷載及作用效應的組合
光伏結構系統(tǒng)的荷載組合可按照國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》GB 50019 2006版本的原則進行。
進行構件承載力計算時，可考慮重力荷載、重力荷載加風荷載以及重力荷載加地震作用等組合。分項系數(shù)可按下列數(shù)值取用：
1）重力荷載的分項系數(shù)：只有重力荷載參加組合時，取1.35；其他組合取1.2；當重力荷載的效應對構件有利時，取1.0；
2）風荷載的分項系數(shù)取1.4；地震作用的分項系數(shù)取1.3。
進行構件撓度計算時，可考慮重力荷載或重力荷載加風荷載的組合。分項系數(shù)均取為1.0。
5 面板設計
設計為水平放置的屋面光伏面板，實際上應有不小于3% 的坡度，防止積水。
面板的玻璃應能承受施加于面板的荷載、地震作用和溫度作用。其厚度除應由計算確定外，尚應滿足最小厚度的要求：
屋面光伏面板采用單片玻璃時，其厚度不應小于3.5mm。
屋面光伏面板采用夾膠玻璃時，兩片單片玻璃的厚度均不應小于3mm。
面板的結構計算可按《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ 102-2003的規(guī)定進行。
由荷載標準值產(chǎn)生的面板撓度，邊支承面板不宜大于短邊的1/60；點支承面板不宜大于沿較大邊長支承點間距的1/60。并且面板的變形還應滿足電氣性能對撓度的限制。
6 支承結構設計
支承結構設計應遵照《鋼結構設計規(guī)范》GB 50017-2003 和《鋁合金結構設計規(guī)范》GB 50429-2007 的規(guī)定進行。
鋼支架構件的截面厚度不應小于2.0mm，其鋼種、牌號和質(zhì)量等級應符合現(xiàn)行國家標準和行業(yè)標準的規(guī)定。鋼材之間進行焊接時，應符合現(xiàn)行國家標準和行業(yè)標準的規(guī)定。
鋼支架應采取有效的防腐措施。當采用熱浸鋅防腐處理時，鋅膜厚度不宜小于80um。采用氟碳噴涂時涂膜厚度不宜小于40um。采用防銹漆或其他防腐涂料時應遵照相應的技術規(guī)定。
腐蝕嚴重地區(qū)的鋼支架，必要時可預留截面的腐蝕厚度。例如，原設計壁厚為4mm的鋼型材，考慮到鋼材的腐蝕速度為 0.01mm～0.02mm / 年，實際下料時選用6mm的型材，即使不加防腐，任由鋼材腐蝕，50 年后鋼材的有效壁厚還會剩下不小于 4mm，滿足設計要求。
在風荷載標準值作用下，面板支架的頂點水平位移不宜大于其高度的1/150。
7 連接設計
鋼支架的連接采用焊接時，鋼材的材質(zhì)應采用Q235B或Q345B。焊縫應按國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB 50017進行設計。焊接應符合國家標準《建筑鋼結構焊接規(guī)程》 GB/T 8162和行業(yè)標準《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ 81的規(guī)定（圖27～圖30）。
鋼支架的連接采用螺栓連接時，應按照國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB 50017進行設計，連接處的螺栓不應少于2個。碳素鋼螺栓應符合國家標準的要求，并應進行防腐處理；不銹鋼螺栓的材質(zhì)不應低于S304XX（圖31）。
鋼支架與主體結構的連接應能承受光伏系統(tǒng)結構傳來的內(nèi)力設計值。
鋼支架與主體鋼結構相連接時，可采用焊接或螺栓連接，并應符合相應規(guī)范的規(guī)定。鋼支架與主體鋼結構宜通過主體鋼結構事先焊好的連接板進行焊接，直接在主體鋼結構上進行焊接應取得鋼結構設計和施工單位的同意。
鋼支架與主體混凝土結構應通過預埋件連接。預埋件應在主體結構混凝土施工時埋入，預埋件的位置應準確。預埋件應按國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB 50010 進行設計。
鋼支架與主體混凝土結構采用后加錨栓連接時，應符合下列規(guī)定：
1.產(chǎn)品應有出廠合格證；
2.碳素鋼錨栓應經(jīng)過防腐處理；不銹鋼錨栓的材質(zhì)不低于S304XX；
3.應通過現(xiàn)場拉拔實驗確定承載力標準值；確定其承載力設計值時，材料分項系數(shù)不應小于2.15；
4.每個連接點錨栓不應少于2個，錨栓直徑不應小于8mm；
5.采用化學錨栓時，不宜在錨板上進行連續(xù)的、受力的焊縫焊接。
8 小結
突出屋面的分離式光伏系統(tǒng)不同于合一式的光伏系統(tǒng)，屋面光伏組件不要求具有建筑功能，不需要密封。它是屋面的小附屬結構，破壞后有承重屋面承托，并不產(chǎn)生大的安全問題，安全性要求可以按最低標準考慮。因此屋面光伏系統(tǒng)不應按通常的屋面或采光頂進行設計。
按照本文的建議進行屋面光伏系統(tǒng)設計，將顯著減少面板和支架的材料用量，顯著減低結構造價，有利于屋面光伏系統(tǒng)的推廣應用�！就辍�
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